1、1 2 習題：9-5、 9-6 、9-9、9-16 、9-17 9-22（1. 2. 3.） 選作： 9-4 、 3 正弦波振蕩電路的組成及振蕩條件的判斷; 橋式RC正弦波振蕩電路的組成和工作原理; LC正弦波振蕩電路的組成和工作原理; 比較器電壓傳輸特性的分析方法; 矩形波、三角波、鋸齒波振蕩電路的波形分析。 4 本章所講述的電路具有一定的綜合性， 既含有集成運放工作在線性區的積分運算電路， 又含有集成運放工作在非線性區的滯回比較器， 因而給學習帶來一定的困難。 5 9.1 9.1 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路 9. 1. 1 概述概述 自激振蕩是指：即使放大電路的輸入端不加 信號，它的輸出

2、端也會出現某一頻率和幅度的波 形。在這個頻率點上，負反饋電路已經轉變為正 反饋電路。 負反饋放大電路的自激振蕩是要消除的，而 正弦波發生電路就是利用這種自激振蕩的現象 來產生正弦信號。這里，人為引入了正反饋。 6 正弦波發生電路的框圖正弦波發生電路的框圖 電路的輸入信號 iX 電路的凈輸入信號 idX 電路的反饋信號 fX 電路的輸出信號 oX 在正弦波發生電路中，人為地接成正反饋。在正弦波發生電路中，人為地接成正反饋。 7 正弦波發生電路的框圖正弦波發生電路的框圖 即使輸入信號 ， 當反饋信號能完全代替 原來的凈輸入信號，即 時，仍可以產生 輸出信號 。 0 iX idfXX oX o f

3、XX F idoXX A idfXX AF/ ooXX 存在 1AF 8 是正弦波發生電路中能維持等幅自激 振蕩的平衡條件。因為， 、 是復數，所以式 包含幅值條件和相位條件，即 為整數)(2 1 nn AF FA AF 1AF 幅值條件 相位條件 9 要建立振蕩（起振），電路須滿足正反饋 條件即： ，同時使反饋信 號 大于凈輸入信號 。只有這樣，才 能使電路中自激振蕩和輸出信號由小到大建立 起來。 n FAAF 2 fX idX 1AF 起振的幅值條件： 10 一般由以下基本部分組成：一般由以下基本部分組成： 1.寬頻帶放大電路；寬頻帶放大電路； 2.引入正反饋的反饋網絡；引入正反饋的反饋網

4、絡； 3.選頻網絡；選頻網絡； 正弦波發生電路的輸出波形應是單一頻率的 正弦波，要求電路只在所需的頻率上滿足起振 和維持振蕩的條件。 選頻網絡可設置在放大電路或正反饋網絡中。 通常正反饋網絡和選頻網絡合二為一。 11 4.4.穩幅環節穩幅環節 電路滿足起振條件后，輸出信號將逐漸增 大。當幅值增大到一定程度后，放大電路中的 晶體管進入飽和或者截止區，輸出波形將產生 失真。故電路中還必須有穩幅環節，其作用是 在振蕩建立后，使幅值條件從 自動演 變為 ，使輸出波形基本不失真。 1AF 1AF 12 （1 1）分析電路的組成）分析電路的組成; ; 是否包含放大、反饋、選頻和穩幅等基本環節。 （2 2）

5、分析放大電路能否正常工作）分析放大電路能否正常工作; ; 是否有合適的靜態工作點,動態信號是否能 夠輸入、輸出和放大。 （3 3）檢查電路能否滿足自激條件；）檢查電路能否滿足自激條件； 檢查相位平衡條件和 幅值平衡條件，關鍵檢 查相位平衡條件。 13 （4 4）估算振蕩頻率）估算振蕩頻率 （ ）。 取決于選頻網絡參數。取決于選頻網絡參數。 0 f 0 14 RC正弦波發生電路、LC正弦波發生電路、 石英晶體正弦波發生電路。 RC正弦波發生電路振蕩頻率較低，一般在 1MHz以下； LC正弦波發生電路的振蕩頻率都在1MHz 以上； 石英晶體正弦波發生電路也可等效為LC正 弦波發生電路，其振蕩頻率十

6、分穩定。 15 RC正弦波發生電路可分為：正弦波發生電路可分為：RC串、并聯串、并聯 電路式（橋式）、移相式、雙電路式（橋式）、移相式、雙T電路式等類型。電路式等類型。 最常用的是最常用的是RC串、并聯電路式串、并聯電路式。 16 1 1RCRC串、并聯電路的選頻特性串、并聯電路的選頻特性 電路由電路由 和和 的串聯以的串聯以 及及 和和 的并聯組合串聯而的并聯組合串聯而 成，它在成，它在RCRC正弦波發生電路正弦波發生電路 中中既是反饋網絡又是選頻網既是反饋網絡又是選頻網 絡絡。 1 R 1 C 2 R 2 C 17 111 /1CjRZ 22 2 222 1 /1/ CRj R CjR Z

7、 2 22 221 1112 221221 11 1 1/(1)() 1 f o U U R j R C RCR Rj CjRC j R CCRR C 2 12 Z F ZZ 18 通常取通常取 RRR 21 CCC 21 )(3 1 0 0 j F 電路的特征角頻率：電路的特征角頻率： RC 1 0 ) 1 ()1 ( 1 12 21 2 1 1 2 CR CRj R R C C U U o f F 19 )(3 1 0 0 j F 20 0 )(9 1 F 相頻特性為：相頻特性為： 3 )( 0 0 arctg F 幅頻特性為：幅頻特性為： 幅值最 大為1/3 0 0 0 F 在特征（諧振

8、）頻率點上在特征（諧振）頻率點上RC串并聯網絡呈電阻性。串并聯網絡呈電阻性。 20 RCRC串并聯網絡的頻率特性串并聯網絡的頻率特性 時，時， 0 0 F RC 1 0 F幅值最大，幅值最大， 為為1/3 21 由RC串、并聯 網絡和同相比例 運算電路構成。 RC橋式正弦波發生電路橋式正弦波發生電路 和 為集成 運放引入負反饋， 該反饋網絡沒有 選頻作用。 F R 1 R 22 利用瞬時極性法判斷電 路引入了正反饋。 斷開 到運放同相輸入端 的連線，加入瞬時極性為正 的電壓 。在某一頻率點 上， 和 極性相同。 fU o U i U 0 fU 電路滿足產生振蕩的相位平衡條件。 23 同相比例電

9、路電 壓增益為： 1 R R A F u 已知當 時， 0 3 1 F 起振條件為 1AF 2RRF 維持振蕩的幅值平衡條件： 2RRF 24 （3）振蕩的穩幅和穩頻* 對于實際的正弦波發生電路，電源電壓、 溫度、濕度等外界因素的變化將導致晶體管 和電路元件參數發生改變，從而破壞維持振 蕩的幅值平衡條件 。為了穩定輸出電 壓的幅值，可以在放大電路的負反饋回路中 采用非線性元件來自動調整反饋的強弱。如 溫控電阻。 1AF 25 在實用電路中往往要求正弦波發生電路的 振蕩頻率有一定的穩定度。 正弦波發生電路振蕩頻率穩定的條件是相 頻特性曲線 在 附近的斜率小于 零。 即 )( F 0 0 0 d

10、d F 26 RC橋式正弦波發生電路中，同相放大電 路的輸出電阻很小，可視為零；輸入阻抗很 大，可忽略其對RC串、并聯網絡的影響。 所以電路的振蕩頻率就是RC串、并聯網絡 的特征（諧振）頻率： 0 f 0 RC f 2 1 0 RC正弦波發生電路通常只能用作低頻和中 頻正弦波發生電路（ ）。 MHzHz 11 27 放大電路是反相輸入的 帶電壓并聯負反饋的運放 電路。 180 A 若要滿足相位平衡條件，反饋 網絡還必須在某一特定的頻率點 上再移相 ，使180 0 FA 28 一節RC移相網絡可以 移相090，需要滿 足產生振蕩的相位平衡條 件，必須有三節或者三節 以上的移相電路。 只需要調整

11、，就可 以產生正弦波振蕩。 F R 29 32 ) 1 ( 6 ) 1 (51 1 RCRC j RC U U o o 0 1 6RC 62 1 0 RC f 振蕩時反饋系數為： 29 1 ) 1 (51 1 )( )( 2 0 0 0 RC jU jU F o o 為達幅值平衡，應有 29 R R A F 30 RCRC移相電路的相頻特性移相電路的相頻特性 RC移相式正弦波發生電 路一般用于振蕩頻率固定 且穩定性要求不高的場合， 其頻率范圍為幾Hz幾十 kHz。 2 3 ) 1 (51 ) 1 ( 6 RC RCRC arctg F 31 和 為集成運放引 入正反饋，雙T網絡引入 負反饋，同

12、時又是選頻 網絡。 F R 1 R 雙T網絡特征頻率為： RC f 2 1 0 32 調整 可以改變正反饋 量，使之既滿足起振要求， 又不因正反饋過強而使波 形嚴重失真。 1 R 穩壓管 和 用來穩 定輸出幅值。通常選其穩 定電壓約為輸出不失真正 弦波峰峰值的1.5倍。 1 VS 2 VS 33 雙T網絡比RC串、并聯網 絡具有更好的選頻特性。 其缺點是頻率調節困難， 通常適用于需要產生固定 頻率的場合。 34 LC正弦波發生電路通常用于產生高頻(1MHz) 正弦信號。 LC正弦波發生電路和RC正弦波發生電路相比， 構成方法類似，其選頻網絡采用可調諧的LC回路。 LC回路工作在諧振頻率時電路能

13、提供較大的增 益，而其余頻率的信號被大大衰減。 35 通用型集成運放的頻帶較窄，高速型集成 運放成本高，故LC正弦波發生電路一般采用 分立元件組成。 由LC并聯諧振回路構成的正弦波發生電路分 為變壓器耦合式和LC三點式兩大類。 36 LC正弦波發生電路中的選頻網絡大多采用LC 并聯諧振回路。 1LC諧振回路的選頻特性 一般畫法 37 信號頻率低時容抗大，呈感性，信號頻率高 時感抗大，呈容性，只有在諧振頻率點上網絡 呈純阻性，且阻抗無窮大。諧振時電場能和磁 場能相互轉換。 自學： LC諧振回路的選頻特性。 1LC諧振回路的選頻特性 38 2變壓器耦合式LC正弦波發生電路 根據LC回路的端點接到三

14、極管電極的不同 方式，變壓器耦合LC正弦波發生電路可分為 三種類型： 集電極調諧 發射極調諧 基極調諧 39 電路包含：共射放大、 反饋網絡、LC選頻網絡 和穩幅環節（利用三極管 的非線性實現）。 放大電路是典型的工 作點穩定電路，交流信 號能夠輸入、輸出和放 大。 和 為基極和發射極 旁路電容，比LC諧振回 路的C值大很多。 B C E C 40 只要合理選擇變壓器原、副邊線圈的匝數和其他 電路參數，幅值平衡條件就很容易得到滿足。 斷開反饋輸入點（基 極畫處），加入一個 瞬時極性為(+)的信號， 由此可得反饋接到基極 點的極性也為(+)，滿足 相位平衡條件。 41 交流基極接地， 集電極與發

15、射極同 相位。通過互感耦 合，反饋信號接發 射極。 CB、CE為耦合 電容。 42 斷開反饋輸入點 （射極畫處），加 入瞬時極性為()的 信號，集電極瞬時極 性也為() 。 通過同名端和互感， 上 的接射極點的瞬 時極性也為() 。 3 L f U 滿足產生振蕩的相位平衡條件。滿足產生振蕩的相位平衡條件。 43 交流射極接地，集 電極與基極反相。通 過互感耦合，反饋信 號接基極。 CB、CE為耦合電容。 44 斷開反饋輸入點（基 極畫處），加入瞬時 極性為()的信號，通 過反相放大及同名端和 互感L， 接基極點的瞬 時極性也為 () 。 滿足產生振蕩的相位 平衡條件。 f U 2)2)用瞬時極

16、性法判斷電路相位平衡條件用瞬時極性法判斷電路相位平衡條件 45 共基放大電路的截止頻率高于共射放大電路， 共基組態振蕩頻率較高且比較穩定。 變壓器耦合式正弦波發生電路應用廣泛，但 頻率穩定度不夠高。 互感線圈的分布電容限制了頻率，一般只適合 產生頻率不太高的中、短波的正弦振蕩。 46 將并聯LC回路中的電容C或者電感L一分為 二（或設置中間抽頭），LC回路就有三個端點。 把這三個端點分別與三極管的三個極（或者集成 運放的兩個輸入端和一個輸出端）相連，就形成 了LC三點式正弦波發生電路。 這種電路又可以分為電感三點式和電容三點式 兩類。 47 采用了集電極調諧型 LC并聯回路，可變電 容器用于調

17、節LC振蕩 頻率。 放大電路為共基接法。該電路包括了正弦波發 生電路的各個基本環節，放大電路能正常工作。 電感三點式LC正弦波 發生電路也叫哈脫萊 （Hartley）振蕩電路。 48 用瞬時極性法，可以 判斷電路滿足產生正弦 振蕩的相位平衡條件。 適當選擇電感 、 比值，能滿足起振的幅 值條件。 2 L 1 L 振蕩頻率近似為振蕩頻率近似為: : CL f 2 1 0 LLLL2 21 Uf為L2上的電壓，極 性下正上負。 49 由于諧振回路可以采取可變電容，其振蕩頻 率可在較寬的范圍內調節，在需要經常改變頻 率的場合中得到廣泛應用。 由于它的反饋電壓取自電感，它對高次諧波 電抗大，故輸出波形

18、中所含高次諧波大，波形 較差。 50 由瞬時極性法分析，電 路滿足相位平衡條件。 選擇合適的 、 的比值， 電路能滿足起振的幅值條件 2 C 1 C 電容三點式LC正弦波發 生電路也叫考爾比茲 （Collpitts）振蕩電路。 Uf為C2上的電壓，極性 下正上負。 51 振蕩頻率近似為： 2 1 0 LC f 21 21 CC CC C 反饋電壓取自電容，高次諧波分量小，輸出波形較 好。 電容的容量可以選得很小，振蕩頻率高（可高達 100MHz）。 （2）電容三點式）電容三點式LC正弦波發生電路正弦波發生電路 52 a）反相放大 b）同相放大 為了滿足產生振蕩的相位平衡條件，同性質 電抗（ 和

19、 或 和 ）的中間點必須接集成 運放的同相輸入端（對應于三極管的射極e和場 效應管的源極s）。 1 L 2 L 1 C 2 C 組成規律： 53 例91 電路如圖所示，分析電路能否起振。 為電容三點式正弦波發生 電路，放大電路為結型場效 應管組成的共源電路。 應用組成規律分析，同性 質的 和 的中間點接管子 的源極s，可知選頻網絡引 入了正反饋，能振蕩。 1 C 2 C 用瞬時極性法進行分析，C1上的電壓為Uf，極性 上正下負。 (+) (-) (-) (-) (+) (+) 54 MHz Hz LC f 17 10 75680 75680 103 . 12 1 2 1 126 0 振蕩頻率：

20、振蕩頻率： 55 石英晶體振蕩電路具有很高的頻率穩定度，石英晶體振蕩電路具有很高的頻率穩定度， 適用于頻率穩定性要求高的場合。其頻率穩定適用于頻率穩定性要求高的場合。其頻率穩定 度高于度高于 數量級。數量級。 5 10 56 石英諧振器是利用 石英晶體的壓電效應 而制成的諧振器件。 C0為靜態電容， L模擬晶片慣性，C 模擬晶片彈性，R為 摩擦損耗。 符號 等效電路 57 當忽略R時，回路的等 效電抗為： )( 1 ) 1 ( 1 ) 1 ( 1 0 2 0 2 0 0 CLCCC LC C L C C L C X 58 石英晶體工作在 和 之間，X呈感性的頻段內， 它和兩個外接電容 和 構成

21、了電容三點式正弦 波發生電路。 s 1 C 2 C p 59 （2）串聯型晶體振蕩電路）串聯型晶體振蕩電路 石英晶體工作在 處， 是串聯諧振，相當于純 電阻。它接在電路的反 饋網絡中，構成正反饋， 滿足產生振蕩的相位平 衡條件。 反饋網絡也是選頻網絡。調節電阻R可使電路滿足 幅值平衡條件。 s 60 電壓比較電路的功能是比較兩個電壓（如電壓比較電路的功能是比較兩個電壓（如 輸入電壓輸入電壓 和參考電壓和參考電壓 ）的大小，并用輸）的大小，并用輸 出的高、低電平表示比較結果，出的高、低電平表示比較結果，是組成非正是組成非正 弦波發生電路的基本單元弦波發生電路的基本單元。 I u R U 電壓比較

22、電路在測量、控制以及波形發生電壓比較電路在測量、控制以及波形發生 等許多方面有著廣泛的應用。等許多方面有著廣泛的應用。 它的種類很多，如它的種類很多，如單門限比較電路單門限比較電路，滯回滯回 比較電路比較電路以及以及窗口比較電路窗口比較電路等等。等等。 61 輸入信號：模擬信號輸入信號：模擬信號。 輸出信號：高電平或低電平（二值信號）。輸出信號：高電平或低電平（二值信號）。 使輸出電壓發生跳變時所對應的輸入電壓稱使輸出電壓發生跳變時所對應的輸入電壓稱 ( (或轉折電壓、門限電壓或轉折電壓、門限電壓) )，用用表示表示 。 62 當集成運放處于當集成運放處于 開環開環工作狀態或引工作狀態或引 入

23、了入了正反饋正反饋時，工時，工 作在非線性工作區。作在非線性工作區。 63 1） 只要兩輸入端間有無窮小壓差，輸出電壓就只要兩輸入端間有無窮小壓差，輸出電壓就 可達可達 到正最大值或負最大值。到正最大值或負最大值。 當當UPUN時，輸出時，輸出+UOM ; 當當UPUN時，輸出時，輸出-UOM 。 2）理想運放的差摸輸入電阻為無窮大。存在）理想運放的差摸輸入電阻為無窮大。存在 ip=iN=0 3） 運放輸出電壓跳變的臨界條件是運放輸出電壓跳變的臨界條件是uN up 3.電壓比較器電路輸入與輸出是非線性關系電壓比較器電路輸入與輸出是非線性關系 64 1）輸出電壓高、低電平值）輸出電壓高、低電平值

24、UOH和和UOL； 2）閾值電壓）閾值電壓UTH值；值； 3） 當輸入電壓變化經過當輸入電壓變化經過UTH時，輸出電壓躍變時，輸出電壓躍變 的方向。（是從的方向。（是從UOH到到UOL， ，還是從 還是從UOL到到UOH ） 65 當 略小于零時， 輸出電壓將達到正向最 大值 。 I u OM U 當 略大于零時，輸出 電壓將達到負的最大值 。 和 為集成運放 飽和時的正、負向輸出電壓 值。 OM U OM U I u OM U 0 R U “過零比較電路過零比較電路” 66 電路傳輸特性：電路傳輸特性： 單門限電壓比較電路也可采用同相輸入接法，這 樣就獲得了輸出電壓跳變方向相反的電壓傳輸特性

25、。 0 TH U閾值電壓： 67 I u 當 時，輸出為 ； 當 略大于 時，輸出 為 。 RI Uu OM U R U OM U RTH UU閾值電壓： 0 R U2.參考電壓參考電壓 （設UR為正值） 68 在實際的比較電路中， 為了防止輸入電壓過大， 損壞集成運放輸入級的晶 體管，常在運放輸入端接 入二極管限幅電路，雙向 限制運放的輸入電壓。 輸入限幅保護的輸入限幅保護的 過零比較電路過零比較電路 69 為了滿足負載的需要， 常在集成運放的輸出端加 穩壓管限幅電路，從而獲 得合適的 和 。 OH U OL U 具有輸入、輸出限 幅保護的比較電路。 70 例9-2 電路如圖所示，設穩壓管

26、的穩壓值為 。 求閾值電壓 ，并畫出電路的電壓傳輸特性。 V6 解解 ：輸出電壓發生跳變的條件是0 uu 0 12 R u R u IR 此時有: 因而有: THRI UU R R u 2 1 71 當 時， 。 此時 ， 為高電 平， ；當 時， ， 為低電 平， 。 THI Uu 0 u uu O u ZO Uu THI Uu 0 u O u ZO Uu THRI UU R R u 2 1 （設UR為正值） 72 設R1=R2=5K，UR=2V,輸入為正弦波 (幅值為5V），試對應輸入畫出電路的輸出 波形。 73 如果輸入中帶有噪聲， 當輸入經過閾值時，輸 出可能發生多次跳變， 抗干擾能力

27、差。 單門限電壓比較電路有中，輸入電壓在閾值電 壓附近任何微小變化都將引起輸出電壓的躍變。 74 為解決抗干擾能力問題，電路中采用正反 饋，比較電路具有了兩個閾值。 這種電路的輸出既與當前的輸入電壓有關， 又與輸入的歷史狀態有關，具有滯回特性， 故叫做“滯回比較電路”，又叫做“施密特 觸發電路”。 75 比較電路的輸出 電壓發生跳變的臨 界條件是 uu 32 23 RR uRUR u OR 利用疊加原理有： 對應 u-u+ 時的uI 即為UTH。 76 ZO Uu 32 1 23 RZ TH RURU U RR 32 23 2 RR URUR U ZR TH I uu 32 23 RR uRU

28、R u OR VU R 0 VUTH2 1 VU TH 2 2 設則 77 因運放是反相輸入，當 足夠負時, 為高電平。 只有當輸入逐漸增大并達到 ， 發生跳變，此 為正向電壓傳輸特性。 I u O u 1TH U O u -6V-6V 78 正向時 在閾 值電壓附近正 反饋過程： I u O u u uu 正反饋的結果使輸出電壓正反饋的結果使輸出電壓 迅速變為迅速變為 。 O u Z U -6V-6V 79 當 足夠正時， 為低電平。當輸入逐漸減小 并達到 ，輸出又一次發生跳變，這是負向電壓 傳輸特性。 I uO u 2TH U +6V+6V 80 滯回比較電路有兩 個閾值電壓，其差叫 做“

29、回差電壓”或 “遲滯電壓”。 21THTH UUU 思考：思考：輸入為正弦波輸入為正弦波( (幅幅 值為值為5V5V）時的輸出波形。）時的輸出波形。 81 和單門限電壓比較電路相比，滯回比較電路 有較強的抗干擾能力，不易產生誤跳變。 滯回比較電路可應用在環境干擾比較大的場 合用作波形整形。 但由于存在遲滯電壓，工作精度不夠高。 82 例93 電路如圖，設穩壓管的穩壓值 1畫出電路的傳輸特性； 2已知輸入信號波形，試對應畫出輸出波形。 VU Z 6 解：只要 ，應有 ，此時穩壓管擊 穿。穩壓管為集成運放引 入了深度負反饋，。 在u=u的臨界點上， uo=0,穩壓管未擊穿，負反 饋支路電阻無窮大，

30、相當 開路，無負反饋。 uu OMO Uu 83 32 2 RR R uu O ZO Uuu 在 跳變時，必有 。 O u uu 2 3 (1) OZ R uU R 32 2 RR R uU OTH VuO9VUTH3 1 1畫出電路的傳輸特性畫出電路的傳輸特性 （根據三要素）（根據三要素） 84 滯回比較電路有很強的 抗干擾能力。當輸入波形 不規則時，得到的輸出波 形都是規則的矩形波。 2.2.對應輸入畫輸出波形對應輸入畫輸出波形 85 由于電壓比較電路可將模擬信號轉換成二值 信號，其響應速度快，傳輸延時短，廣泛用于 模擬電路和數字電路的接口電路， 86 分類： 按一個集成器件中所含比較器的

31、數目，分為單、 雙、四電壓比較器； 按信號傳輸速度，可分高速、中速比較器； 按功能，可分為普通型、高速型、低功耗型、 低電壓型和高精度型； 按輸出方式，可分為普通、集電極（漏極）開 路、互補輸出等。 87 雙電壓比較器LM119 兩個輸出端并聯構成了“窗口比較電路”。 88 9.3 非正弦波發生電路非正弦波發生電路 矩形波、三角波、鋸齒波、尖頂波和階梯波 等均為非正弦波。 非正弦波發生電路的基本組成包括：電壓比較 電路、反饋環節和延遲環節。其中比較電路是 關鍵環節。 89 9.3 非正弦波發生電路非正弦波發生電路 本節主要介紹矩形波、三角波和鋸齒波發生 電路的組成、工作原理、波形分析和主要參數

32、。 矩形波發生電路是基礎，加上積分環節， 就可組成三角波或鋸齒波發生電路。 90 若在電壓比較電 路的基礎上加上延 遲和反饋環節，可 使比較電路的輸出 發生周期性跳變， 從而產生振蕩。 9.3 非正弦波發生電路非正弦波發生電路 91 電路由滯回電壓比較電路 和RC電路組成的。 和 組成“有延遲的 反饋網絡”，電容兩端的 電壓就是反饋電壓。 為集成運放的限流 電阻。 1 R C 4 R R R4 4 92 設 輸出電壓為： 0t ZO Uu 0 C u ，則 )( 32 2 Z U RR R u 通過 向電容 充電， 一旦 上升到略大于 時， 輸出電壓 迅速地由 跳 變到 。運放同相端電壓 也隨

33、之變為： 1 RC O u u u O u Z U Z U )( 32 2 Z U RR R u R R4 4 93 此時，電容 通過電阻 放電，電容兩端電壓逐 漸下降。當 下降到略小 于 時，內部正反饋又產 生作用，輸出電壓迅速地 由 跳變到 。 如此周而復始，在輸出 端將產生周期信號。 1 R C u u Z U Z U )( 32 2 Z U RR R u R R4 4 94 電路中電容正向充電和 反向放電的時間常數均 為 ,且充放電的電壓 幅值也相等，故輸出為方 波信號，而電容兩端電壓 波形近似為三角波。 CR1 95 電容兩端電壓的變化規律為： t CCCC eUUUtu )()0(

34、)()( )()0( 32 2 ZC U RR R U ZC UU)(CR1 選取 為起點，有： 1 t CR t ZZZC eUU RR R Uu 1 )( 32 2 則 96 可以得到方波的周期為： ) 2 1 (2 3 2 1 R R nCRT CR t ZZZC eUU RR R Uu 1 )( 32 2 )( 32 2 ZC U RR R u 在t1t2半周期內,電容放電的 最后值為： 97 矩形波發生電路與圖 方波發生電路的區別僅 僅在于電容充、放電回 路不同。 矩形波發生電路的充電 回路為VD1、R和C，放 電回路為VD2、R和C， 工作原理與方波發生電 路相似。 98 忽略VD

35、1和VD2的導通 壓降，電容充電時間常數 為RC，放電時間常數為 RC。 輸出電壓處于高電平 （電容充電）的時間為： ) 2 1 ( 3 2 1 R R nRCT 輸出電壓處于低電平（電 容放電）的時間為： ) 2 1 ( 3 2 2 R R nCRT 99 輸出波形的周期： 2 1 TTT 改變改變 即可以改變占空即可以改變占空 比。比。 RR R RRR R T T D 1 1 1 占空比為： CRRC 21 TT 若 ，則 100 圖中集成運放 為同相輸入的滯回電壓比 較電路，集成運放 為積分電路。 1 A 2 A 101 設比較電路初始 電壓為 ， 經 分壓后的向電 容充電， 線性下 降，從而使A1的同相 端電壓也下降。 ZO Uu 1 RP 2O u 21 22 21 1 1 RR Ru RR RU u OZ 102 當 略小于 (=0)時， 從 跳變到 。 隨之變 為 : u u 1O u Z U Z U u 2 u 21 22 21 1 2 RR Ru RR RU u OZ 103 經 使電 容放電， 線性 上升，從而使同 相端電壓 也上 升。當使 略 大于 時， 從 跳到 。 1O uRP 2O u Z U u u u 1O u Z U 如此周而復始，就產生了振蕩。 104