第九章波形的产生与变换

1、中国石油大学(华东)信息与控制工程学院电工电子学教学中心张勇2第第9 9章章 波形的产生与变换波形的产生与变换9.1 9.1 正弦波振荡器正弦波振荡器9.3 9.3 555555定时器及其应用定时器及其应用39.1 9.1 正弦波振荡器正弦波振荡器4AiUoU定义：放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定频率定义：放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定频率和幅值的交流信号的现象和幅值的交流信号的现象。iuoUAU FfUAiUoUfuoUAU fi:UU如果 FfU51 FAu FA即即：fuoUAU 由由：ouoUFAU 1u FAofUFU FfUAiUoU61u FA1 FAu F

2、A即即： n2 FA 1u FA72 2、起振及稳幅振荡的过程、起振及稳幅振荡的过程FfUAoU8FfUAoU93 3、正弦波振荡电路的组成、正弦波振荡电路的组成(1) (1) 放大电路放大电路: : 放大信号。放大信号。 (2) (2) 反馈网络反馈网络: : 必须是正反馈，反馈信号即是必须是正反馈，反馈信号即是 放大电路的输入信号放大电路的输入信号。 (3) (3) 选频网络选频网络: : 保证输出为单一频率的正弦波。保证输出为单一频率的正弦波。 (4) (4) 稳幅环节稳幅环节: : 使电路能从使电路能从 A Au uF F 1 1 ，过渡到，过渡到 A Au uF F =1 =1，从而

3、达到稳幅振荡。，从而达到稳幅振荡。109.1.2 RC9.1.2 RC正弦波振荡器正弦波振荡器u uf f+ +R R+ + +R R2 2R R1 1C C R RC Cu uO O + +11CRCRCRUUFof j1/j1j1/ RC1o R R+ + +R R2 2R R1 1 C C R RC Cu uO O + +u uf f+ + n2 FA 又放大电路是同相放大器又放大电路是同相放大器: :0A 0F )j(31oo （* *式）式）将将0F 代入代入* *式得式得31 Fo012fRC12 R R+ + +R R2 2R R1 1 C C R RC Cu uO O + +R

4、CRC桥式振荡器的振荡频率为桥式振荡器的振荡频率为RCfo 21 为了满足自激振荡的起振幅度条件为了满足自激振荡的起振幅度条件1 AF131 AAF3 A3112 RR122RR 起振条件起振条件稳定振荡稳定振荡122RR 13带稳幅环节的电路实例带稳幅环节的电路实例1 11415带稳幅环节的电路实例带稳幅环节的电路实例2 216179.3 5559.3 555定时器及其应用定时器及其应用18V VA AV VB BU UCCCC地地+ + +C1C1+ + +C2C2Q QQ Q5K5K5K5K5K5KT T5 5SR DR192/3 V2/3 VCCCC1/3 V1/3 VCCCC1 10

5、 00 01 11 11 12/3 2/3 V VCCCC1/3 2/3 2/3 V VCCCC1/3 1/3 V VCCCC2/3 1/3 1/3 V VCCCC2/3 2/3 V VCCCC1/3 1/3 V VCCCC0 00 0R RS SV V6 6V V2 2Q QT T1 1截止截止0 0导通导通保持保持保持保持不允许不允许V VA AV VB BV VCCCC地地+ + +C1C1+ + +C2C2Q QQ Q R RS S5K5K5K5K5K5KT T5 5DR205555554 48 85 56 62 27 71 13 3555555接地端接地端电源端电源端放电端放电端复位

6、端复位端电压控制端电压控制端21 VIC1/2 VIC+VICVAVBVCC地地+C1+C2QQ RS5K5K5KT5DR5脚不用时，要经0.01F电容接地，以防止干扰信号的引入。22 触发器触发器。在未加触。在未加触发脉冲前，电路处于稳定状态；在触发脉冲作用发脉冲前，电路处于稳定状态；在触发脉冲作用下，电路由稳定状态翻转为暂态，停留一段时间下，电路由稳定状态翻转为暂态，停留一段时间后，电路又自动返回稳定状态。后，电路又自动返回稳定状态。 暂态的长短，取决于电路的参数暂态的长短，取决于电路的参数，与触发与触发脉冲无关。脉冲无关。单稳态触发器一般用做定时、整形和延时。单稳态触发器一般用做定时、整

7、形和延时。23+V+VCCCC4 48 85 56 62 27 71 13 3. . . .0.010.01F Fu uC CC Cu ui iu uO OR R555555555555构成的单稳态电路构成的单稳态电路六七一搭六七一搭, ,上上R R下下C C电路处于稳定状态电路处于稳定状态: :u ui i接高电平接高电平, ,u uo o为为0;0;三极管处于导通状三极管处于导通状态态, ,电容两端的电压电容两端的电压为为0.0.u u6 6为低电平，为低电平，R R和和S S均为均为1 1，输出低，输出低电平是稳定的。电平是稳定的。V VA AV VB BV VCCCC地地+ + +C1

8、C1+ + +C2C2Q QQ Q R RS S5K5K5K5K5K5KT T5 5DR24u ui it tu uC Ct tu uO Ot t 暂态暂态t tp pt tp p= =RCRC ln3=1.1 ln3=1.1RCRC+U+UCCCC4 48 85 56 62 27 71 13 3. . . .0.010.01F Fu uC CC Cu ui iu uO O2/32/3U UCCCC因此暂稳态的长短因此暂稳态的长短取决于取决于RCRC时间常数时间常数R R由暂态分析可求得：由暂态分析可求得：V VA AV VB BV VCCCC地地+ + +C1C1+ + +C2C2Q QQ

9、Q R RS S5K5K5K5K5K5KT T5 5DR25uituCt+UCC48562713.0.01FuCCuiuO2/3UCCRuOt 暂态暂态tpu ui i的宽度不能的宽度不能大于大于t tp pV VA AV VB BV VCCCC地地+ + +C1C1+ + +C2C2Q QQ Q R RS S5K5K5K5K5K5KT T5 5DR26u ui it tu uB Bt tu uo ot tu uA At t& &u ui iu uB Bu uA Au uo o55555527短时用照明灯短时用照明灯4 48 81 16 62 23 35 57 7u uo ou ui iU U

10、CCCCS SR RC Cu ui it tu uo ot tt tp p28u uo o按一下按一下按钮按钮 S S未按未按0 0KAKA的线圈的线圈不通电不通电KA KA 的触点的触点断开断开灯灯灭灭1 1通电通电闭合闭合亮亮4 48 81 16 62 23 35 57 7u uO Ou ui iU UCCCCC CS SKAKAKAKAD D1 1D D2 2R R 294 48 81 16 62 23 35 57 7u uO Ou ui iU UCCCCC CS SKAKAKAKAD D1 1D D2 2R R 如果把如果把2端的输入电压换成人体感应的杂波端的输入电压换成人体感应的杂波

11、信号，则为书信号，则为书P15的触摸定时开关的触摸定时开关.304 48 85 56 62 27 71 13 3+U+UCCCCu uO O. .u uC C. . .C CR R1 1R R2 2314 48 85 56 62 27 71 13 3+V+VCCCCu uO O. .u uC C. . .C CR R1 1R R2 2t tp1p1t tp2p22/32/3U UCCCC1/31/3U UCCCC接通电源接通电源u uC Ct tO Ou uO Ot tO O充电充电放电放电V VA AV VB BV VCCCC地地+ + +C1C1+ + +C2C2Q QQ Q R RS S

12、5K5K5K5K5K5KT T5 5DR32. .u uC C. .+U+UCCCC4 48 87 76 62 21 13 3C CR R1 1R R2 25 5. . 水位正常情况下，电容水位正常情况下，电容C C被短接，扬声器不被短接，扬声器不发音；水位下降到探测器以下时，多谐振荡器开发音；水位下降到探测器以下时，多谐振荡器开始工作，扬声器发出报警。始工作，扬声器发出报警。+ +333 3、555555定时器构成的施密特触发器定时器构成的施密特触发器施密特触发器有两个稳定状态。施密特触发器有两个稳定状态。施密特触发器的符号施密特触发器的符号电压传输特性电压传输特性下限触下限触发电平发电平上

13、限触上限触发电平发电平回差特性是施密特触回差特性是施密特触发器的主要工作特点发器的主要工作特点UUU回差电压：回差电压：344 48 85 56 62 27 71 13 3+U+UCCCCu uO Ou ui i. .由由555555定时器构成定时器构成的施密特触发器的施密特触发器工作过程分析：工作过程分析：1;31, oCCiiuUuu1;3231 oCCiCCuUuU0;32 oCCiuUu0;32, oCCiiuUuu0;3231 oCCiCCuUuU1;31 oCCiuUu55555535CCUU32 CCUU31 CCUU31 48562713+UCCuOui.36ICUU ICUU21 ICUU21 48562713+UCCuOui.+UIC374 48 85 56 62 27 71 13 3+U+UCCCCu uO Ou ui i. .波形变换波形变换