ch7ch8小结及作业解析2.ppt

已知uI1= 4V ，uI2=1V 。(1)当开关S闭合时，分别求A、B、C、D 和uO的电位；(2)设t =0时S 打开，问经过多长时间uO= 0 ?,解：(1) A1、A2都工作在同相比例运算状态(电压跟随器),三个R同一电流,当开关S 闭合时，A3输出u03=0(等同接地)， A4实现同相比例运算,(2) t =0时S 打开，A3为积分电路,A4输出要利用叠加原理求解,令上式为零，求出,第八章 波形发生,模拟电子技术基础,方波（矩形波） 三角波 锯齿波,8.1 正弦波振荡电路（实质：正反馈的应用）,原理,条件,启振,稳幅,RC串并联选频网络,RC桥式正弦波振荡电路,当f0较高时，应选用LC正弦波振荡电路。,8.2 电压比较器（实质：开环放大或正反馈的应用）,单限比较器、滞回比较器及窗口比较器。,8.3 非正弦波发生电路,8.1.1 正反馈产生自激振荡的原理,8.1 正弦波振荡电路,条件：,振幅条件：,选频网络：把fo分量的正弦波选出，而其他频率分量迅速衰减掉。,起振：|AF|1，且A+ F =2n。,稳幅：达到需要的幅值后，将参数调整为AF=1。,8.1.2 RC正弦波振荡电路,一、RC串并联选频网络,f=f0，F为1/3且相移为0,f0=1/(2RC),为RC串并联选频网络匹配一个输出电压与输入电压同相且放大倍数为3的放大电路就可构成正弦波振荡电路。考虑到起振，电压放大倍数应略大于3。,幅频特性,相频特性,二、RC桥式正弦波振荡电路,由RC串并联选频网络和同相比例运算电路构成。电路仅对频率为f0的正弦波信号放大,而对其它频率信号迅速衰减为0，故输出为f=f0的正弦波。,8.1.3 LC振荡电路,当f0较高时，应选用LC正弦波振荡电路。,通用型集成运放的上限截止频率太低，所以一般用分离元件组成放大电路。,选频网络多采用LC并联网络,信号频率较低时容抗大,网络呈感性；信号频率较高时感抗大, 网络呈容性；当f=f0时,网络呈纯阻性。,f=f0时电抗最大且无相移,而对其余频率电抗不但迅速减小且有相移,电路具有选频特性。若电路引入正反馈,并能用反馈电压取代输入电压,则电路就成为正弦波振荡电路。,频率特性图：电抗Z是频率的函数,Q值愈大曲线愈陡，选频特性愈好。,8.3.3 三点式LC振荡电路,三点相位关系：若中间点交流接地，则首端与尾端相位相反；若首端或尾端交流接地，则其他两端相位相同。,8.3.4 石英晶体振荡电路（晶振）,f,(6)另外一种情况：如果没有指明是理想运放，则集成运放的输入信号乘以放大倍数只要没超过上下平台，那也是工作在线性区的。,选择合适答案填入空内。 A.容性 B.阻性 C.感性 (1)LC并联网络在谐振时呈( B )；在信号频率大于谐振频率时呈( A )；在信号频率小于谐振频率时呈( C )。 (2)当信号频率等于石英晶体的串联谐振频率或并联谐振频率时，石英晶体呈( B )；当信号频率在石英晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间时，石英晶体呈 ( C )；其余情况下，石英晶体呈( A )。 (3)信号频率f=fo时，RC串并联网络呈( B )。,电路如图示，试求解：(1)RW的下限值；(2)振荡频率的调节范围。,解：(1)根据起振条件,故Rw 的下限值为2,。,(2)振荡频率的最大值和最小值分别为,8.2 电压比较器,8.2.1概述 电压传输特性三要素：输出电压的高低电平、阈值电压、输出电压的跃变方向,阈值电压UT：定性而言比较器输出电压由一种状态跳变为另一种状态所对应的输入电压，定量而言实现uP=uN的输入电压uI数值。,8.2.2单限比较器,一、过零比较器,UT就是0,二、单限比较器,单限比较器作用：检测输入信号是否达到某一给定电平。,缺点：抗干扰能力差。,u0在uI过UT时的跃变方向决定于作用于集成运放哪个输入端。当uI从反向输入端输入时，uIUT时u0=U0L；反之，结论相反。,8.2.3 滞回(迟滞)比较器,一. 反相输入端输入的滞回比较器,阈值电压,二. 加了参考电压的滞回比较器,第一项是平移项(决定平移距离),uI在-UT与+UT之间增加或减小, uO不发生变化抗干扰！,参考电压 URH URL,在输入电压单一方向变化时，输出电压跃变二次，因而能检测出输入电压是否在二个电压之间。,8.2.4 窗口比较器,电阻R1、R2和稳压管Dz构成限幅电路,一、电路结构,8.3.1 方波(矩形波)发生器,8.3 非正弦波发生电路,下行滞回比较器，输出经上行RC电路到反相输入端(无外接输入信号，故非微分运算电路)。集成运放的输入电压变化依靠电容压降变化，即UN充当uI的角色，由此可判断二个阈值电压UT。,试求出图所各电路的电压传输特性。,(a) (b),图(a)所示电路为同相输入的过零比较器；图(b)所示电路为同相输入的滞回比较器，两个阈值电压为UT =UZ。,为使电压比较器的输出电压不是高电平就是低电平，就应在其电路中使集成运放不是工作在开环状态，就是仅仅引入正反馈。 ( ),(2)如果一个滞回比较器的两个阈值电压和一个窗口比较器的相同，那么当它们的输入电压相同时，它们的输出电压波形也相同。( ),(3)输入电压在单调变化的过程中，单限比较器和滞回比较器的输出电压均只跃变一次。( ),(4)单限比较器比滞回比较器抗干扰能力强，而滞回比较器比单限比较器灵敏度高。( ),判断下列说法是否正确。,右图输出电压高低电平由负反馈电路决定，故集成运放并非一定要工作在非线性区。,分别求解图示各电路的电压传输特性。,(a) (b),单限比较器,过零比较器,稳压二极管:一种面接触型硅晶体二极管,(c) (d),反相输入的滞回比较器,同相输入的滞回比较器,(e),若uI低于-3V，A1输出u01为+UOM(VD1截止)，A2输出uo2为-UOM(VD2导通)，uO为-UZ (相对于5V，-5V的电位优先使VD2导通) 。,若uI高于3V，A1输出u01为-UOM(VD1导通)，A2输出uo2为+UOM(VD2截止)， uO为-UZ(相对于5V，-5V的电位优先使VD1导通)。,当URLuIURH，u01、u02均为+UOM(VD1、VD2均截止)，此时电路对外体现的是直流通道，故uO为5V。,窗口比较器(分别考虑-UOM对地、+VCC对地这二种情况对uO的作用),uO可能值：5V、-5V （由稳压管特性决定）,图示电路为方波发生电路，试找出图中的三个错误，并改正,解：图示电路中有三处错误：(1)集成运放“+”、“”接反；( 2 ) R、C 位置接反；(3)输出限幅电路无限流电阻。,下行的滞回比较器，输出经上行的RC电路再输入到此比较器的反相输入端。,(7-21),uo,三角波的周期由方波发生器确定，其幅值由周期T和参数R、C决定。,8.3.2 三角波发生器,电路一,存在RC电路和积分电路二个延迟环节，可考虑合二为一,电路二：电路一的改型,由同相滞回比较器和反相积分器级联构成，互为输入输出关系。,8.3.3 锯齿波发生器,改变三角波发生器中积分电路的充放电时间常数，使放电的时间常数为0，即把三角波发生器转换成了锯齿波发生器。,(7-24),如图所示。 (1)分别说明A1和A2各构成哪种基本电路；(2)求出A1的阈值电压,并画出uO1与uO的关系曲线uO1=f(uO)；(3)求出uO与uO1的运算关系式uO=f(uO1)；(4)