波形产生电路与变换电路ppt培训课件

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1、前知识回顾：1、基本放大电路原理及有关指标计算；2、反馈放大电路有关概念及类型分析；3、基本差分放大电路特点及有关计算；4、集成运放的实质及组成；5、集成运放的线性运用和非线性运用；6、运算电路及有关表达式；7、滤波电路及分类；8、电压比较器的实质及比较分类。第八章波形产生电路与变换电路8.1非正弦波产生电路8.2集成函数发生器8.3正弦波产生电路本章引言：波形发生器又称为振荡器，它不需要输入信号的激励，电路通过正反馈，将直流电源的能量转换为各种稳定的、随时间周期性变化的交流信号的能量而输出。即没有输入

2、就有输出，根据输出信号波形的不同，分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。根据教材的排序，先介绍非正弦波振荡电路：§8.1非正弦波产生电路图8–1利用电容充放电产生脉冲波形原理图（引言：所谓非正弦波信号，即矩形波（方波）、三角波、锯齿波、阶梯波等信号，其实质为脉冲波形，是靠惰性元件电容C和电感L的充放电的性质来产生的。对如图的电路：充电过程：放电过程：称为三要素。改变充放电时间常数,可得到不同波形。图8–2电容充放电的波形1、方波发生器（1）电路及组成：一、矩形波发生器矩形波发生器中输出高电平的时间T1

3、和输出低电平的时间T2相等的矩形波称为方波，能产生方波的电路称为方波发生器。A、R2、R3组成正反馈滞回比较器，在电路中起开关作用；R、C组成负反馈微分电路，在电路中起延迟作用；R0、DZ起限幅作用。DZ（2）工作原理：由上电路输出状态发生跳变的临界条件为：U-=U+其中当输出U0为高电平时：当输出U0为低电平时：反相端：U-=UC假设电源接通某时刻输出U0为高电平，电容充电，反相端电位按指数规律上升，当上升到U-=UC=+FU0H后，输出跳变为低电平，此时电容又开始放电，反相端的电位下降，当下降到U-

4、=UC=-FU0L后，电容又开始充电，如此周而复始，输出方波。刚开始振荡建立时，由于电路中的电扰动，并通过正反馈，使输出很快变为高电平或低电平。（3）振荡频率：由上图振荡周期为：对方波T1=T2对T1由暂态过程公式：对充电过程，t=∞时：t=0时：则：当t=T1时：即有：得：则：说明：调节RC的值或R2、R3的比值，即可改变振荡频率；调节DZ的稳压值UZ，即可改变方波的幅度。输出方波的前后沿的陡度决定于运放的转换速率，对一般的运放，在频率10KHZ以下，都能很好地工作。2、占空比可调的矩形波发生器：（引

5、言：占空比即为输出波形高电平的宽度T1与周期T的比值。方波的占空比为50%。为使占空比可调，可将充放电支路分开，并且使之一条支路的时间常数可调即可。图8–5占空比可调电路二、三角波产生电路图8–6三角波产生电路图8–7双运放非正弦波产生电路的波形三、锯齿波产生电路图8–8锯齿波产生电路图8–9锯齿波产生电路波形图8–9占空比可调的弛张振荡器§8.2集成函数发生器ICL8038简介*图8–11ICL8038的原理框图图8-12ICL8038管脚图(顶视图)§8.3正弦波产生电路一、正弦波振荡器的基本原理

6、1、自激振荡的基本原理及框图：如下图：输入信号通过基本放大器得到输出信号，引入负反馈，调节电路参数，使之反馈信号等于原输入信号，这样反馈信号就能代替原输入信号，我们把这样一个没有输入就有输出的闭环系统称为自激振荡器。图8–15正弦波产生电路的基本结构2、自激振的条件：由上图可见：要维持振荡，必须：而：则：称为振荡平衡条件。上式可写为：可分解为：称为振幅平衡条件。（n=0,1,2,…)称为相位平衡条件。说明：对相位平衡条件：即：反馈电压与原输入电压的相位差，也就是信号通过基本放大器、反馈网络的总相移。所以

7、相位平衡条件就是反馈电压和原输入电压要同相位，即为正反馈。判断的方法就是瞬时极性法。只有这两个条件同时满足时，电路才能维持自激振荡。振幅平衡条件可以通过对电路参数的调节容易满足，所以相位平衡条件是电路能否产生振荡的关键。3、自激振荡的建立和起振条件：（1）自激振荡的建立：实际上，振荡器在开始起振时不需要信号源，靠电路中电路接通时的电扰动，这种电扰动中存在着丰富的成份，包含频率为fo正弦信号。（2）选频网络：为了使频率为fo正弦信号放大—反馈—再放大——输出，振荡器中还必须有一个选频网络。（3）起振条件：

8、要使所选频率为fo为的正弦信号放大到一定幅值输出，振荡刚开始，反馈信号必须大于原输入信号，这样，输出信号才能由小逐渐变大，自激振荡才能建立起来，所以振荡建立时，必须满足：称为起振条件。（4）稳幅环节：信号放大到一定幅值时，必须予以稳定，这个环节即为稳幅环节。它可以由放大电路晶体管的非线性来实现，也可以在放大器或反馈网络中引入一个由非线性元件组成的稳幅环节来实现。3、正弦波振荡器的组成部分：（1）基本放大器；（2）反馈网络；（3）选频网络；（