模拟电子电路及技术基础第三章ppt课件.ppt

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1、3.1基本要求及重点、难点3.2习题类型分析及例题精解3.3习题解答第三章电压比较器、弛张振荡器及模拟开关1.基本要求(1)了解电压比较器的基本特性；理解电压比较器和运算放大器的不同之处(包括功能、电路和要求的不同)；掌握电压比较器的开环应用，亦即简单比较器(包括过零比较器和脉宽调制器)的特点、用途和传输特性，能根据输入信号绘制其输出波形。　　(2)掌握正反馈比较器(迟滞比较器)的特点、传输特性及其输入输出波形。　　(3)掌握单运放和双运放弛张振荡器电路的特点，能定性画出输出波形，计算输出方波、三角波幅度和振荡频率。3

2、.1基本要求及重点、难点(4)了解各种单片集成电压比较器的特点、主要参数和应用。　　(5)了解模拟开关的功能和用途。2.重点、难点重点：简单比较器、迟滞比较器和弛张振荡器电路的分析和计算。　　难点：　简单比较器、迟滞比较器和弛张振荡器传输特性及输出波形的分析。本章习题类型主要包括分析计算题和综合设计题。　　(1)分析计算类题目一般给定电路，要求：　　·分析电路功能；　　·绘制传输特性；　　·绘制输出波形等。　　因为大部分电路为非线性电路，其暂态分析、时域分析方法比线性电路分析会困难些。3.2习题类型分析及例题

3、精解(2)综合设计类题目一般提出设计目标，如功能目标、输出波形目标、传输特性目标等，要求设计电路结构，确定电路元件值等。一般设计方案不是唯一的，要选择其中比较容易实现而性能又可以达到设计目标性能的电路。解题中应注意以下几点：　　①简单比较器一定是开环运用，其比较电平与输出无关。　　②迟滞比较器引入了“正反馈”，其比较电平与输出有关，且Ur=FUo，其中F为正反馈系数；传输特性为闭合曲线，存在“回差”，故抗干扰能力增强，翻转时边缘更加陡峭，但比较灵敏度降低了。③无论输入信号的形状如何，比较器的输出肯定是方波，其高低电平与

4、电源电压有关。专用集成电压比较器的高低电平大多与数字电路兼容。专用集成电压比较器可开环运用，也可引入正反馈而演变为迟滞比较器。　　④在迟滞比较器基础上加入RC充放电电路，并用RC电路的电容电压来控制比较器的自动翻转，便构成弛张振荡器，从而得到方波与三角波波形。　　⑤弛张振荡器的振荡频率一般取决于RC定时电路的时间常数及迟滞比较器的比较电平。　　⑥弛张振荡器的方波幅度取决于电源电压或输出限幅电路。三角波的幅度取决于迟滞比较器的比较电平。【例3-1】设计一个电路，将一个不规则的波形整形成方波后，再变换成尖脉冲，如图3-1

5、所示。　　解根据题意：　　(1)用过零比较器，将不规则的波形整形成方波。　　(2)用微分电路(RC)将方波变换成双向尖脉冲，只要时常数RC远小于ui过零的时间间隔。　　(3)用晶体二极管单向导电特性将正脉冲阻隔，使负脉冲通过，如图3-2所示。图3-1图3-2【例3-2】试利用专用集成电压比较器LM311，将一个受干扰的低频三角波(如图3-3所示)整形成方波，建议比较器电源电压采用±5V。　　解因为输入信号为受干扰的低频信号，故应采用抗干扰能力强的迟滞比较器，引入正反馈，使传输特性存在一个“回差”，如图3-4所示。

6、图3-3(a)电路图；(b)输入信号取上拉电阻Rc=2kΩ，R1=R2=10kΩ，取回差ΔUT=2V，则正反馈系数　　　　　，故R2=40kΩ。其传输特性及输出波形分别如图3-4和图3-5所示。图3-4传输特性图3-5输出波形【例3-3】设计一个弛张振荡器，振荡频率f0=100Hz，方波输出振幅Uo≤12V，三角波线性很好，且振幅为6V。　　解(1)电路选择。因为要求三角波线性很好，所以选用双运放构成弛张振荡器，电路如图3-6所示。因为要求方波振幅Uo≤12V，所以选电源电压UCC=

7、UEE

8、=12V。因为要求振荡频

9、率f0=100Hz，频率较低，故运放型号选F007(LM741)。图3-6设计的电路图(2)阻容元件值的确定。　　①R2、R1的选择。根据设计目标，画出uo1、uo2的波形，如图3-7所示。　　结合电路图，uo1波形发生跳变时的uo2应满足下式：当uo1=12V时，可见　　　　，选R1=10kΩ，则R2=20kΩ。图3-7方波、三角波波形②积分时常数R、C的选择。因为故选R=100kΩ，则3-1电路如图P3-1所示，设输入信号为ui=2sin250t(V)。　　(1)判断各电路功能;　　(2

10、)画出各自的输出波形。3.3习题解答图P3-1解(1)判断各电路功能。　　电路(a)引入了负反馈，是一个反相比例放大器，其增益　电路(b)也引入了负反馈，是一个同相比例放大器，其增益　　电路(c)引入了负反馈，是一个一阶移相器，其增益输入信号角频率ω=250，而故所以对输入信号的移