1、1第21講非正弦發(fā)生電路常見的非正弦波矩形波發(fā)生電路三角波發(fā)生電路鋸齒波發(fā)生電路信號(hào)變換電路主要內(nèi)容2一、常見的非正弦波矩形波三角波鋸齒波尖頂波階梯波矩形波是基礎(chǔ)波形，可通過波形變換得到其它波形。3非正弦波發(fā)生電路的主要組成及特點(diǎn)(1) 具有開關(guān)特性的器件（如電壓比較器、BJT等）(2) 反饋網(wǎng)絡(luò)主要作用 產(chǎn)生高、低電平。主要作用 將輸出電壓適當(dāng)?shù)胤答伣o開關(guān)器件 使之改變輸出狀態(tài)。(3) 延時(shí)環(huán)節(jié)主要作用 實(shí)現(xiàn)延時(shí)，以獲得所需要的振蕩頻率。主要特點(diǎn) 振蕩條件比較簡單，只要反饋信號(hào)能使比較電路狀態(tài)發(fā)生變化，即能產(chǎn)生周期性的振蕩。 4二、矩形波發(fā)生電路5延遲環(huán)節(jié)遲滯比較器RAuRCR1R2R3uO

2、UZDZu+uuC+62 工作原理設(shè)t=0時(shí)uC(0)=0 uO= +UZ則=+FUZRAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+7uC按指數(shù)規(guī)律上升a. 當(dāng)t0時(shí)電容C充電uOuCOtuO, uC+UZ-UZ- FUZ+ FUZiCuO、uC波形圖 uO=+UZRAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+8b. 當(dāng)uCFUZ 時(shí)uOuCuR= FUZ uO= UZ- FUZ+ FUZOtuO, uC+UZ-UZuO、uC波形圖iCRAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+9c. 當(dāng)uO= UZ時(shí)uR= FUZuOuCOtuO, uC+UZ-UZ- FUZ+ FUZuO、uC波形圖uC

3、按指數(shù)規(guī)律下降電容C放電iCRAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+10d. 當(dāng)uC R，輸出波形的占空比是大于還是小于50%？答 如果電阻R+ R，那么，電容C的充電時(shí)間將大于放電時(shí)間，輸出波形的占空比大于50%。AuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+R+RD1D219 正向充電和反向充電時(shí)間常數(shù)可調(diào)，占空比就可調(diào)。占空比可調(diào)電路20三、三角波和鋸齒波發(fā)生器1電路組成遲滯比較器積分器uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+21圖中2工作原理 uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+22(1) 當(dāng) 時(shí)輸出電壓電容 C充電uO隨時(shí)間線性下降設(shè)uC(0)=0波形圖tuO , uO1

4、OuOuO1UZuO1RCA1A2R1R2R3uODZB+uC+23(2) 當(dāng) 時(shí)令tuO , uO1OuOuO1UZUZuO1RCA1A2R1R2R3uODZB+uC+得uO1翻轉(zhuǎn)時(shí)的輸出電壓波形圖24(3) 當(dāng) uB0時(shí)tuO , uO1OuOuO1UZUZ波形圖得uO1翻轉(zhuǎn)時(shí)的輸出電壓uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+uC+26tuO , uO1OuOuO1UZUZ波形圖uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+uC+uO1 方波uO 三角波輸出波形27(1) 輸出電壓幅值3. 主要參數(shù)計(jì)算(a) 三角波幅值(b) 方波幅值tuO , uO1OuOuO1UZUZ28(2) 振蕩頻

5、率三角波從零上升到Uom的時(shí)間是T/4由圖可知uO1t+UZOuOO+UomtUomUZ由于29故電路的振蕩周期振蕩頻率30R+RD1D2(a)(b)答 輸出波形上升和下降的斜率不等。uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+uC+例3 如果用圖(a)示電路替代圖(b)示電路的電阻R，那么輸出電壓uO的波形如何變化？31tOuO替代RR+RD1D2例4 在上圖示電路中，如果電阻R+ R，畫出輸出電壓的波形。解 輸出信號(hào)的波形如右圖示。uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+uC+32四、鋸齒波發(fā)生電路1. R3應(yīng)大些？小些？2. RW的滑動(dòng)端在最上端和最下端時(shí)的波形？33討論一已知uO1和u

6、O2的峰-峰值均為12V，二極管為理想二極管。1. 求出穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值UZ和R4的阻值；2. 定性畫出uO1、uO2的波形圖；3. 求解的表達(dá)式。34小結(jié)1：非正弦波發(fā)生電路分析方法(1)判斷電路是否存在電壓比較器和RC延時(shí)電路；(2)合閘通電，此時(shí)電容上電壓為0，設(shè)滯回比較器在正反饋下得到輸出電壓，如為高電平，電路進(jìn)入第一暫態(tài)。然后分析RC延時(shí)電路在高電平作用下所產(chǎn)生的過渡過程，看其是否使電壓比較器的輸出躍變?yōu)榈碗娖剑⑶以诘碗娖阶饔孟滤a(chǎn)生的過渡過程使電壓比較器的輸出又從低電平變?yōu)楦唠娖健Ｈ綦妷罕容^器的輸出不能躍變，而存在穩(wěn)態(tài)，則說明電路不能產(chǎn)生振蕩。35小結(jié)2：非正弦波發(fā)生電路主要參數(shù)求

7、解方法（1）主要參數(shù)：振蕩幅值和振蕩頻率（2）首先求滯回比較器的電壓傳輸特性，曲線中的高低電平表明電壓比較器的振幅，兩個(gè)閾值電壓為延時(shí)電路的振幅。（3）列解延時(shí)電路輸出電壓的表達(dá)式，根據(jù)延時(shí)電路輸出電壓的波形，確定其過渡過程的起始值，終了值和時(shí)間常數(shù)，代入表達(dá)式，可求出振蕩周期。36五、信號(hào)的轉(zhuǎn)換信號(hào)的發(fā)送：調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相信號(hào)的接收：解調(diào)信號(hào)對負(fù)載的驅(qū)動(dòng)：i-u，u-i信號(hào)的預(yù)處理：AC-DC（整流、檢波、濾波） DC-AC（斬波）信號(hào)的接口電路：A-D（如 u-f），D-A1. 概述372、 u-i 轉(zhuǎn)換電路 若信號(hào)源不能輸出電流，則選電路一；若信號(hào)源能夠輸出一定的電流，則可選電路二。 若

8、負(fù)載需接地，則上述兩電路均不符合要求。電路一電路二引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋引入了電流并聯(lián)負(fù)反饋38豪蘭德電流源電路電路既引入了負(fù)反饋，又引入了正反饋。393、精密整流電路 若uImaxUon ，則uO僅在大于Uon近似為uI，失真。 精密整流電路是信號(hào)處理電路，不是電源中AC-DC的能量轉(zhuǎn)換電路；實(shí)現(xiàn)微小信號(hào)的整流。40設(shè)RRf 對于將二極管和晶體管作電子開關(guān)的集成運(yùn)放應(yīng)用電路，在分析電路時(shí)，首先應(yīng)判斷管子相當(dāng)于開關(guān)閉合還是斷開，它們的狀態(tài)往往決定于輸入信號(hào)或輸出信號(hào)的極性。精密整流電路的組成半波整流，若加uI的負(fù)半周，則實(shí)現(xiàn)全波整流41全波精密整流電路二倍頻三角波絕對值運(yùn)算電路42討論一：分析圖

9、示兩個(gè)電路的功能。u-i 轉(zhuǎn)換電路絕對值運(yùn)算電路精密整流電路iO？uO？清華大學(xué) 華成英 1. 晶體管什么情況下導(dǎo)通？什么情況下截止？2. 晶體管飽和導(dǎo)通和截止uO1和uI的運(yùn)算關(guān)系？3. uI的極性？ 4. uO1、 uO2的波形？5. uI與振蕩頻率的關(guān)系？討論二：已知三極管飽和壓降為0。44 壓控振蕩器uO1RCA2A1R1R2R3uODZB+U+US1. 原理圖圖中模擬開關(guān)S受控于uOa. 當(dāng)uO=+UZ時(shí)，開關(guān)S接通+U。b. 當(dāng)uO= UZ時(shí)，開關(guān)S接通U。45(1) 工作原理圖中uO1RCA2A1R1R2R3uODZB+U+US46(a) 當(dāng) 時(shí)U通過R向 C充電S 接電源 +UuO1隨時(shí)間線性下降設(shè)uC(0)=0+uCuO1RCA2A1R1R2R3uODZB+U+US47(b) 當(dāng) uB 0 時(shí)電容 又正向充電S又接UCuO1又隨時(shí)間線性下降+uCuO1RCA2A1R1R2R3uODZB+U+US49uOC+uCuO1RCA2A1R1R2R3uODZB+-U+USuO1