波形的发生和信号的变换

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1、第八章波形的发生和信号的变换8.1正弦波振荡电路sin-waveoscillator8.2电压比较器comparator8.3非正弦波发生电路8.4利用集成运放实现的信号变换电路7/19/202118.1正弦波振荡电路一.概述正弦振荡器：不需要任何输入信号，能产生稳定输出、有一定幅度和频率正弦波的电路。1.振荡条件只有正反馈电路才能产生自激振荡。自激振荡时，有：即：———自激振荡条件写成模和相角形式：幅值平衡条件相位平衡条件7/19/202122.起振与稳幅起振过程：f0满足：电源通断/噪声/干扰

2、当此时有：则：f0的信号被重复放大稳幅过程：当放大/反馈回路存在适当的非线性元件时，f0信号幅度增大到一定值，非线性元件开始起作用，使：7/19/202133.正弦振荡电路的组成放大电路：合理的Q点，足够的增益。反馈网络：正反馈。选频网络：只有一个频率满足振荡条件。稳幅环节：幅值稳定，波形良好。4.正弦振荡电路的分类按选频网络的组成分为：RC、LC、石英晶体振荡电路低频高频7/19/202148.1.2RC振荡电路RC选频网络：RC文氏桥(串并联网络）、RC移相、RC双T网络一、RC串并联网络的选频

3、特性定性分析：U2比较小U2比较小U2比较大7/19/20215定量分析：令：则：当f＝f0时：特性曲线：7/19/20216二、文氏桥正弦波振荡电路反馈、选频网络：当时：放大电路：同相放大电路，Au＝1+Rf/R1略大于3。电路连接：稳幅环节：当Uo较大时，Rf或R1，使Au＝3。方法1.热敏电阻(负温度系数）替换Rf热敏电阻(正温度系数）替换R1方法2.7/19/20217K：双联波段开关，切换R，用于粗调振荡频率。C：双联可调电容，改变C，用于细调振荡频率。频率可调振荡电路：_++Rf

4、uoRCCR1KKR1R1R2R2R3R3振荡频率：7/19/20218电子琴的振荡电路：_++RF1uoR1CCRfD1D1RF2R28R27R26R25R24R23R22R21R212345176功率放大器可调7/19/20219三.LC振荡电路一、LC并联谐振回路的频率特性LC选频网络：通常是采用LC并联谐振回路。考虑L的电阻小阻抗：7/19/202110谐振时，(阻性，最大)；有：品质因数：反映R的损耗大小（几十～几百）。此时回路电流很大。回路外部元件的影响可忽略7/19/202111二

5、、LC正弦波振荡电路1、变压器反馈正反馈：振荡频率：为：考虑了其它绕组的影响起振：改变匝数比可使

6、AF

7、>1稳幅：利用LC的选频特性取消C1可以吗？7/19/2021122、电感三点式正反馈：振荡频率：3、电容三点式正反馈：振荡频率：ColpittsOscillator考毕茨振荡器HartleyOscillator哈特莱振荡器7/19/202113下列电路能振荡吗？7/19/2021148.1.4石英晶体振荡电路一、石英晶体是一种利用SiO2晶体压电效应原理构成的谐振器件。外形结构等效电路符号L：模

8、拟晶体机械振动惯性10-3~10-2HR：模拟机械振动摩擦损耗，很小C0：静电电容(平行板电容)约几~几十pFC：晶体弹性电容10-4~10-1pF频率特性：很大，～105串联谐振：并联谐振：7/19/202115二、石英晶体正弦波振荡电路作为电感用，并接电容CL～几十pF，此时f0fS。调节CL可以使f0在fS～fP之间变化。①并联式石英晶体正弦振荡器②串联式石英晶体正弦振荡器7/19/2021168.2电压比较器1.电压比较器将一个模拟量输入电压与一个参考电压进行比较，输出只有两种可能的状态：

9、高电平或低电平。2.比较器中的集成运放一般工作在非线性区；处于开环状态或引入正反馈。3.分类：单限比较器、滞回比较器及窗口比较器。8.2.1概述4.比较器是组成非正弦波发生电路的基本单元，在测量、控制、D/A和A/D转换电路中应用广泛。7/19/202117一、电压比较器的传输特性1.电压比较器的输出电压与输入端的电压之间函数关系2.阈值电压：UT当比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态所对应的输入电压。3.电压传输特性的三要素(1)输出电压的高电平UOH和低电平UOL的数值。(2)阈值电压的数

10、值UT。(3)当uI变化且经过UT时，uO跃变的方向。7/19/202118二、理想运放的非线性工作区+UOMuOuP-uNO-UOM集成运放的电压传输特性在电压比较器中，集成运放不是工作在开环状态，就是工作在正反馈。7/19/202119uI与一个参考电压（阈值电压UT）进行比较。一、过零比较器当时：当时：此时：电压传输特性8.2.2单限比较器7/19/202120输入保护此时：输出限幅此时：运放工作在饱和状态此时：运放工作在线性区哪种好？7/19/202121二、