放大电路中反馈.ppt

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1第八章波形发生和信号的转换 2在电子电路中，常常需要各种波形的信号，如正弦波、矩形波、三角波和锯齿波等，作为测试信号或控制信号。同时也为将所采集的信号能够用于测量、控制、驱动负载或送入计算机等，常会需要将信号进行转换，如：将电压转换成电流，将电流转换成电压，将电压转换成频率与之成正比的脉冲等…… 3第一节正弦波振荡电路在各种波形的信号中，正弦波应用最广泛，而且它也是低频电子电路的测试信号，所以我们首先以正弦波产生电路为例来了解波形（信号）产生电路的组成原则，工作原理等。1、正弦波振荡电路：在没有外加输入信号的情况下，依靠电路自激振荡而产生正弦波输出电压的电路。广泛用于测量、遥控、通信、自动控制、热处理和超声波电焊等设备中。2、正弦波振荡电路的种类：（用选频网络命名）①RC正弦波振荡电路；②LC正弦波振荡电路；③石英晶体正弦波振荡电路。 4 53、正弦波振荡电路的及起振条件。正弦波振荡电路方框图： 6在框图中，由于电扰动（如合闸通电），电路产生一个幅值很小的输出量，它含有有丰富的频率，而如果电路只对频率为f0的正弦波产生反馈，则输出信号X0将越来越大。由于电路内部晶体管的非线性，当X0的幅值增大到一定程度后，放大倍数的数值将减小，因此X0也不会无限制地增大。但当X0增大到一定数值时，电路到达动态平衡，这时，输出量X0通过反馈网络F产生反馈量Xf作为放大电路的输入量，而输入量又通过放大电路维持着输出量， 7即：则正弦振荡的平衡条件为：其模为：幅值平衡条件相角为：（n为整数）相位平衡条件。 8为使输出量在合闸后能够有一个从小到大直至平衡在一定幅值的过程电路的起振条件为：在电路满足相位平衡的条件下（xi与xf极性相同）。满足起振条件后，电路把除频率f=f0以外的输出量都逐渐衰减为零，因此输出量为频率f=f0的正弦波。*起振条件： 94、正弦波振荡电路的组成部分：①放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，实现能量的控制。②选频网络：确定电路的振荡频率，使电路产生单一频率的振荡保证和电路产生正弦波振荡。③正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于反馈信号。④稳幅环节：也就是非线性环节，作用是使输出信号幅值稳定。 105、判断电路是否产生正弦波振荡的方法:（1）观察电路是否包含了……（2）判断放大电路是否能够正常工作，……（3）利用瞬时极性法判断电路是否满足正弦波振荡的相位条件，…（4）判断电路是否满足正弦波振荡的幅值条件： 11 12二、RC正弦波振荡电路实用的RC正弦波振荡电路多种多样，最典型的是RC桥式振荡电路，又称为文式桥振荡电路。①RC串并选频网络：因为在振荡电路中既为选频网络，又为正反馈网络，所以输入电压为电路的V0，输出电压为反馈电压Vf。 13 14 15∵当f=f0时，，则这表明：只要RC串并选频网络匹配一个电压放大倍数等于3，而且输入输出同相的放大电路就可以构成正弦波振荡电路。考虑到起振条件，放大电路的AV应略大于3，同时还应使放大电路有尽可能大的Ri和尽可能小的R0。来减小放大电路对选频特性的影响，使振荡频率几乎仅仅决定于选频网络， 16 17 18第二节电压比较器一、简单电压比较器二、迟滞电压比较器 19特点：在电压比较器中运放处于开环或正反馈状态，即：运放工作于线性放大区中。电压比较器：是一种对输入信号进行鉴幅和比较的电路，也是组成非正弦波发生电路的基本单元电路，在测量和控制中有着相当广泛的应用。 20分类：一、按信号输入来分：反相电压比较器、同相电压比较器二、按参考电压来分：单限比较器、滞回比较器、窗口比较器 21电压传输特性三要素:1、电路的输出电压高电平UOH和低电平UOL；2、阀值电压UT；3、当变化经过UI时，UO的跃变方向。电压传输特性:描述输出电压与输入电压的函数关系的曲线。阀值电压UT：当输出电压跃变时所对应的输入电压 22uoui0+Uom-UomUR电压传输特性UR：参考电压ui：被比较信号++uouiUR–当ui>UR时,uo=+Uom当uiUR时,uo=-Uom2、若ui从反相端输入 24uoui0+UOM-UOM++uoui三、过零比较器:(UR=0时)++uouiuoui0+UOM-UOM跳变一次 25++uouitui例：利用电压比较器将正弦波变为方波。uot+Uom-Uom 26++uiuoui0+UZ-UZ电路改进：用稳压管稳定输出电压。++uiuoUZRR´uoUZ电压比较器的另一种形式——将双向稳压管接在负反馈回路上 27简单比较器的特点1.电路简单。2.当Ao不够大时，输出边沿不陡。3.容易引入干扰。tuiuot过零附近仍处于放大区tuiuottuiuot 28特点：电路中使用正反馈，运放处于非线性状态。§8.2.2迟滞比较器 29一、下行迟滞比较器（反相滞回比较器）1.因为有正反馈，所以输出饱和。2.当uo正饱和时(uo=+UOM)：U+3.当uo负饱和时(uo=–UOM)：－++uoRR2R1ui参考电压由输出电压决定1.不加参考电压的反向滞回比较器 30分别称UH和UL上下门限电压。称(UH-UL)为回差。当ui增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom；－++uoRR2R1ui当ui减小到UL时，输出由-Uom跳变到Uom。传输特性：uoui0Uom-UomUHUL小于回差的干扰不会引起跳转。跳转时，正反馈加速跳转。 31tuiUom-UomtuiUHUL例：下行迟滞比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。－++uoRR2R1ui 322.加上参考电压后的反向滞回比较器加上参考电压后的上下限：－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL 33反向滞回比较器两种电路传输特性的比较:－++uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL跳变一次 34例：R1=10k，R2=20k，UOM=12V，UR=9V当输入ui为如图所示的波形时，画出输出uo的波形。－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL5V10Vuit0 35首先计算上下门限电压：－++uoRR2R1uiUR 36+UOM-UOM根据传输特性画输出波形图。－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHULuiuott10V5V002V 37u+=0时翻转，可以求出上下门限电压。二、上行迟滞比较器（同相滞回比较器）－++uoRR2R1ui当u+>u-=0时,uo=+UOM当u+