第八章波形的發生與信號的轉換8.1正弦波振蕩器的基本原理本章目錄總目錄點擊即可進入學習8.2RC正弦波振蕩電路8.3LC正弦波振蕩電路8.4石英晶體振蕩電路8.5電壓比較器8.6非正弦波發生電路習題解答一.產生自激振蕩的條件fidXXX-=改成正反饋只有正反饋電路才能產生自激振蕩。8.1正弦波振蕩器的基本原理+Xi

–f基本放大器A反饋網絡FX+doXX如果：,ifXX=則去掉,iX仍有信號輸出。反饋信號代替了放大電路的輸入信號。Xi

+f基本放大器A反饋網絡FX+doXXXdof基本放大器A反饋網絡FXXFA=1Xd=Xf所以，自激振蕩條件也可以寫成：自激振蕩的條件：1、振幅條件：

2、相位條件：pjjnFA2=+n是整數因為：..Xdof基本放大器A反饋網絡FXX二.起振條件和穩幅原理起振條件：結果：產生增幅振蕩（略大于）1、被動穩幅：器件非線性2、主動穩幅：在反饋網絡中加入非線性穩幅環節，用以調節放大電路的增益。穩幅過程：起振時，穩定振蕩時，穩幅措施：起振過程Xdof基本放大器A反饋網絡FXX通常，取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，則有：式中：可見：當時，│F│最大，且=0°

│F│max=1/3RC橋式正弦波振蕩電路反饋網絡構成橋路EWB仿真仍然由LC并聯諧振電路構成選頻網絡三.三點式LC振蕩電路原理：uf與uo反相uf與uo同相電感三點式：電容三點式：uf與uo反相uf與uo同相uf與uo反相uf與uo同相電感三點式：電容三點式：uf與uo反相uf與uo同相中間點交流接地，則首尾端相位相反首端或尾端交流接，則余下不接地兩點相位相同

1.電感三點式LC振蕩電路振蕩頻率：滿足相位平衡條件滿足相位平衡條件2.電容三點式LC振蕩電路振蕩頻率：例：試判斷下圖所示三點式振蕩電路是否滿足相位平衡條件。滿足相位平衡條件8.5電壓比較器

將一個模擬電壓信號與一參考電壓相比較，輸出一定的高低電平。功能：構成：運放組成的電路處于非線性狀態，輸出與輸入的關系uo=f(ui)是非線性函數。uoui0+UOM-UOM1.運放工作在非線性狀態的判定：電路開環或引入正反饋。運放工作在非線性狀態基本分析方法2.運放工作在非線性狀態的分析方法：若U+＞U-

則UO=+UOM；若U+＜U-

則UO=-UOM。

虛斷（運放輸入端電流=0）

注意：此時不能用虛短！uoui0+UOM-UOMuoui0+UOM-UOM1.過零比較器:（門限電平=0）uoui0+UOM-UOM一.單門限電壓比較器tuituo+Uom-Uom例題：利用電壓比較器將正弦波變為方波。2.單門限比較器（與參考電壓比較）uoui0+Uom-UomUREFUREF為參考電壓當ui>UREF時,uo=+Uom當ui<UREF時,uo=-Uom

運放處于開環狀態uoui0+Uom-UomUREF當ui<UREF時,uo=+Uom當ui>UREF時,uo=-Uom

若ui從反相端輸入+-uoui0+UZ-UZ（1）用穩壓管穩定輸出電壓忽略了UD3.限幅電路——使輸出電壓為一穩定的確定值當ui>0時,uo=+UZ當ui<0時,uo=-UZ

（2）穩幅電路的另一種形式：將雙向穩壓管接在負反饋回路中uoui0+UZ-UZ當ui>0時,uo=-UZ當ui<0時,uo=+UZ

二.遲滯比較器1.工作原理——兩個門限電壓。特點:電路中使用正反饋——運放工作在非線性區。（1）當uo=+UZ時，（2）當uo=-UZ時，UT+稱上門限電壓UT-稱下門限電壓(UT+-UT-)稱為回差電壓遲滯比較器的電壓傳輸特性：uoui0+UZ-UZUT+UT-設ui

,當ui=<UT-時,

uo從-UZ+UZ這時,uo=-UZ,u+=UT-設初始值:

uo=+UZ,

u+=UT+設ui

,當ui=>UT+時,

uo從+UZ-UZEWB仿真同相滯回比較器電壓傳輸特性反相滯回比較器電壓傳輸特性從運放的反相輸入端輸入從運放的同相輸入端輸入例題：Rf=10k，R2=10k

，UZ=6V，UREF=10V。當輸入ui為如圖所示的波形時，畫出輸出uo的波形。上下限電壓：uoui08V2V傳輸特性+6V-6V2V8Vuiuo+6V-6Vuoui08V2V傳輸特性+6V-6V三、窗口電壓比較器

時,VO1=VO2=VOL，VO=0；由此畫出電壓傳輸特性如圖所示。電路有兩個參考電壓VRH和VRL，當＞VRH時，VO1=VOH，VO2=VOL，VO=VOH；當＜VRL時，VO1=VOL，VO2=VOH，VO=VOH；當

三態電壓比較器D2導，D1截，D2截，D1導，D2截，D1截，1.電路結構由滯回比較電路和RC定時電路構成上下限:8.6非正弦波發生電路一、方波（矩形波）發生器EWB仿真2.工作原理：(1)設uo

=

+UZ,

此時，uO給C充電,uc

，則：u+=UT+0tuo+UZ-UZucUT+0t一旦uc>UT+

,就有u->u+,uo

立即由＋UZ變成－UZ

。在uc<UT+

時，u-

<u+,

設uC初始值uC(0+)=0方波發生器uo保持+UZ不變+UZ此時，C向uO放電,再反向充電(2)當uo

=

-UZ時，u+=UT-uc達到UT-時，uo上跳。UT+uctUT-當uo

重新回到＋UZ

后，電路又進入另一個周期性的變化。-UZ0tuo+UZ-UZ0UT+uctUT-+UZuo0t

-UZT完整的波形：如何計算振蕩周期T？周期與頻率的計算：0UT+uctUT-

+UZ

-UZT1T2TT=T1+T2=2T2

uc(t)=UC()+UC(0+)-UC()e,=RC-tT2階段uc(t)的過渡過程方程為:令t=0t=T/2周期與頻率的計算：0UT+uctUT-

+UZ

-UZT1T2T令t=0t=T/2代如可推出:f=1/T3、占空比可調的方波發生器UZuo0t-UZ改變電位器RW

的滑動端，就改變了沖放電的時間，從而使方波的占空比可調。TkT可見：調節電位器可改變占空比，不可改變周期。二、三角波及鋸齒波信號發生器電路結構：遲滯比較器+反相積分器1.三角波發生器工作原理：對輸出有上下限電壓：EWB仿真若uo1=+UZ，uo2↓。當u02≤-UT時，uo1由+UZ翻轉為-UZ若uo1=-UZ，uo2↑。

當u02≥+UT時，uo1由-UZ翻轉為+UZ同相滯回波形圖0UT+uo2tUT-+UZuo10t

-UZT同相滯回當u02≤-UT時,uo1由+UZ翻轉為-UZ當u02≥+UT時,uo1由-UZ翻轉為+UZ若uo1=-UZ，uo2↑。若uo1=+UZ，uo2↓。波形圖振蕩周期：0UT+uo2tUT-+UZuo10t

-UZT振蕩頻率：

2.鋸齒波發生器改變積分器的正反向充電時間常數，從而改變占空比。uo1=+UZ，D截止，充電時間常數：R4C。uo1=-UZ，D導通，充電時間常數：(R6∥R4)C≈R6C。+UZuo10t

-UZR6＜＜R4