模电课件第六章波形产生与变换电路

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1、第六章波形产生与变换电路波形产生与变换是电子技术中广泛使用的电路。波形产生电路：在无外加输入信号的情况下，能自动产生一定波形、一定频率和幅值的交流信号。波形变换电路：能把外加输入信号的波形变换成指定的适合于系统应用和处理的波形。波形产生电路正弦波产生电路：广泛应用于通讯、广播、电视等系统。非正弦波产生电路：如矩形波、三角波锯齿波。广泛应用于测量设备、数字系统和自控系统。16.1产生正弦振荡的条件在振荡电路中，是利用正反馈产生自激振荡。但正反馈的引入只是为振荡提供了必要条件，而非充分条件。1、正弦波振荡电路产生振荡的条件若，则环路输出可得到持续稳定的正弦波。

2、2由得——正弦波振荡电路产生振荡的条件幅度平衡条件：相位平衡条件：注意：负反馈放大器的自激条件为与上式差一负号，这是由于输入端规定的反馈信号正方向不同所造成的。32、振荡的建立和稳定1）起振实际振荡电路不需外部激励信号，以内部噪声或外部干扰作输入信号，经放大后再反馈，周而复始使电路开始振荡。2）选频为了得到频率为fo的正弦振荡，可用选频网络从噪声和干扰中选出频率为fo的成分，并使整个振荡电路只对fo满足等幅振荡条件。3）稳幅从噪声和干扰中选出的fo分量幅度很小，起振过程应使振荡电路增幅振荡，即当幅度足够大后，再继续增幅，将出现非线性失真，则需振荡器幅度振荡

3、。故在振荡电路中要有稳幅环节，一般由非线性电阻构成。44）电路组成正弦波振荡电路应具备下述四个功能的部分组成：放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路按组成选频网络的元件不同，正弦波振荡电路主要有：RC正弦波振荡电路LC正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路3、正弦波振荡电路的分类56.2RC正弦波振荡电路1、文氏电桥（RC串并联）振荡器1）RC串并联网络的选频特性6幅频特性：相频特性：当ω=ωo时，电路达到谐振，电路呈“电阻性”，此时幅值最大72、文氏电桥振荡器的分析1）组成同相比例放大电路RC选频网络，兼正反馈网络Z1、Z2、R3与R4形成四个桥臂82）

4、起振条件及振荡频率RC网络谐振时满足自激振荡的相位平衡条件。振荡频率：由同相放大电路：由幅度起振条件：由选频网络可知，谐振时：或93）稳幅环节为了改善振荡波形，一般采用外稳幅电路。UoIR4PR4TR4R4Uo也可采用负温度系数的热敏电阻作R3。R4采用正温度系数的热敏电阻，可起稳幅作用10结论：RC正弦波振荡器只能用作低频振荡器。振荡频率的范围：1Hz~1MHz例如，桥式振荡器。选R=1kΩ，C=200pF，则fo=796HzRC正弦波振荡器的振荡频率取决于R、C的数值。若提高振荡频率fo，必须选择较小的R和C值。foR基本放

5、大电路的负载加重；C受到管子结电容和分布电容的限制。当振荡频率高于1MHz时，采用LC正弦波振荡器。11带稳幅环节的电路(2)IDUD振荡幅度较小时正向电阻大振荡幅度较大时正向电阻小利用二极管的正向伏安特性的非线性自动稳幅。R++∞RF2R1CRC–uO–+D1D2RF1稳幅环节12带稳幅环节的电路（2）R++∞RF2R1CRC–uO–+D1D2RF1图示电路中，RF分为两部分。在RF1上正反并联两个二极管，它们在输出电压uO的正负半周内分别导通。在起振之初，由于uo幅值很小，尚不足以使二极管导通，二极管近于开路此时，RF>2R1。而后，随着振荡幅度的

6、增大，二极管导通，其正向电阻逐渐减小，直到RF=2R1，振荡稳定。136.3电压比较器分析依据uo/V＋Uom－Uomuid/mV虚短的概念不再成立，虚断的概念仍成立。146.3.1单门限电压比较器电压比较器实现一个模拟信号与另一个模拟信号的比较功能，通常用于越限报警、数模转换和波形变换等。电压比较器的输入信号是连续变化的模拟量，但输出电压只有两种状态：高电平和低电平。15单门限比较器_++uouiR1R2＋＋－－＋－uiuO＋Uom－UomUR0电压传输特性UR16过零比较器uiuO＋Uom－Uom0电路电压传输特性_++uouiR1R2＋－＋－

7、17_++uouiR1R2＋－＋－波形变换18有限幅作用的电压比较器使输出电压与负载电平匹配＋－R1uRuo＋－uiR2R＋－＋－UZuOuiUZ0UR19例图示是一个监控报警装置，如需对某一参数（如温度、压力等）进行监控，可由传感器取得监控信号ui，UR是参考电压。当ui超过正常值时，报警灯亮，试分析其工作原理。解监控信号ui<参考电压UR时，比较器输出低电平，三极管截止，报警灯因无电流通过而不亮。监控信号ui>参考电压UR时，比较器输出高电平，三极管导通，报警灯因有电流通过而亮。206.3.2滞回比较器u＋随输出电压uo变化电路特点：uo＝＋Uom

8、uo＝－Uom21假设某一瞬间，uo＝＋Uom因此ui由小逐渐增大