第3章信号产生与变换电路的分析与制作1

1、信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章模拟电子技术的实践模拟电子技术的实践宁波职业技术学院吴志荣宁波职业技术学院吴志荣办公室联系电话：办公室联系电话：86894208邮箱：邮箱： 第第3章章 信号产生与变换电路的分析与制作信号产生与变换电路的分析与制作教学互动平台网：教学互动平台网：50:5481/信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章3.1 学习指南学习指南 3.2 信号产生与变换电路的分析信号产生与变换电路的分析 3.3 信号产生与变换电路的制作信号产生与变换电路的制作 3.4 项目实施效果的评价项目实施效果的评价 本章本章小结

2、小结信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章3.1 学习指南学习指南 本学习项目是信号产生与变换电路的分析与制作。本学本学习项目是信号产生与变换电路的分析与制作。本学习项目的载体是以集成运算放大器为核心器件的信号产生与习项目的载体是以集成运算放大器为核心器件的信号产生与变换电路，要学会对电路的分析，重点是理解集成运算放大变换电路，要学会对电路的分析，重点是理解集成运算放大器的特性及其分析方法，分析集成运算放大器的线性应用和器的特性及其分析方法，分析集成运算放大器的线性应用和非线性应用电路。在分析的基础上，再根据电路原理图制作非线性应用电路。在分析的基础上，再根据电路原理图制作成实际

3、的信号产生电路，并且通过调试测试、提出改进措施，成实际的信号产生电路，并且通过调试测试、提出改进措施，完善电路功能使之成为电子产品。完善电路功能使之成为电子产品。3.1.1 学习目标学习目标信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 本章学习目标是：本章学习目标是： （1）能清楚描述）能清楚描述LC、RC和石英晶体振荡电路的振荡过程和石英晶体振荡电路的振荡过程及工作原理，分析计算这些振荡电路的振荡频率。及工作原理，分析计算这些振荡电路的振荡频率。 （2）掌握集成运算放大器的型号、结构和特性。掌握集）掌握集成运算放大器的型号、结构和特性。掌握集成运放的典型应用。成运放的典型应用。 （3

4、）能够根据要求用集成运放构成信号波形变换电路，）能够根据要求用集成运放构成信号波形变换电路，会对输出波形的电压和频率进行调节。会对输出波形的电压和频率进行调节。 （4）能够从理论上进行分析高通、低通和带通滤波电路，）能够从理论上进行分析高通、低通和带通滤波电路，会用扫频仪等测试仪器进行测试通频带。会用扫频仪等测试仪器进行测试通频带。 （5）掌握电路制作技能，能够按照电路原理图，制作测）掌握电路制作技能，能够按照电路原理图，制作测试实用的信号产生和处理电路，并写出规范的实践测试报告。试实用的信号产生和处理电路，并写出规范的实践测试报告。 （6）能够根据信号源对信号频率、幅度及稳定性的要求，）能够

5、根据信号源对信号频率、幅度及稳定性的要求，选择合适的信号产生及处理电路。选择合适的信号产生及处理电路。信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章3.1.2 学习引导学习引导信号产生电路，又称信号发生电路。信号产生电路，又称信号发生电路。按信号的波形分：正弦波振荡电路和非正弦波振荡电路按信号的波形分：正弦波振荡电路和非正弦波振荡电路 非正弦波振荡电路又可分为方波振荡电路、三角波振荡非正弦波振荡电路又可分为方波振荡电路、三角波振荡电路、锯齿波振荡电路电路、锯齿波振荡电路 按电路产生振荡的元器件分，可分为按电路产生振荡的元器件分，可分为LC振荡电路、振荡电路、RC振荡电路、石英晶体振荡电路

6、等。振荡电路、石英晶体振荡电路等。信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 对交流信号进行处理的电路称为信号处理电路。这里讨对交流信号进行处理的电路称为信号处理电路。这里讨论的信号处理电路，仅涉及三种类型电路论的信号处理电路，仅涉及三种类型电路一是对信号的波形进行变换的波形变换电路一是对信号的波形进行变换的波形变换电路 二是对信号中的某些频率的信号进行提升或衰减，即通二是对信号中的某些频率的信号进行提升或衰减，即通常所说的音调控制电路常所说的音调控制电路 三是只让某一频带的信号通过，去除其它频段的信号电三是只让某一频带的信号通过，去除其它频段的信号电压，即通常所说的高通、低通和带通

7、滤波电路。压，即通常所说的高通、低通和带通滤波电路。信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章本学习项目的具体要求是：本学习项目的具体要求是：信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:14-May-2007Sheet of File:E:2007.2电子课程实践电路资料信号发生器电路信号发生器电路.DDBDrawn By:C1203C2203R15.1KD12CW3VD22CW3VR210KR45.1KR610MR710KC31043261874IC1OP-07+12-12R55.1

8、KR810KR95.1K3261874IC2OP-07+12-12R310KR102K3261874IC3OP-07+12-12D32CW3VD42CW3V方波输出正弦波输出三角波输出C410uF/25VC510uF/25VC6104C7104+12-12R111KW147KW247KPK1VCCPK2GNDPK3VSSPK4OUTPK7GNDRP12KC8103W347KPK5OUTPK6OUTJP1D51N4007D61N4007图图3.2.1 信号产生与变换电路原理图信号产生与变换电路原理图分 析 器 件和电路1信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章图图3.2.2 信号产生

9、与变换电路的制作信号产生与变换电路的制作 制作电路和测试信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 电路由三个电路模块组成：电路由三个电路模块组成：（1）电源模块。它是由二极管和电容组成的电路，主要）电源模块。它是由二极管和电容组成的电路，主要起到电源极性保护及对电源的滤波，即起过滤电源的干扰信起到电源极性保护及对电源的滤波，即起过滤电源的干扰信号作用。号作用。（2）文氏电桥振荡电路模块。它是由集成运放）文氏电桥振荡电路模块。它是由集成运放IC2及其及其外围元件组成的电路，主要产生频率可调的正弦波信号。外围元件组成的电路，主要产生频率可调的正弦波信号。（3）非正弦信号产及变换电路模块

10、。它是由集成运放）非正弦信号产及变换电路模块。它是由集成运放IC1、IC3及其外围元件组成的电路，主要产生频率可调的方及其外围元件组成的电路，主要产生频率可调的方波信号及通过积分电路把方波变换成三角波。波信号及通过积分电路把方波变换成三角波。信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 1.什么是振荡电路？什么是正弦波振荡电路？什么是振荡电路？什么是正弦波振荡电路？ 2.信号产生电路的作用是什么？对信号产生电路有哪些信号产生电路的作用是什么？对信号产生电路有哪些主要要求？主要要求？ 3.你知道振荡电路的主要性能指标有哪些吗？你知道振荡电路的主要性能指标有哪些吗？ 4.正弦波振荡电路由哪

11、几部分组成？各组成部分的作用正弦波振荡电路由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？产生正弦波振荡的条件是什么？是什么？产生正弦波振荡的条件是什么？思考与训练思考与训练信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章3.2 信号产生与变换电路的分析信号产生与变换电路的分析 如如图图3.2.1信号产生与变换电路原理图信号产生与变换电路原理图所示，其电路的所示，其电路的核心器件是集成运算放大器，简称为集成运放。核心器件是集成运算放大器，简称为集成运放。3.2.1 集成运算放大器及其线性应用电路集成运算放大器及其线性应用电路 介绍介绍1：集成运放的管脚排列与符号：集成运放的管脚排列与符号 （a）

12、（b） （c） （d） 图3.2.3 LM741集成运算放大器信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 运算放大器本质上是一个高电压增益、高输入电阻和低运算放大器本质上是一个高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的直接耦合多级放大电路，因它最初主要用于模拟输出电阻的直接耦合多级放大电路，因它最初主要用于模拟量的数学运算而得此名。量的数学运算而得此名。介绍介绍2：集成运放的性能参数：集成运放的性能参数 运算放大器要有直流电源才能工作，大多数集成运算运算放大器要有直流电源才能工作，大多数集成运算放大器需要两个直流电源供电，在放大器需要两个直流电源供电，在7和和4两个端子分别接到两个端子分别

13、接到正电源正电源VCC和负电源和负电源VEE，一般，一般VCCVEE。运算放大器。运算放大器的参考地就是两个电源的公共地端。的参考地就是两个电源的公共地端。 图3.2.4集成运算放大器等效电路信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 集成运放在进行动态分析的过程中，把集成运放用如图集成运放在进行动态分析的过程中，把集成运放用如图3.2.4所示的等效电路来表示，图中，所示的等效电路来表示，图中，Rid、Ro分别为运算放分别为运算放大器的差模输入电阻和输出电阻，大器的差模输入电阻和输出电阻， Aud则为开环差模电压放则为开环差模电压放大倍数，大倍数，u和和u分别为反相、同相端输入电压，

14、差模输入电分别为反相、同相端输入电压，差模输入电压压uiduu。在线性工作状态、输出端开路时，输出电。在线性工作状态、输出端开路时，输出电压压uoAuduid。图3.2.4集成运算放大器等效电路信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 （1）开环差模电压放大倍数）开环差模电压放大倍数Aod Aod是集成运放在开环时（无外加反馈时）输出电压与输入差模信号电压之比，常用分贝（dB）表示。 集成运放的主要技术参数集成运放的主要技术参数（2）输入失调电压）输入失调电压Uos及其温漂及其温漂dUosdt 若在输入端外加一个适当的补偿电压使输出电压为零，则外加的这个补偿电压称之为输入失调电压U

15、os。 Ios用来表征输入级差分对管的电流不对称所造成的影响，以IosIB1IB2表示。一般为1nA5A。（3）输入失调电流）输入失调电流Ios及其温漂及其温漂dios/dt信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 （5）差模输入电阻）差模输入电阻rid rid是集成运放两输入之间的动态电阻，以 riduidi1表示。 （6）输出电阻）输出电阻ro ro是集成运放开环工作时，从输出端向里看进去的等效电阻，其值越小，说明集成运放带负载的能力越强。 （7）共模抑制比）共模抑制比KCMR KCMR是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，即RCMRAodAoc，若以分贝表示，则 KCMR

16、=20lgAodAoc。 （4）输入偏置电流）输入偏置电流IB IB为常温下输入信号为零时两输入端静态电流的平均值，即 IB（IB1IB2）2，它是衡量差分对管输入电流绝对值大小的标志。信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 （8）最大差模输入电压）最大差模输入电压Uidm Uidm是指同相输入端和反相输入端之间所能承受的最大电压值。所加电压着超过Uidm则可能使输入级的三极管反向击穿而损坏。 （9）最大共模输入电压）最大共模输入电压Uicm Uicm集成运放在线性工作范围内所能承受的最大共模输入电压。若超过这个值，则集成运放会出现KCMR下降、失去差模放大能力等问题。高质量的可

17、达正负十几伏。 除了以上介绍的指标外，还有最大输出电压幅值、带宽、除了以上介绍的指标外，还有最大输出电压幅值、带宽、转换速率、电源电压抑制比等。转换速率、电源电压抑制比等。信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章集成运放特性指标集成运放特性指标信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 为了简化电路的分析，我们把集成运放进行理想化的处理。理想化条件是：（1）差模电压放大倍数无穷大：Aud（2）输入电阻无穷大：Rid（3）共模抑制比无穷大：KCMR（4）输出电阻为零：Ro0 根据上述理想化条件，我们可以推导得到，当集成运算放大器在闭环状态作线性应用时，只要集成运算放大器输出

18、电压uo为有限值，则输入差模电压uiduu就必趋于零，即介绍介绍3：集成运放的理想化处理方法：集成运放的理想化处理方法0udoAuuu信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章即 uu（相当于短路） 其次，由于差模输入电阻Rid趋于无穷大，因而流进集成运算放大器的电流也必然趋于零，即 ii0 （相当于断路）我们可以把集成运算放大器的两个输入端推导得到的结论称为“虚短”和“虚断”。这个结论只是指输入端差模输入电压为零，而不是输入真的短路；输入端电流趋近于零，而不是输入端真的断开。0udoAuuu信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 如果集成运放工作在开环状态，集成运放将

19、进入非线性区，此时对于理想的集成运放来说，输入电压u与u可以不等，输出电压uO非正饱和，即负饱和。也就是 uu时，uoUom uu时，uoUom而uu时是两种状态的转换点。 其次，输入电流为零，即 ii0可见，“虚断”在非线性区仍然成立。信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章注意：注意：由于集成电路制造工艺的制约，即使是同一型号的组件在性能上也存在一定的分散性。因此，在分析电路时，可以把它们当作是理想的，在实际对某一型号集成运放的使用前，必须再作测试，这样可以确认集成运放是否适合电路的需要。信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 介绍介绍4：集成运放的线性应用电路：

20、集成运放的线性应用电路 集成运放实际上是一个比较理想的高增益的直流放大器，与基本放大电路一样，电路可以处于放大状态或进入饱和截止状态，如图3.3.5所示。而根据集成运放的理想化条件，几乎不存在线性区，如图3.2.6所示。 图3.2.5 实际运放电压传输特性 图3.2.6 理想运放电压传输特性信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章（1）比例运算比例运算反相比例运算反相比例运算运算放大器在线性应用运算放大器在线性应用时同时存在虚短和虚断时同时存在虚短和虚断0 ii虚断虚断F 1 ii -0 uu虚地虚地fFORiu 1f11fFiofRRRiRiuuAu 为使两输入端对地直流电阻相等

21、：为使两输入端对地直流电阻相等：R2 = R1 / R f平衡电阻平衡电阻特点：特点：1. .为深度电压并联负反馈，为深度电压并联负反馈，Auf = Rf / R 12. 输入电阻较小输入电阻较小RifR ifR if = R13. uIC = 0，对，对 KCMR 的要求低的要求低u+ = u = 0虚地虚地信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 同相比例运算同相比例运算 I uuu F 1 ii ，fIO1IRuuRu I1fO)1(uRRu 1ff1RRAu Auf = 1跟随器跟随器当当 R1 = ，Rf = 0 时，时， 特点：特点：1. 为深度电压为深度电压串联串联负

22、反馈，负反馈，Auf = 1 + Rf /R12. 输入电阻大输入电阻大 R if = 3. ，对，对 KCMR 的要求高的要求高uIC = u iu+ = u = uI信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章（2）加法运算加法运算1）反相加法运算）反相加法运算R3 = R1 / R2 / RfiF i1 + i22I21I1fORuRuRu )(2I21I1fORuRuRu 若若 Rf = R1= R2 则则 uO = (uI1+ uI2)信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 R2 / R3 / R4 = R1/ Rf uRRu)1(1fO)/)(1(I24234

23、2I1432431fOuRRRRRuRRRRRRRu I242342I143243/uRRRRRuRRRRRu 若若 R2 = R3 = R4 ， Rf = 2R1 2）同相加法运算）同相加法运算信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章法法 1：利用叠加定理：利用叠加定理uI2 = 0 uI1 使：使：I11fO1uRRu uI1 = 0 uI2 使：使： uRRu)1(1fO22If1f1f2O)1(uRRRRRu 一般一般R1 = R 1； Rf = R fuO = uO1 + uO2 = Rf / R1( uI2 uI1 )法法 2：利用虚短、虚断：利用虚短、虚断f1fI1f

24、11ORRRuRRRuu f1fI2RRRuu uuo = Rf /R1( uI2 uI1 )减法运算实际是差分电路减法运算实际是差分电路（3）减法运算）减法运算信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章tuCiddI11 R2 = Rf 0 u虚地虚地foFRui F 1 ii 虚断虚断tuCRRiuddI1ffFO RfC1 = 时间常数时间常数微分电路输出电压微分电路输出电压:1）微分运算）微分运算 uItOuOtO （4）微分电路与积分电路的分析）微分电路与积分电路的分析信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章2）积分运算）积分运算1I1Rui tuCiddoF

25、=)0(d1oIf1CutuCRu 当当 uI = UI 时，时，f1IoCRtUu 设设 uC(0) = 0 时间常数时间常数 = R1Cf积分电路输出电压：积分电路输出电压：tuIOtuOO返回返回信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章微分运算电路条件： tp积分运算电路条件： tp输入矩形波：脉冲宽度tp 微分和积分电路常常用以实现波形变换。例如，微分电路可将方波电压变换为尖脉冲电压，积分电路可将方波电压变换为三角波电压，如图3.2.15所示。图（a）为微分电路的输出电压波形，图（b）为积分电路的输出电压波形。微分运算电路

26、条件：积分运算电路条件：图3.2.15 微分、积分电路用于波形变换1CRf1CRf信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章V1O1 UV320302O2 UV2.1)20/30301(30/203030/201 . 2O3 UV35. 3)20/30301(30/302030/305 . 3O4 UV35. 35.252.131O U课堂练习课堂练习1、求输出电压、求输出电压Uo信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章I112 )/1(uRR I221211I12o)1()1(uRRRRuRRu )I1I221)(1(uuRR 2、求输出电压、求输出电压uo返回返回信号

27、产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 1. 图3.2.11所示为同相输入加法运算电路，它是利用同相比例运算电路实现的。运用上述“虚短”和“虚断”分析方法，思考如何获得输出电压uO与输入电压uI1、uI2的关系。图3.2.11 同相输入加法运算电路图3.2.12 减法运算电路 2. 图3.2.12所示为减法运算电路，输入信号uI1和uI2分别加至反相输入端和同相输入端，这种形式的电路也称为差分运算电路。请同样运用“虚短”和“虚断”的分析方法，思考如何获得输出电压uO与输入电压uI1、uI2的关系。同时请尝试用叠加定理等线性电路的分析方法来分析此电路。看看能不能得到相同的结论。信号产生

28、与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章（1）反相比例运算）反相比例运算iouRRu1f（2）同相比例运算）同相比例运算I1fO)1(uRRu 回顾复习回顾复习信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章（3）反相加法运算）反相加法运算（4）同相加法运算）同相加法运算)(2I21I1fORuRuRu I2I1Ouuu若若 R2 = R3 = R4 ，Rf = 2R1 信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章tuCRuddI1fO时间常数时间常数 = RfC1微分电路输出电压微分电路输出电压:（5）微分运算）微分运算 uItOuOtOR2 = Rf（6）积分运算）积分运算

29、积分电路输出电压：积分电路输出电压：tuIOtuOOf1IoCRtUu 时间常数时间常数 = R1Cf信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章介绍介绍5：集成运放的非线性应用电路：集成运放的非线性应用电路 图3.6.9（a）即为一个过零比较器。同相端接地，输入信号经电阻R1接至反相端。图中DZ是双向稳压管。 图3.6.9 简单过零比较器 图3.6.10 简单过零比较器波形图（1）过零比较器）过零比较器信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章IREFuRRRURRRu212211REFIURRu21当 uI0时，u0，uOUZ当 uI0时，u0，uOUZ 可见，uI0处（

30、即uu处）是输出电压的转折点。其传输特性如图3.6.9（b）所示。显然，若输入正弦波，则输出为正负极性的矩形波。如图3.6.10所示。 在运放反相端另接一个固定的电压UREF，就成为图3.6.11（a）所示的电平检测比较器。 由叠加原理得 由前述知，uu（0）点为输出电压的过零点（正负输出的转折点），所以令上式等于零，可得信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章图3.6.11 电平检测比较器 令REFTURRu21UT为参考电压，则当 uiUT时，U0，uoUZ当 uiUT此时，U0，uoUZ 其传输特性如图3.6.11（b）所示。由图可见，当输入电压在参考电压UT附近有微小变化时

31、，输出电压即在正负最大值之间跃变。由此，该电路可用来检测输入信号的电平。信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 过零比较器非常灵敏，但其抗干扰能力较差。特别是当输入电压处于参考电压附近时，由于零漂或干扰，输出电压会在正负最大值之间来回变化，甚至会造成检测装置的误动作。为此，引入下面的迟滞比较器。 令UT为参考电压，则当 uiUT时，U0，uoUZ当 uiUT此时，U0，uoUZ 其传输特性如图3.6.11（b）所示。由图可见，当输入电压在参考电压UT附近有微小变化时，输出电压即在正负最大值之间跃变。由此，该电路可用来检测输入信号的电平。REFTURRu21信号产生与变换电路的分析

32、与制作21学时学时第第5章章 迟滞比较器（也叫滞回比较器），如图迟滞比较器（也叫滞回比较器），如图3.6.12（a）所示。）所示。它是从输出端引出一个反馈电阻到同相输入端，使同相输入它是从输出端引出一个反馈电阻到同相输入端，使同相输入端电位随输出电压而变，达到移动过零点的目的。端电位随输出电压而变，达到移动过零点的目的。 图3.6.12 迟滞比较器（2）迟滞比较器）迟滞比较器 信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章TOMfUURRRu22TOMfUURRRu)(22 当输出电压为正最大UOM时，同相端电压为 只要uIUT，输出总是UOM。一旦uI从小于UT加大到刚大于UT，输出电

33、压立即从UOM变为UOM。 此后，当输出为UOM时，同相端电压为只要uIUT，输出总是UOM。一旦uI从大于UT减小到刚刚小于UT，输出电压立即从UOM变为UOM。 可见，输出电压从正变负，又从负变正，其参考电压可见，输出电压从正变负，又从负变正，其参考电压UT，与，与UT是不是不同的两个值。这就使比较器具有迟滞特性，传输特性具有迟滞回线的形状，同的两个值。这就使比较器具有迟滞特性，传输特性具有迟滞回线的形状，如图如图3.6.12（b）所示。两个参考电压之差）所示。两个参考电压之差UT（UT）称为）称为“回差回差”。信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章图3.6.13 矩形波发生

34、器 （3）矩形波发生器）矩形波发生器 集成运放还可以作正弦波、矩形波、三角波、锯齿波等波形发生器。这里仅介绍两种波形发生器。信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 图3.6.13（a）为矩形波发生器，它由迟滞比较器与RC充放电回路组成。双向稳压管DZ使输出电压幅度限制在其稳压值UZ之内。R1和R2组成正反馈电路，Rf和C组成负反馈电路，R3为限流电阻。 接入电源后，由于正反馈的作用，输出电压将迅速达到饱和值UZ，因此，运放同相端的电位（即比较器的参考电压）为ZRTURRRuU2122 。电容两端电压uC是加到反相端的电压，uC与UT相比较的结果决定着输出电压uO的极性。信号产生与

35、变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 时，输出电压突然由UZ变为UZ。相应地，uR2也变为负值，即ZORTURRRuRRRuU2122122ZRURRRu2122ZRURRRu2122 设电路某时输出达到uOUZ，则此时uCuR2，uO经Rf向C充电，使uC按指数规律上升。在C充电期间，只要uCuR2，输出电压就维持UZ不变。当uC升到略大于信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章ZRURRRu2122ZURRR212ZURRR212ZURRR212ZURRR212因uO变为负值，电容C将通过Rf放电，使uC按指数规律下降。在放电期间，只要uCuR2，输出电压就维持UZ不变。

36、直到C被反充电至uC略低于 时，输出电压便突然由UZ变为UZ。此后，电容又要正向充电。如此，周期性的变化下去。电容不断地充电、放电，其端电压uC在与之间变化。当uC充电到 时，比较器输出发生负跳变，从UZ变为UZ；而当uC反向充电到 时，比较器输出发生正跳变，从UZ变为UZ。因此，电容电压uC为三角形波，而比较器输出uO为矩形波，如图3.6.13（b）所示。信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章图3.6.14 三角波发生器（4）三角波发生器）三角波发生器 三角波发生器如图3.6.14（a）所示。它是由迟滞比较器A1和反相积分器A2构成。比较器的输入信号就是积分器的输出电压uO，而

37、比较器的输出信号加到积分器的输入端。比较器产生方波，积分器产生三角波。信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章 由叠加原理可得同相端的输入电压为OffOfuRRRuRRRU2122式中，uO1为比较器的输出电压，其值等于双向稳压管的稳压值UZ。由上式可见，u既受比较器输出电压的影响，又受积分器输出电压的影响。当uO1UZ时，积分器的输入电压为正值，其输出电压uO随时间线性下降，同时使u亦下降。当u由正值过零变负时，比较器A1翻转，其输出电压uO1由UZ迅速跃变为UZ。此时积分器的输出电压也降至最低点。信号产生与变换电路的分析与制作21学时学时第第5章章ZfURR2CRRRTf324 此后，由于积分器的输入电压为负值（UZ），其输出电压uO随时间线性上升，同时使u亦上升。当u由负值过零变正时，比较器也翻转，其输出电压uO由UZ迅速跃变为UZ。此时积分器的输出电压也升至最高点。 此后，由uO1UZ，又重复前述过程。如此周期性地变化下去。这样，在比较器的输出端产生矩形波，积分器的输出端产生三角波，如图3.6.14（b）所示。矩形波的幅值为UZ，三角波的幅值为 。 可以证明，三角波的周期为 由上式可知，改变由上式可知，改变R2与与Rf之比值或之比值或RC充、放电电路的时充、放电电路的时间常数，就可改