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文檔簡介
第11章信號的產(chǎn)生與變換電路
第1節(jié)電壓比較器
第2節(jié)滯回比較器(施密特門)
第3節(jié)矩形波發(fā)生電路(多諧振蕩器)第4節(jié)三角波發(fā)生器第5節(jié)單脈沖發(fā)生電路第6節(jié)正弦信號發(fā)生電路第7節(jié)信號的轉(zhuǎn)換電路主菜單回退前進最后返回退出
第11章信號的發(fā)生與變換電路
信號發(fā)生電路包括正弦信號發(fā)生電路和非正弦信號發(fā)生電路兩大類,它們無需輸入信號激勵就能產(chǎn)生各種周期性的波形。信號發(fā)生電路也稱為振蕩電路。
信號變換電路是將某種信號波形變換成另一種波形,或?qū)δ撤N信號波形進行整形、延遲使之滿足系統(tǒng)的要求。開始作?業(yè)11.1電壓比較器主菜單回退前進最后返回作?業(yè)退出開始
電壓比較器是對輸入信號進行鑒幅與比較的電路,是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元電路,在測量和控制系統(tǒng)中有著廣泛的應用。電壓比較器的輸出電壓u0與輸入電壓uI的函數(shù)關系u0=f(uI)一般用曲線來描述,稱為電壓傳輸特性。主菜單回退前進最后返回退出
11.1電壓比較器開始作?業(yè)為了正確畫出電壓傳輸特性,必須確定以下三個要素:輸出電壓高電平的數(shù)值UOH和低電平的數(shù)值UOL。②閾值電壓的數(shù)值UT。③當uI變化且經(jīng)過UT
時,uo躍變的方向,即是從UOH躍變?yōu)閁OL,還是從UOL躍變?yōu)閁OH。主菜單回退前進最后返回退出
11.1.1單限比較器1、過零比較器開始作?業(yè)圖11.1.2(a)所示為反相過零電壓比較器,其特點是:輸入uI接反相輸入端,uI稱比較信號;閾值電壓UT接同相端,且UT=0V。圖(b)是電壓傳輸特性,其輸出電壓為+UOM或-UOM。主菜單回退前進最后返回退出
11.1.1單限比較器為了限制集成運放的差模輸入電壓,保護其輸入級三極管可加二極管限幅電路,如圖11.1.3。開始作?業(yè)主菜單回退前進最后返回退出
11.1.1單限比較器開始作?業(yè)有時可將輸出限幅穩(wěn)壓二極管接成如圖11.1.5所示形式,這樣可省去限流電阻。主菜單回退前進最后返回退出
11.1.1單限比較器圖11.1.6一般單限比較器及其電壓傳輸特性,UREF為外加參考電壓。開始作?業(yè)2、一般單限比較器主菜單回退前進最后返回退出
11.1.1單限比較器開始作?業(yè)根據(jù)疊加原理,集成運放反相輸入端的電位u-為令u-=u+=0,則求出閾值電壓主菜單回退前進最后返回退出
11.1.2雙限比較器
在實際工作中,時常遇到需要檢測輸入模擬信號的電平是否處在給定的兩個門限電平之間,這就要求比較器有兩個門限電平。這種比較器稱為雙限比較器。開始作?業(yè)主菜單回退前進最后返回退出
11.1.2雙限比較器開始作?業(yè)雙限比較器的一種電路如圖11.1.7(a)所示。圖(b)為電壓傳輸特性。UI為輸入電壓;C1為同相輸入電壓比較器;C2為反相輸入電壓比較器。主菜單回退前進最后返回退出
11.2滯回比較開始作?業(yè)雖然單限比較器很靈敏,但是抗干擾能力差。滯回比較器具有滯回特性,即具有慣性,因而也就具有一定的抗干擾能力。圖11.2.1由運放構(gòu)成的滯回比較器。主菜單回退前進最后返回退出
11.2滯回比較開始作?業(yè)從電壓傳輸特性曲線上可以看出,當-UT<uI<+UT時,可能是+UZ也可能是-UZ。如果比較信號uI是從小于-UT的值逐漸增大到-UT<uI<+UT,那么u0為+UZ;如果比較信號uI
是從大于+UT
的值逐漸減小到-UT<uI<+UT,那么u0應為-UZ;曲線具有方向性,如圖11.2.1(b)所標注。主菜單回退前進最后返回退出
11.2滯回比較開始作?業(yè)例如,當u0=+UZ、u+=+UT時,只要uI略大于+UT足以引起u0的下降,就會產(chǎn)生如下的正反饋過程:即u0的下降導致u+下降;而u+的下降又使得u0進一步下降,反饋的結(jié)果使u0迅速變?yōu)?UZ,從而獲得較為理想的電壓傳輸特性。主菜單回退前進最后返回退出
11.2滯回比較開始作?業(yè)若將電阻R1的接地端接參考電壓UREF,如圖11.2.2(a)所示,則同相輸入端的電位主菜單回退前進最后返回退出
11.2滯回比較開始作?業(yè)
例11.2.1在圖11.2.1(a)所示電路中,已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓±UZ=±9V,輸入電壓uI的波形如圖11.2.3(a)所示,試畫出u0的波形。主菜單回退前進最后返回退出
11.2滯回比較開始作?業(yè)解:輸出高電平和低電平分別為±UZ=±9V,閾值電壓為畫出電壓傳輸特性如圖11.2.3(c)所示。根據(jù)電壓傳輸特性便可畫出u0的波形,如圖11.2.3(b)所示。主菜單回退前進最后返回退出
11.2滯回比較開始作?業(yè)主菜單回退前進最后返回退出
11.2.2由555定時器構(gòu)成的施密特門開始作?業(yè)圖11.2.15是國產(chǎn)雙限型定時器CB555的電路結(jié)構(gòu)圖。它由比較器C1和C2、基本RS觸發(fā)器和集成開路的放電晶體管TD三部分組成。主菜單回退前進最后返回退出
11.2.2由555定時器構(gòu)成的施密特門開始作?業(yè)555定時器工作原理分析:主菜單回退前進最后返回退出
11.2.2由555定時器構(gòu)成的施密特門表11.2.1555定時器的符號和功能表開始作?業(yè)主菜單回退前進最后返回退出
11.2.2由555定時器構(gòu)成的施密特門由于比較器C1和C2的參考電壓不同,因而基本RS觸發(fā)器的置0信號(UC1=0)和置1信號(UC2=0)必然發(fā)生在輸入信號uI的不同電平。因此,輸出電壓u0由高電平變?yōu)榈碗娖胶陀傻碗娖阶優(yōu)楦唠娖剿鶎膗I值也不相同,這樣就形成了施密特觸發(fā)特性(滯回特性)。開始作?業(yè)主菜單回退前進最后返回退出
11.2.2由555定時器構(gòu)成的施密特門開始作?業(yè)首先分析uI從0逐漸升高的過程:主菜單回退前進最后返回退出
11.2.2由555定時器構(gòu)成的施密特門開始作?業(yè)
主菜單回退前進最后返回退出
11.2.2由555定時器構(gòu)成的施密特門開始作?業(yè)圖11.2.7所示是圖11.2.6所示電路的電壓傳輸特性,它是一個典型的反相輸出的施密特觸發(fā)特性,與滯回特性相同。通過改變uC0可以調(diào)節(jié)回差電壓的大小。主菜單回退前進最后返回退出
11.2.2由555定時器構(gòu)成的施密特門開始作?業(yè)3、施密特門基本應用(1)波形轉(zhuǎn)換圖11.2.8中輸出脈沖寬度tPO可通過改變回差電壓ΔU的大小加以調(diào)節(jié)。主菜單回退前進最后返回退出
11.2.2由555定時器構(gòu)成的施密特門開始作?業(yè)(2)波形整形數(shù)字矩形波信號在傳輸過程中受到干擾變成了圖11.2.9(a)所示的不規(guī)則波形。圖中若負向閾值取為U1-。若負向閾值取值為U2-,輸入信號頂端的干擾毛刺在輸出中已不復存在。主菜單回退前進最后返回退出
11.2.2由555定時器構(gòu)成的施密特門開始作?業(yè)(3)幅度鑒別施密特門的翻轉(zhuǎn)取決于輸入信號是否高于UT+或低于UT-,利用這個特性可以構(gòu)成幅度鑒別器,用以從這一串脈沖中檢出符合幅度要求的脈沖。圖11.2.10所示為一個幅度鑒別器的工作波形圖。主菜單回退前進最后返回退出
11.2.2由555定時器構(gòu)成的施密特門開始作?業(yè)圖11.2.10幅度鑒別主菜單回退前進最后返回退出11.2.3滯回比較器應用舉例開始作?業(yè)圖11.2.11是一個溫度監(jiān)測控制電路主菜單回退前進最后返回退出11.2.3滯回比較器應用舉例開始作?業(yè)溫度傳感器由具有負溫度系數(shù)(阻值隨溫度的增加而減小)的熱敏電阻RT(放置于溫度監(jiān)控處)、固定電阻R1和電源-UCC構(gòu)成。集成運放A1和電阻R2、R3構(gòu)成跟隨器,起隔離作用,以避免后級對uT的影響,顯然u01=uT。主菜單回退前進最后返回退出11.2.3滯回比較器應用舉例開始作?業(yè)
在實際測量中,通常要對輸出電壓進行變換和定標,使被測溫度與輸出電壓相對應,因此接入由集成運放A2和R4~R6、RP1及RP2構(gòu)成的反相加法電路。例如當被測溫度為下限值時,u01=U01L≠0,若要求此時的u02=U02L=0,則應使RP2、R6支路的電流為0,因此可得即主菜單回退前進最后返回退出11.2.3滯回比較器應用舉例開始作?業(yè)上式即確定了RP1和R4的阻值關系。圖中被測溫度下限值為0℃,U01L=0.97V,則RP1調(diào)至約154.6kΩ即可。而當被測溫度為上限值時,u01=U01H,若要求此時的u02=U02H,即輸入電壓變化量Δu01=U01H-U01L,輸出電壓變化量Δu02=U02H-U02L,因此要求電路的電壓放大倍數(shù)主菜單回退前進最后返回退出11.2.3滯回比較器應用舉例開始作?業(yè)上式表示可根據(jù)被測溫度范圍所對應的傳感器輸出電壓變化量和定標電壓確定反饋支路電阻(R6+RP2)和R4的阻值關系。圖中被測溫度上限值為100℃,U01H=-11.54V,如要求此時U02H=10V,則(R6+RP2)≈9.46kΩ。集成運放A3和R7、R8構(gòu)成跟隨器,亦起隔離作用。顯然u03=u02,其電壓標的讀數(shù)按溫度標定后即可直接指示被監(jiān)測的溫度。主菜單回退前進最后返回退出11.2.3滯回比較器應用舉例開始作?業(yè)設RP=R'P3//R''P3同相輸入端電壓u-4與u+4比較后決定集成運放A4構(gòu)成的同向滯回比較器的輸出電平。圖中UREF可通過電位器RP3來調(diào)節(jié)u+4,達到調(diào)節(jié)溫度控制范圍的目的。這里R9~R12的阻值由溫控要求來確定。主菜單回退前進最后返回退出
11.3矩形波發(fā)生電路(多諧振蕩器)開始作?業(yè)矩形波發(fā)生電路是其他非正弦波發(fā)生電路的基礎,當矩形波電壓加在積分運放電路的輸入端時,輸出就獲得三角波電壓;而如果改變積分電路正向積分和反相積分的時間常數(shù),使某一方向的積分常數(shù)趨于0,就能獲得鋸齒波。
1、電路組成及工作原理
11.3.1由運放構(gòu)成的矩形波發(fā)生器
因為矩形波電壓只有兩種狀態(tài),不是高電平,就是低電平,所以電壓比較器是它的重要組成部分。圖11.3.1所示為矩形波發(fā)生電路,它由反相輸入的滯回比較器和RC電路組成。退出作?業(yè)主菜單開始回退前進最后返回由運放構(gòu)成的矩形波發(fā)生器
11.3.1由運放構(gòu)成的矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回圖11.3.1中滯回比較器的輸出電壓閾值電壓為11.3.1由運放構(gòu)成的矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
可以看出|UT+|=|-UT-|=UT。因而電壓傳輸特性如圖11.3.2所示。
設某一時刻輸出電壓u0=+UZ,則同相輸入端電位u+=UT+。如圖11.3.1中實線箭頭所示,uo通過R對電容器正向充電。11.3.1由運放構(gòu)成的矩形波發(fā)生器主菜單開始回退前進最后返回退出2、波形分析及主要參數(shù)作?業(yè)電容兩端電壓uC(即集成運放反相輸入端電位u-)和電路輸出電壓u0波形如圖11.3.3所示。11.3.1由運放構(gòu)成的矩形波發(fā)生器主菜單開始回退前進最后返回退出矩形波的寬度Tk與周期T之比稱為占空比,因此u0是占空比為1/2的矩形波。根據(jù)電容上的電壓波形可知,在1/2周期內(nèi),電容充電的起始值為-UT,時間常數(shù)為RC;時間t趨于無窮時,uc趨于+UZ,應用一階RC電路的三要素公式可列出方程作?業(yè)11.3.1由運放構(gòu)成的矩形波發(fā)生器主菜單開始回退前進最后返回退出振蕩周期作?業(yè)振蕩頻率由以上分析可知:
11.3.1由運放構(gòu)成的矩形波發(fā)生器3、占空比可調(diào)電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢砸龑щ娏髁鹘?jīng)不同的通路,從而改變充放電時間常數(shù),實現(xiàn)占空比可調(diào)。電路及電壓波形如圖11.3.4所示。
11.3.1由運放構(gòu)成的矩形波發(fā)生器3、占空比可調(diào)電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
11.3.1由運放構(gòu)成的矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回若忽略二極管導通時的等效電阻,則充電時間常數(shù)若忽略二極管導通時的等效電阻,則放電時間常數(shù)
11.3.1由運放構(gòu)成的矩形波發(fā)生器利用一階RC電路的三要素公式可得作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回上式表明改變電位器的滑動端可以改變占空比,但不能改變周期。
11.3.1由運放構(gòu)成的矩形波發(fā)生器
例11.3.1在圖11.3.4(a)所示電路中,已知R1=R2=25kΩ,R3=5kΩ,RP=100kΩ,C=0.1μF,±UZ=±8V。試求:(1)輸出電壓的幅值和振蕩頻率約為多少?(2)占空比的調(diào)節(jié)范圍約為多少?作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
11.3.1由運放構(gòu)成的矩形波發(fā)生器解(1)輸出電壓u0=±8V作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
11.3.1由運放構(gòu)成的矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器1、用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器由555定時器接成的矩形波發(fā)生器的電路如圖11.3.5所示。作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回圖11.3.6矩形波發(fā)生器的工作波形圖
11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回電容放電時間常數(shù),即uC由2/3UCC降到1/3UCC所需的時間為電容充電時間常數(shù),即uC由1/3UCC升到2/3UCC所需的時間為
11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回所以在輸出端得到方波的頻率為輸出脈沖的占空比為
11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回由于555定時器內(nèi)部的比較器靈敏度較高,而且采用差分電路形式,它的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。用CB555組成的矩形波發(fā)生器最高振蕩頻率可達500kHz,用CB7555組成的矩形波發(fā)生器最高振蕩頻率可達1MHz。
11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器
2、占空比可調(diào)的多諧振蕩器
圖11.3.6所示電路輸出波形,其占空比始終大于50%。如果要得到占空比小于或等于50%的矩形波,電路可按圖11.3.7的形式連接。作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回由圖可知電容C的充電時間變?yōu)門1=R1Cln2
11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回而放電時間為T2=R2Cln2故得輸脈沖的占空比為若取R1=R2,則q=50%。圖11.3.7所示電路得振蕩周期也相應地變成T=T1+T2=(R1+R2)Cln2
11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
例11.3.2試用555定時器設計一個多諧振蕩器,要求振蕩周期為1s,輸出脈沖幅度大于3V而小于5V,輸出脈沖的占空比q=2/3。
11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回解:由CB555的特性參數(shù)可知,當電源電壓取為5V時,在100mA的輸出電流下輸出電壓的典型值為3.3V,所以取UCC=5V可以滿足對輸出脈沖幅度的要求。若采用圖11.3.5電路,可知
11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回因為R1=R2,所以取兩只47kΩ的電位器串聯(lián),即得到圖11.3.8所示的設計結(jié)果。
11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回圖11.3.9所示為一個由555定時器構(gòu)成得占空比可調(diào)的多諧振蕩器EWB仿真電路和仿真輸出波形。電路中的參數(shù)如圖11.3.9(a)所示,EWB仿真輸出uC、u0的波形如圖11.3.9(b)所示。
11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
11.3.2由555定時器構(gòu)成的
矩形波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
11.3.3矩形波發(fā)生器應用舉例1、模擬聲響發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回用兩個矩形波發(fā)生器按圖
11.3.10(a)所示連接,可構(gòu)成模擬聲響發(fā)生器。作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
11.3.3矩形波發(fā)生器應用舉例圖中第一片555定時器的輸出u01接至第二片555定時器的復位輸入端(4腳),第二片555定時器的輸出u02驅(qū)動揚聲器發(fā)聲。適當選擇電阻、電容的參數(shù)值,使第一片555定時器的振蕩頻率為1Hz,第二片555定時器的振蕩頻率為2kHz,如圖11.3.10(b)所示。11.3.3矩形波發(fā)生器應用舉例2、直流電動機脈沖調(diào)速電路
作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回直流電動機脈沖調(diào)速電路如圖11.3.11所示。11.3.3矩形波發(fā)生器應用舉例
作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回圖中用555集成定時器構(gòu)成占空比可調(diào)的多諧振蕩器;R4、DZ1和C1使多諧振蕩獲得穩(wěn)定的12V電源電壓;三只并聯(lián)工作的功率場效應晶體管T1、T2、T3作為功率開關管,與直流電動機串聯(lián);改變555輸出電壓占空比,可改變功率管的導通時間,從而改變直流電機的轉(zhuǎn)速。DZ2使功率管柵極電壓幅值限制在10V。
11.4三角波發(fā)生電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回在方波發(fā)生器電路中,當滯回比較器的閾值電壓的數(shù)值較小時,可將電容兩端的電壓看成為近似三角波。但是一方面這個三角波的線性度較差,另一方面帶負載后將使電路的性能產(chǎn)生變化。由運放構(gòu)成的三角波發(fā)生器
11.4.1由運放構(gòu)成的三角波發(fā)生器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回1、工作原理由運放構(gòu)成的三角波發(fā)生器我們通過下面動畫看一下由運放構(gòu)成的三角波發(fā)生器的電路及波形。
11.4.1由運放構(gòu)成的三角波發(fā)生器圖11.4.2三角波發(fā)生電路圖11.4.3滯回比較器的電壓傳輸特性。作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
11.4.1由運放構(gòu)成的三角波發(fā)生器
2、主要參數(shù)作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回振蕩周期振蕩頻率
11.4.2由三角波發(fā)生器產(chǎn)生鋸齒波作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回利用二極管的單相導電性使積分電路兩個方向的積分通路不同,就可以得到鋸齒波發(fā)生電路,如圖11.4.5(a)所示,圖中R3的阻值遠小于RP。圖(b)為輸出電壓波形。
11.4.2由三角波發(fā)生器產(chǎn)生鋸齒波作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回1、鋸齒波發(fā)生電路
11.4.2由三角波發(fā)生器產(chǎn)生鋸齒波作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回設二極管導通時的等效電阻可忽略不計,電位器的滑動端移到最上端。當u01=+UZ時,D1導通,D2截止,輸出電壓的表達式為u0隨時間線性下降。當u01=-UZ時,D2導通D1,截止,輸出電壓的表達式為
11.4.2由三角波發(fā)生器產(chǎn)生鋸齒波作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回由此可得出下降時間上升時間所以振蕩周期由于R3的阻值遠小于RP,所以可以認為T≈T2。
11.4.2由三角波發(fā)生器產(chǎn)生鋸齒波作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回2、波形變換電路
11.4.2由三角波發(fā)生器產(chǎn)生鋸齒波作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
三角波電壓如圖11.4.6(a)所示,經(jīng)波形變換電路所獲得的鋸齒波電壓,如圖11.4.6(b)所示。分析兩個波形的關系可知,當三角波上升時,鋸齒波與之相等,即當三角波下降時,鋸齒波與之相反,即
11.4.2由三角波發(fā)生器產(chǎn)生鋸齒波作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回因此,波形變換電路應為比例運算電路,當三角波上升時,比例系數(shù)為1;當三角波下降時,比例系數(shù)為-1;利用可控的電子開關(如圖11.4.8),可以實現(xiàn)比例系數(shù)的變化。
11.4.2由三角波發(fā)生器產(chǎn)生鋸齒波作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回圖11.4.7三角波-鋸齒波電路圖11.4.8可控電子開關電路
11.4.3三角波發(fā)生器應用舉例作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回三角波發(fā)生器的應用實例很多,在這里我們以常用的開關電源為例,介紹一下三角波的應用。開關電源的方框圖如圖11.4.9(a)所示。
11.4.3三角波發(fā)生器應用舉例作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回1、電路組成
11.4.3三角波發(fā)生器應用舉例
作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回電路是由開關脈沖發(fā)生器(由振蕩器和脈寬調(diào)制電壓比較器組成)、開關調(diào)整管和儲能濾波電路三部分組成。這三部分的功能分別為:
開關脈沖發(fā)生器:它一般由振蕩器和脈寬調(diào)制電壓比較器組成,產(chǎn)生開關脈沖。脈沖的寬度受比較器輸出電壓的控制。
11.4.3三角波發(fā)生器應用舉例作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回開關調(diào)整管:它一般有功率管組成,在開關脈沖的作用下,使其導通或截止,工作在開關狀態(tài)。開關脈沖的寬窄控制調(diào)整管導通與截止的時間比例,從而輸出與之成比例的斷續(xù)脈沖電壓。
11.4.3三角波發(fā)生器應用舉例作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回儲能濾波電路:它一般由電感L、電容C和二極管D組成。能把調(diào)整管輸出的斷續(xù)脈沖電壓變成連續(xù)的平滑直流電壓。當調(diào)整管導通時間長,截止時間短時,輸出直流電壓就高,反之則低。
11.4.3三角波發(fā)生器應用舉例
2、工作原理和穩(wěn)壓過程
作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
11.4.3三角波發(fā)生器應用舉例作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
正常情況下輸出電壓U0恒定不變,即為該穩(wěn)壓器的標稱值,此時UF與UREF應相等,則u01=0,A2比較器即為過零比較器,此時u02波形的占空比q=50%,波形如圖11.4.11(a)所示;②當uo1<0時,與三角波比較結(jié)果使u02
波型的占空比q<50%,波形如圖11.4.11(b)所示;
11.4.3三角波發(fā)生器應用舉例作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
③當uo1>0時,與三角波比較結(jié)果使u02
波形的占空比q>50%,波形如圖11.4.11(C)所示。當輸入電壓UI或負載電流I0變化時,將引起輸出電壓U0偏離標稱值。由于負反饋的作用,電路將自動調(diào)整而使U0基本上維持在標稱值不變。
11.4.3三角波發(fā)生器應用舉例作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回2、采用集成控制器的開關直流穩(wěn)壓電源圖11.4.12所示為采用CW3524集成控制器的單端輸出降壓型開關穩(wěn)壓電源實用電路,該穩(wěn)壓電源U0=+5V,I0=1A。
11.4.3三角波發(fā)生器應用舉例作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
CW3524集成電路共有16個引腳。其內(nèi)部電路包含基準電壓器、三角波振蕩器、比較放大器、脈寬調(diào)制電壓比較器、限流保護等主要部分。振蕩器的振蕩頻率由外接遠見的參數(shù)來確定。
11.4.3三角波發(fā)生器應用舉例作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回15、8腳接入電壓UI的正負端;12、11腳和14、13腳為驅(qū)動調(diào)整管基極的開關信號的兩個輸出端(即脈寬調(diào)制電壓比較器的輸出信號),兩個輸出端可單獨使用,亦可并聯(lián)實用,連接時一端接開關調(diào)整管的基極,另一端接8腳(即地端);
11.4.3三角波發(fā)生器應用舉例作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回1、2腳分別為比較放大器的反相和同相輸入端;16腳為基準電壓源輸出端;6、7腳分別為三角波振蕩外接振蕩元件RT、CT的連接端;9腳為防止自激的相位矯正元件Rφ、Cφ的連接端。
11.5單脈沖發(fā)生電路
(單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器)單脈沖發(fā)生電路,通常稱單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。顧名思義,電路的輸出為單脈沖。產(chǎn)生單脈沖的電路有多種形式,由555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是經(jīng)常被采用一種。作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回圖11.5.1是用555定時器接成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路原理圖。
11.5.1由555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1、結(jié)構(gòu)及工作原理作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回假定接通電源后,uI處于高電平,那么這時電路一定處于uC1=uC2=1,Q=0,u0=0的狀態(tài),我們稱電路處于穩(wěn)態(tài);
11.5.1由555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器當觸發(fā)脈沖的下降沿到達,使uI2跳變到1/3UCC以下時,使uC2=0(此時uC1=1),觸發(fā)器被置1,u0跳變?yōu)楦唠娖?,電路進入暫穩(wěn)態(tài);作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
11.5.1由555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與此同時TD截止,UCC經(jīng)開始R向電容C充電。當充至uC=2/3UCC時,uC1變成0。注意,此時輸入端的觸發(fā)脈沖已消失,uI回到了高電平。則觸發(fā)器將被置0,于是輸出返回u0=0的狀態(tài)。同時TD又變?yōu)閷顟B(tài),電路回到穩(wěn)態(tài)。作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
11.5單脈沖發(fā)生電路
(單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器)作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回電容C經(jīng)TD迅速放電,直至uC≈0,電路恢復到穩(wěn)態(tài)。圖11.5.2畫出了在觸發(fā)信號作用下uC和u0相應的波形。
11.5單脈沖發(fā)生電路
(單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器)作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回輸出脈沖的寬度tW等于暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間,而暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間取決于外接電阻R和電容C的大小。由圖11.5.2可知,tW等于電容電壓在充電過程中從0上升到所需要的時間,因此得到
11.5單脈沖發(fā)生電路
(單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器)2、應用(1)脈沖整形作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回圖11.5.3(a)所示為不規(guī)則輸入波形,經(jīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器處理后,可以得到固定寬度、固定幅度,且上升沿、下降沿陡峭的規(guī)整矩形波輸出,如圖11.5.3(b)所示。11.5單脈沖發(fā)生電路
(單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器)
作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(2)脈沖定時單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用于脈沖定時,可實現(xiàn)高頻脈沖序列的定時選通功能。
11.5.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回1、CT74121的引腳功能CT74121是具有施密特觸發(fā)輸入的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,它的引腳排列如圖11.5.5所示。
11.5.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回表11.5.1CT74121的功能表11.5.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回從功能表可以看出CT74121既可以上升沿觸發(fā)也可以下降沿觸發(fā),圖11.5.6(a)所示為組件下降沿觸發(fā)的一種接線圖。11.5.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回2、CT74121的基本應用(1)噪聲消除電路利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以構(gòu)成噪聲消除電路。通常噪聲多表現(xiàn)為尖脈沖,寬度較窄且不定,而游泳的信號都具有一定的寬度。利用單穩(wěn)電路,將輸出脈寬調(diào)節(jié)到大于噪聲寬度而小于信號的脈寬,即可消除噪聲,提高電路的抗干擾能力。由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成的噪聲消除電路及波形如圖11.5.7所示。11.5.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
圖11.5.7噪聲消除電路
11.5.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回圖11.5.8脈沖延時電路及波形。(2)脈沖信號的延時電路
11.5.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(3)脈沖寬度鑒別器此電路可以鑒別兩個脈沖寬度不等的信號。
11.5.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回若輸入信號脈寬小于tW,則uL1輸出負脈沖,若輸入信號脈寬大于tW,uI2輸出負脈沖,從而鑒別了脈沖寬度。其工作過程可用圖11.5.9(b)說明。從uI分別輸入兩個脈沖寬度不等的信號。
11.5.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(4)倍頻器用兩個74121構(gòu)成倍頻器,如圖11.5.10所示。一個上升沿觸發(fā)與一個下降沿觸發(fā)的兩個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器并聯(lián),輸入的脈沖一個周期內(nèi),可得到兩個輸出脈沖,實現(xiàn)了倍頻如圖(b)。
11.5.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(5)同步分頻器若將1kHz信號分頻為1Hz。需要3個十進制計數(shù)器。若用非重復觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)電路實現(xiàn)十分方便,只要將脈寬控制在大于0.99s而小于1s的范圍內(nèi)即可。
11.5.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用實例作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回圖11.5.11暗房曝光定時器
11.6正弦信號發(fā)生電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回自激振蕩電路(簡稱振蕩電路)是一種不需要外接輸入信號就能將直流能源轉(zhuǎn)換成具有一定頻率、一定幅度和一定波形的交流能量輸出的電路。按振蕩波形可分為正弦波振蕩電路和非正弦波振蕩電路。
11.6正弦波振蕩器的振蕩條件作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回如果一個放大電路在它的輸入端不外接信號的情況下,在輸出端仍有一定頻率和幅度的輸出,這種現(xiàn)象稱為放大電路的自激振蕩。如圖11.6.1是振蕩電路的方框示意圖。11.6.1正弦波振蕩器的振蕩條件作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回1、振蕩條件振蕩電路沒有外界信號輸入,而電路卻有一個穩(wěn)定的信號輸出,則要求環(huán)路增益由此可得振蕩電路的幅值平衡條件相位平衡條件式中n是整數(shù)——0dB增益正反饋。11.6.1正弦波振蕩器的振蕩條件作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回2、起振與穩(wěn)幅起振的幅值條件要求,而相位條件仍然是。輸出正弦信號的幅值得大小在一定程度上取決于A、F的大小,注意A、F值的變化很小,且伴隨著頻率的改變。11.6.1正弦波振蕩器的振蕩條件作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回3、振蕩電路的組成、分析和分類(1)振蕩電路的基本環(huán)節(jié)一般振蕩電路是由放大電路和反饋網(wǎng)絡兩部分組成,其中具有信號放大、正反饋、選頻和穩(wěn)幅四個基本環(huán)節(jié)。11.6.1正弦波振蕩器的振蕩條件作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回檢查振蕩電路是否具有放大電路、反饋電路和選頻網(wǎng)絡等基本環(huán)節(jié)。(2)振蕩電路的分析②檢查放大電路的靜態(tài)工作點是否合適。③檢查振蕩電路是否滿足相位平衡條件。④檢查振蕩電路是否滿足幅值平衡條件。11.6.1正弦波振蕩器的振蕩條件作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回對于一個振蕩電路,首先要判斷它能否產(chǎn)生振蕩。對能振蕩的電路,其振蕩頻率可根據(jù)選頻網(wǎng)絡選頻條件推算,即振蕩輸出信號頻率ω,等于振蕩器固有頻率ω0。其中11.6.1正弦波振蕩器的振蕩條件作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(3)分類根據(jù)不同的選頻網(wǎng)絡,正弦波振蕩電路可分為RC正弦波振蕩電路、LC正弦波振蕩電路和石英晶體正弦波振蕩電路。RC振蕩電路一般用來產(chǎn)生數(shù)赫茲到數(shù)百千赫茲的低頻信號;LC振蕩電路主要用來產(chǎn)生數(shù)百千赫茲以上高頻信號;石英晶體振蕩器頻率穩(wěn)定性高。11.6.2RC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
RC正弦波振蕩電路可分為RC串并聯(lián)式正弦波振蕩電路、移相式正弦波振蕩電路和雙T網(wǎng)絡正弦波振蕩電路。本節(jié)主要介紹RC串并聯(lián)式正弦波振蕩電路。RC正弦波振蕩電路11.6.2RC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回1、RC串、并聯(lián)網(wǎng)絡的頻率特性圖11.6.4所示電路是由R1與C1的串聯(lián)組合、R2與C2的并聯(lián)組合組成,它在正弦波振蕩器中一般既是反饋網(wǎng)絡又是選頻網(wǎng)絡。圖11.6.4所示電路是由R1與C1的串聯(lián)組合、R2與C2的并聯(lián)組合組成,它在正弦波振蕩器中一般既是反饋網(wǎng)絡又是選頻網(wǎng)絡。11.6.2RC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回圖11.6.5RC串、并聯(lián)網(wǎng)絡的頻率特性11.6.2RC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回2、RC正弦波振蕩電路(1)電路組成由于串、并聯(lián)網(wǎng)絡在ω=ω0時,輸出最大,相位φ
F=0,所以構(gòu)成振蕩電路時,要求放大電路的相移φA=±2nπ。11.6.2RC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(2)振蕩頻率RC串、并聯(lián)正弦波振蕩電路的振蕩頻率就是串、并聯(lián)網(wǎng)絡的固有頻率。根據(jù)ω=ω0,可得振蕩頻率11.6.2RC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(3)起振條件根據(jù)起振條件,而,所以要求同相比例放大電路的電壓放大輩數(shù)略大于3,故RF應略大于2R1。11.6.2RC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(4)穩(wěn)幅措施圖11.6.7就是利用二極管的非線性特性實現(xiàn)自動穩(wěn)幅的電路。該電路既簡單又經(jīng)濟,但波形失真較大。效果較好的穩(wěn)幅電路可采用常效應管來穩(wěn)幅。11.6.2RC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回圖11.6.7利用二極管進行穩(wěn)幅的電路11.6.2RC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
例11.6.1設一個RC(文氏電橋)正弦波振蕩器,參數(shù)如圖11.6.8所示,試用EWB仿真檢測此電路能否起振并穩(wěn)定振蕩。11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回1、LC并聯(lián)回路的特性圖11.6.9是一個LC并聯(lián)回路,圖中R表示電感和回路其它損耗的的總等效電阻;為幅值不變、頻率可變的正弦電流源信號。11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(1)諧振頻率從圖11.6.9電路中,可知LC并聯(lián)回路的負阻抗Z為通常,ωL>>R,上式可寫成11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回令并聯(lián)諧振時角頻率為ω0,則諧振頻率為(2)諧振時阻抗由于諧振時,這時阻抗為如果引入諧振回路的品質(zhì)因素Q,可寫為11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(3)LC回路的頻率特性它的幅頻特性和相頻特性分別為11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回從上式可畫出它們的幅頻特性曲線和相頻特性曲線,如圖11.6.10所示。11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回2、LC振蕩電路的基本形式(1)變壓器反饋式振蕩電路在圖11.6.11電路中,反饋是由變壓器二次繞阻N2來實現(xiàn)的,LC并聯(lián)電路是選頻網(wǎng)絡,同時又作為單管共發(fā)射極放大電路的三極管集電極負載。作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回11.6.3LC正弦波振蕩電路當電路與電源接通時,擾動信號中某一頻率的正弦分量使LC產(chǎn)生并聯(lián)諧振,諧振頻率為可以證明,電路的起振條件是,其中β和rbe為晶體管的電流放大系數(shù)和輸入電阻,M為N1和N2間的等效互感,R為副繞阻的參數(shù)折合到原繞阻后總的等效電阻。變壓器反饋式振蕩電路11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(2)電感三點式正弦波振蕩電路圖11.6.12(a)所示。LC并聯(lián)電路作為共基極放大電路諧振負載,具有選頻功能。隔直電容Cb、旁路電容Ce和電源UCC視為交流短路后等效交流通路,如圖11.6.12(b)。11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回電感三點式振蕩電路的振蕩頻率取決于諧振回路的諧振頻率,即由于反饋電壓取自電感,故輸出波形中含有高次諧波,波形較差。此種電路的振蕩頻率一般在幾十兆赫以下。式中,M是線圈L1與L2之間的互感。11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(3)電容三點式振蕩電路電容三點式振蕩電路如圖11.6.13(a)所示,其交流通路如圖(b)所示。11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回電容三點式振蕩電路的振蕩頻率為由于LC并聯(lián)回路中,電容C1和C2的三個端子分別與三極管T的三個電極相連,故稱為電容三點式振蕩電路。反饋電壓取自于電容C2兩端的電壓,有稱為電容反饋式振蕩電路。11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回電路的振蕩頻率為圖11.6.14為電容反饋式改進型振蕩電路11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回由于C1>>C0,C2>>C0,上式寫成可見,調(diào)節(jié)C0就可調(diào)節(jié)輸出信號的頻率。由于f0與C1、C2的關系很小,故電路的頻率穩(wěn)定性較高。11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回通過上述介紹,可以總結(jié)出三點式振蕩電路為滿足相位平衡條件,在電路基本結(jié)構(gòu)上必須遵循的原則:三極管發(fā)射極兩側(cè)接相同性質(zhì)的電抗元件。三極管基極與集電極之間接與上不同的電抗元件。11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回
例11.6.2試用相位平衡條件判斷圖11.6.15(a)所示電路能否產(chǎn)生正弦波振蕩。若能振蕩,試計算其振蕩頻率f0,并指出它屬于哪種類型的振電路。11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回解:從圖中可以看出,C1、C2、L組成并聯(lián)諧振回路。并且,Cb>>C1、Ce>>C2,由于Cb和Ce數(shù)值較大,對于高頻振蕩信號可視為短路,它的交流通路如圖11.6.15(b)所示。電容C1上的電壓為反饋電壓。根據(jù)交流通路,用瞬時極性法判斷,可知反饋電壓和放大電路輸入電壓極性相同,故滿足相位平衡條件。11.6.3LC正弦波振蕩電路作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回振蕩頻率為圖11.6.15(b)表明,晶體管的三個電極分別與電容C1和C2的三個端子相接,所以該電路屬于電容三點式振蕩電路。圖11.6.15(a)中Ce為高頻旁路電容,如果把Ce去掉,信號在發(fā)射極電容Re上將產(chǎn)生損失,放大倍數(shù)降低,甚至難以起振。11.6.4石英晶體振蕩器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回1、石英晶體振蕩器的基本特性(1)壓電效應石英晶體是一種各向異性的結(jié)晶體,其化學成分是二氧化硅(SiO2)。將一塊晶體以一定方位角切下晶體薄片,稱為石英芯片。在石英芯片的兩個對應表面上涂上銀層,引出兩個電極,加上外殼封裝,就構(gòu)成石英晶體振蕩器,簡稱石英晶體或芯片。11.6.4石英晶體振蕩器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回其符號、等效電路如圖11.6.16(a)、(b)所示。11.6.4石英晶體振蕩器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(2)等效電路圖11.6.16(b)中,C0表示金屬極板間的靜電電容;L和C分別模擬芯片振動的慣性和彈性;R用于模擬芯片振動時的摩擦損耗。 由于芯片的L很大,而C很小,R也很小,所以回路品質(zhì)因子Q很大。因此利用石英晶體組成的振蕩電路有很高的頻率穩(wěn)定度,Δf/f0可達10-9~10-11(Δf為頻率偏移)。11.6.4石英晶體振蕩器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回當忽略R時,圖11.6.15(b)所示等效電路的等效電抗為(3)諧振頻率與頻率特性11.6.4石英晶體振蕩器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(3)諧振頻率與頻率特性它有兩個諧振頻率:當L、C、R支路發(fā)生串聯(lián)諧振時,等效阻抗最小,若不考慮損耗電阻R,這時X=0,即上式的分子為0,回路的并聯(lián)諧振頻率為11.6.4石英晶體振蕩器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回當頻率高于fs時,L、C、R支路呈感性。它與電容C0發(fā)生并聯(lián)諧振時,等效阻抗最大,當忽略R時,X→∞,回路的并聯(lián)諧振頻率為由于C<<C0,fs與fp非常接近。11.6.4石英晶體振蕩器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(1)并聯(lián)型石英晶體振蕩電路2、石英晶體振蕩電路圖11.6.17(a)所示電路中,石英晶體作為電容三點式振蕩電路的感性組件,其電路的振蕩頻率為11.6.4石英晶體振蕩器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回圖11.6.18串聯(lián)型晶體振蕩電路11.6.4石英晶體振蕩器作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回(2)串聯(lián)型晶體振蕩電路圖11.6.18所示是串聯(lián)型晶體振蕩電路。當頻率等于石英晶體的串聯(lián)諧振頻率fs時,晶體阻抗最小,且為純阻,用瞬時極性法可判斷出這時滿足相位平衡條件,而且f=f0在時,正反饋最強,電路產(chǎn)生正弦波振蕩。振蕩頻率等于晶體串聯(lián)諧振頻率fs。11.6.5集成函數(shù)發(fā)生器8038簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回1、電路結(jié)構(gòu)函數(shù)發(fā)生器ICL8038的電路結(jié)構(gòu)如圖11.6.19點畫線框內(nèi)所示,共有五個組成部分。11.6.5集成函數(shù)發(fā)生器8038簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回兩個電壓比較器的電壓傳輸特性如圖11.6.20所示。11.6.5集成函數(shù)發(fā)生器8038簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回2、工作原理當給函數(shù)發(fā)生器ICL8038合閘通電時,電容C的電壓uC為0V,根據(jù)圖11.6.20所示電壓傳輸特性,電壓比較器1和2的輸出電壓均為低電平;因而RS觸發(fā)器的輸出Q為低電平,為高電平;使開關S斷開,電流源IS1對電容充電,充電電流為11.6.5集成函數(shù)發(fā)生器8038簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回3、性能特點ICL8038是性能優(yōu)良的集成函數(shù)發(fā)生器??捎脝坞娫垂╇?即將引腳11接地,引腳6接+UCC,UCC為10~30V;也可雙電源供電,即將引腳11接-UCC,引腳6接+UCC,它們的值為±5~±15V。頻率的可調(diào)范圍為0.001Hz~300kHz。11.6.5集成函數(shù)發(fā)生器8038簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回輸出矩形波的占空比可調(diào)范圍為2%~98%,上升時間為180ns,下降時間為40ns。輸出三角波的非線性小于0.05%。輸出正弦波的失真度小于1%。11.6.5集成函數(shù)發(fā)生器8038簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回4、常用接法圖11.6.21所示為ICL8038的引腳圖,其中引腳8為頻率調(diào)節(jié)(簡稱調(diào)頻)電壓輸入端,電路的振蕩頻率與調(diào)頻電壓成正比。引腳7輸出調(diào)頻偏置電壓,數(shù)值是引腳7與電源+UCC之差,它可作為引腳8的輸入電壓。11.6.5集成函數(shù)發(fā)生器8038簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回圖11.6.21ICL8038的引腳圖11.6.5集成函數(shù)發(fā)生器8038簡介作?業(yè)退出主菜單開始回退前進最后返回圖11.6.22所示為ICL8038最常見的兩種接法,矩形波輸出端為集電極開路
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