信号的处理与信号产生电路old

1、1第第9章章 信号的处理信号的处理与信号产生电路与信号产生电路模拟电子技术模拟电子技术授课人：庄友谊授课人：庄友谊2本章内容简介本章主要讨论4种电路1. 有源滤波器用途：信号处理、数据传输、抑制噪声等信号处理、数据传输、抑制噪声等2. 正弦波振荡电路用途：通讯、广播、电视中用高频信号振荡器产通讯、广播、电视中用高频信号振荡器产生载波。工业、农业、生物医学等领域都需要功生载波。工业、农业、生物医学等领域都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。率或大或小、频率或高或低的振荡器。3. 非正弦波产生电路用途：信号发生器信号发生器4. 电压比较器用途：波形产生电路，测控系统和电子仪器中波形产生电路，测

2、控系统和电子仪器中3第第9 9章章 信号的处理与信号产生电路信号的处理与信号产生电路9.1 滤波电路的基本概念与分类滤波电路的基本概念与分类9.2 一阶有源滤波器一阶有源滤波器9.3 高阶有源滤波器高阶有源滤波器9.4 开关电容滤波器开关电容滤波器9.5 正弦振荡电路的振荡条件正弦振荡电路的振荡条件9.6 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路9.7 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路9.8 非正弦信号产生电路非正弦信号产生电路章节内容章节内容要求要求了解了解( (自学自学) )理解理解了解了解掌握掌握掌握掌握掌握掌握理解理解理解理解( (难点难点) )( (重点重点) )( (重点，难点重点，难点)

3、 )重点与难点重点与难点( (重点重点) ) 9.1 滤波电路的基本概念与分类滤波电路的基本概念与分类一、一、 基本概念：基本概念：滤波电路： 使有用频率信号通过而抑制无用频率信号的电子装置。使有用频率信号通过而抑制无用频率信号的电子装置。工程应用： 信号处理、数据传输、抑制噪声等信号处理、数据传输、抑制噪声等一般结构图：)j (iU)j (oU滤波滤波器器传递函数：ioioioUUUUT)j ()j ()j (ioUUT)j (幅频特性幅频特性io)(相频特性相频特性js 说明： 对线性时不变网络对线性时不变网络：5二、滤波电路的分类二、滤波电路的分类1. 按信号性质分类按信号性质分类3.

4、按电路功能分类按电路功能分类: 低通滤波器；高通滤波器；低通滤波器；高通滤波器；带通滤波器；带阻滤波器带通滤波器；带阻滤波器2. 按所用元件分类按所用元件分类模拟滤波器和数字滤波器模拟滤波器和数字滤波器无源滤波器和有源滤波器无源滤波器和有源滤波器4. 按阶数分类按阶数分类: 一阶，二阶一阶，二阶 (二阶及其以上的常称为高阶二阶及其以上的常称为高阶)6ioUU低通低通高通高通带通带通带阻带阻四种典型的频率特性四种典型的频率特性ioUUioUUioUU7RUUioj1j1RCj11oj11)1(RCo复习：复习：无源滤波器的特点无源滤波器的特点（以一阶无源滤波器为例）（以一阶无源滤波器为例）传递函

5、数：传递函数：RCRiUoU9.2 一阶有源滤波器一阶有源滤波器8ojTj11)(2)(11)j (oT1. 带负载能力差。带负载能力差。2. 无放大作用。无放大作用。3. 特性不理想，边沿不陡。特性不理想，边沿不陡。截止频率处：截止频率处：21ioUUioUU01 0.707o截止频率截止频率此电路的缺点：此电路的缺点：9将两级一阶低通滤波器串接将两级一阶低通滤波器串接)j ()j ()j (21TTT？)j ()j ()j (21TTT各级互相影响！各级互相影响！RCRCR10oFURRRU11iUCRCUj1j1iUCj11UUCRRUUFioj11)1 (1一阶有源低通滤波器一阶有源低

6、通滤波器传递函数中出现传递函数中出现 的一次项，故称为的一次项，故称为一阶滤波器一阶滤波器。RR1RFC+-+iUoU1121)(11)1 (oFioRRUU)1(RCooargtg幅频特性：幅频特性：相频特性：相频特性： 90RCo1max21T T maxT1221)(11)1 (oFioRRUU)1 (1RRUUFio有放大作用有放大作用21)1 (1RRUUFio3. 运放输出，带负载能力强。运放输出，带负载能力强。幅频特性与一阶幅频特性与一阶无源低通滤波器无源低通滤波器类似类似电路的特点：电路的特点：2. = o 时时1. =0 时时13有源滤波器的优点：有源滤波器的优点：1. 不使

7、用电感元件，体积小重量轻。不使用电感元件，体积小重量轻。2. 有源滤波电路中可加电压串联负反馈，使输入有源滤波电路中可加电压串联负反馈，使输入电阻高、输出电阻低，输入输出之间具有良好电阻高、输出电阻低，输入输出之间具有良好的隔离。只需把几个低阶滤波电路串起来就可的隔离。只需把几个低阶滤波电路串起来就可构成高阶滤波电路，无需考虑级间影响。构成高阶滤波电路，无需考虑级间影响。3. 除滤波外，还可放大信号，放大倍数容易调节。除滤波外，还可放大信号，放大倍数容易调节。14有源滤波器的缺点：有源滤波器的缺点：1. 不宜用于高频。不宜用于高频。2. 不宜在高电压、大电流情况下使用。不宜在高电压、大电流情况

8、下使用。3. 可靠性较差。可靠性较差。4. 使用时需外接直流电源。使用时需外接直流电源。URRUAUFFo11CUURUURUUoPPPij1PPURCUCRCUj11j1j1解出：解出：ooFioAUU2j)(12)3(21FARCo1其中：其中：RR1RFC+-+iUoUCRP 9.3 高阶有源滤波器高阶有源滤波器传递函数中出现传递函数中出现 的二次项，故称为的二次项，故称为二阶滤波器二阶滤波器。9.3.1 有源低通滤波器有源低通滤波器ioUU02121 o3dBP21221oP2222)(1ooFioAUU)3/(12/ 1FAQ等效品质因数等效品质因数17R1= 时：时：AF=1ooF

9、ioAUU2j)(122)(11oioUU21ioUU = o时：时：RC+-+iUoUCRPRR1RFC+-+iU1oURR1RFC+-+oUCRRUUTFioj11)1 ()j (111CRRUUTFooj11)1 ()j (11222121)j1 (1)1 ()j ()j ()j (CRRUUTTTFio由低阶有源滤波器构成高阶有源滤波器由低阶有源滤波器构成高阶有源滤波器例：例：两个一阶有源滤波器串接构成二阶有源滤波器。两个一阶有源滤波器串接构成二阶有源滤波器。分析分析简单简单19一阶低通和二阶低通一阶低通和二阶低通幅频特性曲线幅频特性曲线的区别：的区别：-3dBAF理想低通理想低通一阶

10、低通一阶低通二阶低通二阶低通阶数越高，阶数越高，幅频特性曲线幅频特性曲线越接近理想滤波器。越接近理想滤波器。oioUU020如何组成一阶有源高通滤波器？将低通滤波器中的将低通滤波器中的R、C 对调，低通对调，低通滤波器就变成了高通滤波器。滤波器就变成了高通滤波器。RCR1RF+-+iUoU低通滤波器低通滤波器R1RF+-+iUoU高通滤波器高通滤波器R9.3.2 有源高通滤波器有源高通滤波器21一阶有源高通滤波器的传递函数一阶有源高通滤波器的传递函数oFURRRU11UUiUCRRUj1iURC1j11RCRRUUFio1j11)1 (1R1RF+-+iUoU高通滤波器高通滤波器R22RCRR

11、UUFio1j11)1 (12111)1 (oFioRRUU幅频特性：幅频特性：ioUU0 o707. 011RRF11RRF试画出二阶有源高通滤波器的电路试画出二阶有源高通滤波器的电路二阶有源高通滤波器二阶有源高通滤波器求出二阶有源高通滤波器的传递函数，并粗略画出求出二阶有源高通滤波器的传递函数，并粗略画出它的幅频特性它的幅频特性02020022011)(QjAsQsAsAVFVF传递函数传递函数RR1RFC+-+iUoUCRP幅频特性幅频特性2020111)(lg20QAjAVF9.3.3 有源带通滤波器有源带通滤波器怎样组成有源带通滤波电路？电路组成原理低低 通通高高 通通ioUUioU

12、UioUU组成电路例子26提问提问：据你所知，在那些地方要用到波形产生电：据你所知，在那些地方要用到波形产生电路路,请列举请列举23个地方。个地方。信号发生器信号发生器广播、电视、通讯系统中的载波广播、电视、通讯系统中的载波高频感应加热高频感应加热超声波焊接超声波焊接核磁共振成像核磁共振成像等等等等27如果：如果：,ifXX则去掉则去掉,iX仍有信号输出。仍有信号输出。基本放大基本放大电路电路Ao反馈电路反馈电路FdXoXfX 反馈信号代替了放反馈信号代替了放大电路的输入信号大电路的输入信号, ,产生产生了自激振荡了自激振荡基本放大基本放大电路电路Ao反馈电路反馈电路FiX+ +dXoXfX9

13、.5 正弦振荡电路的振荡条件正弦振荡电路的振荡条件fidXXX28自激振荡条件的推导自激振荡条件的推导fidofdooXXXXFXXAX+=FAAXXAooioF1=基本放大基本放大电路电路Ao反馈电路反馈电路FiX+ +dXoXfX29FAo=1自激振荡的条件自激振荡的条件基本放大基本放大电路电路Ao反馈电路反馈电路FdXoXfXoffdXFXXX=,=oodooXFAXAX=30FAAAooF1=如果：如果：FoAFA:01则正反馈足够强正反馈足够强,输入信号为输入信号为 0 时仍有信号输出，时仍有信号输出，这就是产生了自激振荡。这就是产生了自激振荡。)()(FA、要获得正弦自激振荡要获得

14、正弦自激振荡,反馈回路中必须有选频电路。反馈回路中必须有选频电路。提问：提问：要获得正弦自激振荡，还要加什么电路？要获得正弦自激振荡，还要加什么电路？考虑到频率响应，将放大倍数和反馈系数写成：考虑到频率响应，将放大倍数和反馈系数写成：31自激振荡的条件：自激振荡的条件：1=)()(FA因为：因为：AAA|)(FFF|)(所以，自激振荡条件也可以写成：所以，自激振荡条件也可以写成：（1 1）振幅平衡条件：）振幅平衡条件：1=|FA（2 2）相位平衡条件：）相位平衡条件：nFA2n是整数是整数相位平衡条件相位平衡条件意味着振荡电路必须是正反馈；意味着振荡电路必须是正反馈；振幅平衡条件振幅平衡条件可

15、以通过调整放大电路的放大倍数达到。可以通过调整放大电路的放大倍数达到。32问题问题1 1：如何起振？如何起振？Uo 是振荡器的电压输出幅度，是振荡器的电压输出幅度，B是要求输出的幅是要求输出的幅度。起振时度。起振时Uo=0，达到稳定振荡时，达到稳定振荡时Uo=B。放大电路中存在噪声即瞬态扰动，这些扰动可分放大电路中存在噪声即瞬态扰动，这些扰动可分解为各种频率的分量，其中也包括有解为各种频率的分量，其中也包括有fo分量。分量。选频网络：选频网络：把把fo分量选出，把其他频率的分量分量选出，把其他频率的分量衰减掉。这时，只要：衰减掉。这时，只要：|AF|1，且，且 A+ B =2n ，即可起振。即

16、可起振。起振条件起振条件33问题问题2 2：如何稳幅？如何稳幅？起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这时若时若|AF|仍大于仍大于1，则输出将会饱和失真。，则输出将会饱和失真。 达到需要的幅值后，将参数调整为达到需要的幅值后，将参数调整为AF=1，即可稳幅。，即可稳幅。具体方法将在后面具体电路中介绍。具体方法将在后面具体电路中介绍。起振并能稳定振荡的条件：起振并能稳定振荡的条件：11=1AFBUAFBUAFBUooo时时，时时，时时，34起振条件和稳幅原理振荡建立与振荡建立与稳定过程图稳定过程图1|FA起振条件起振条件：结果：产生增幅振荡结果：产生增幅

17、振荡（略大于）1、被动：器件非线性、被动：器件非线性2、主动：在反馈网络中加入非线性稳幅、主动：在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以环节，用以调节调节放大电路的放大电路的增益增益稳幅：稳幅：35振荡电路的基本组成：振荡电路的基本组成：放大电路、反馈网络、选频环节、稳幅环节。放大电路、反馈网络、选频环节、稳幅环节。选频网络：选频网络：RC正弦波振荡器正弦波振荡器低频（低频（1MHz）369.6 RC振荡电路振荡电路 用用RC 电路构成选频网络的振荡电路即所谓的电路构成选频网络的振荡电路即所谓的 RC振荡电路，可选用的振荡电路，可选用的 RC 选频网络有多种，这选频网络有多种，这里只介绍里只介绍文

18、氏桥选频电路文氏桥选频电路。R1C1R2C2iUoU一、选频电路一、选频电路:37)1( j)1 (112211221CRCRCCRRUUio1221212CRfCRfoo时，相移为时，相移为0 0。R1C1R2C2iUoU38212121CCRRfo如果：如果：R1=R2=R，C1=C2=C，则：，则：RCfo21)( j31ffffUUooio)(31arctgffffoo22)(31ffffUUooio传递函数：传递函数：相频特性：相频特性：幅频特性：幅频特性：fofioUU31+90 90 f039RC串并联网络的频率特性曲线串并联网络的频率特性曲线40二、用运放组成的二、用运放组成的

19、RC振荡器振荡器0A所以，要满足相位所以，要满足相位条件，只有在条件，只有在 fo 处处0F因为：因为：1AF122RR uo_+ + R2RCRCR1121RRA31112FRRA41能自行启动的电路（能自行启动的电路（1）uotRtuo半导体半导体热敏电阻热敏电阻起振时，起振时，RT略大于略大于2R1，使使|AF|1，以便起振；，以便起振；_+ + RTRCRCR1t uo起振后，起振后，uo逐渐增大逐渐增大则则RT逐渐减小，使得输出逐渐减小，使得输出uo为某值时，为某值时，|AF|=1，从而稳幅。从而稳幅。A42能自行启动的电路（能自行启动的电路（2 2）R22为一小电阻，为一小电阻，使

20、使(R21+R22)略大于略大于2R1，|AF|1，以，以便起振；便起振；_+ + R21RCCR1R22D1D2随着随着uo的增加，的增加，R22逐逐渐被短接，渐被短接，A自动下自动下降到使降到使|AF|=1，使得，使得输出输出uo稳定在某值。稳定在某值。43 稳幅原理稳幅原理 当当v0幅值很小时，幅值很小时， D1、D2接近开路，接近开路，R3=2.7K。3 . 3/1132RRRRAV 当当v0幅值较大时，幅值较大时， D1或或D2导通，导通，R3减小，减小，AV下降。下降。44估算输出电压估算输出电压V0m (VD=0.6V)31 . 5/1 . 51 . 93KKRKAV稳幅时：KR

21、1 . 13IKVI1 . 16 . 0KKKVm1 . 91 . 51 . 10KKKVKVm1 . 91 . 51 . 16 . 03 .150V35. 845若若R2短路时短路时(4) 若若R2开路时，输出电压开路时，输出电压V0的波形的波形AV3，电路停振，电路停振，输出电压输出电压V0的波形为的波形为1132/ RRRRAV输出频率的调整：输出频率的调整：RCfo21通过调整通过调整R或或/和和C来调整频率。来调整频率。_+ + RFuoRCCRKKR1R1R2R2R3R3C：双联可调电：双联可调电容，改变容，改变C，用于细调振用于细调振荡频率。荡频率。K：双联波段开：双联波段开关，

22、切换关，切换R，用于粗调振用于粗调振荡频率。荡频率。47电子琴的振荡电路电路：电子琴的振荡电路电路：2121RRCfo_+ + RF1uoR1CCRD1D1RF2R28R27R26R25R24R23R22R21三、用分立元件组成的三、用分立元件组成的RC振荡器振荡器RCRC+UCCR1C2C3R3R2RE2C1RC2T1RE1CET2RC1RF+ube RC网络正反馈，网络正反馈，RF、RE1组成负反馈，调整到合组成负反馈，调整到合适的参数则可产生振荡。适的参数则可产生振荡。49三、三、RC移相式正弦拨振荡器移相式正弦拨振荡器1 、超前型、超前型:ViVoCR0111111jRCjCjRRvv

23、iOoRC900)arctan(100502 、滞后型、滞后型0+11=+11=1+1=jRCjCjRCjvviOViVoCRooRC090)arctan(100513 、电路电路ViRf Rp R1VoRRRCCC放大器放大器:A =1800三级三级RC网络网络: 00 F 1，所以，所以 ICILIS 谐振时回路电流比总电流大的多，外界对谐振回谐振时回路电流比总电流大的多，外界对谐振回路的影响可以忽略！路的影响可以忽略！55569.7.2 变压器反馈式变压器反馈式LC振荡电路振荡电路 工作原理：工作原理：三极管共射放大器。三极管共射放大器。利用互感线圈的同名端：利用互感线圈的同名端：180

24、A180F360AA 满足相位条件。满足相位条件。振荡频率振荡频率:LCf210判断是否是正反馈判断是否是正反馈:用用瞬时极性法瞬时极性法判断判断57VCCRb1ReRb2C1CeMLCcbeTvo(+)(-)(+)(+)VCCRb1ReRb2C1MLCcbeT(+)(+)(+)(+)LC正弦波振荡器举例正弦波振荡器举例反馈反馈满足相位平衡条件满足相位平衡条件满足相位平衡条件满足相位平衡条件反馈反馈58+ 正反馈正反馈 LC正弦波振荡器举例正弦波振荡器举例振荡频率振荡频率:+UCCCC1LLCf210uo满足相位平衡条件满足相位平衡条件59+ 例例1：正反馈正反馈+UCCCC1C2频率由频率由

25、LC谐振网络决定。谐振网络决定。6061仍然由仍然由LC并联谐振电路构成选频网络并联谐振电路构成选频网络A. 若中间点交流接地，则首端与尾端若中间点交流接地，则首端与尾端 相位相反。相位相反。9.7.3 三点式三点式LC振荡电路振荡电路原理：原理：C1C2首端首端尾端尾端中间端中间端L电容三点式电容三点式C首端首端尾端尾端中间端中间端L1L2电感三点式电感三点式中间端的瞬时电位一定在首、尾端电中间端的瞬时电位一定在首、尾端电位之间。位之间。三点的相位关系三点的相位关系B. 若首端或尾端交流接地，则其他两若首端或尾端交流接地，则其他两 端相位相同。端相位相同。621.电感三点式电感三点式LC振荡

26、电路振荡电路(Hartley振荡电路振荡电路)振荡频率：振荡频率：CMLLLCf)2(2121210632. 电容三点式电容三点式LC振荡电路振荡电路(Colpitts振荡电路振荡电路)振荡频率：振荡频率：212102121CCCCLLCf64例例：试判断下图所示三点式振荡电路是否满足相位平衡条件。：试判断下图所示三点式振荡电路是否满足相位平衡条件。65例：例：正反馈正反馈频率由频率由C 、 L1 、 L2谐振谐振网络决定。网络决定。+UCCCC1L1L2C2uL1uL2uC设设uB uC uD uB uL2 ube uL1 D66例：例：正反馈正反馈设设uB uC uC1 uC2 uB 频率

27、由频率由 L 、 C1 、 C2 组成的谐振网络决定组成的谐振网络决定。+UCCC1LC2ABC+uLuC1 tuCtuCiCCdddd2211uC1减小时，减小时， uC2如何变化？如何变化？设设L 、 C1 、 C2 组成的谐振组成的谐振网络中的电流为网络中的电流为i ，则，则ii67例：例：正反馈正反馈+UCCC1C2设设uB uC uE ube uA AECBube +uC1 频率由频率由 L 、 C1 、 C2 组成的谐振网络决定组成的谐振网络决定。6869709.7.4 石英晶体振荡器石英晶体振荡器Q值越高，选频特性越好，频率越稳定。值越高，选频特性越好，频率越稳定。1. 频率稳定

28、问题频率稳定问题频率稳定度一般由频率稳定度一般由 来衡量来衡量0ff 频率偏移量。频率偏移量。f 0f振荡频率。振荡频率。LC振荡电路振荡电路 Q 数百数百石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路 Q 10000 500000712. 石英晶体石英晶体(2) 基本特性基本特性(1) 结构：结构：极板间加电场极板间加电场极板间加机械力极板间加机械力晶体机械变形晶体机械变形晶体产生电场晶体产生电场压电效应压电效应交变电压交变电压机械振动机械振动交变电压交变电压机械振动的固有频率与晶片尺寸有关，稳定性高机械振动的固有频率与晶片尺寸有关，稳定性高当交变电压频率当交变电压频率 = 固有频率时，振幅最大固有频率时

29、，振幅最大 压电谐振压电谐振72(3) 石英晶体的等效电路与频率特性石英晶体的等效电路与频率特性等效电路：等效电路：LCf 21s a)串联谐振串联谐振频率特性：频率特性： 晶体等效阻抗为纯阻性晶体等效阻抗为纯阻性0p121CCLCf b)并联谐振并联谐振通常通常0CC 0s1CCf 所以所以很很接接近近与与 psff73实际使用时外接一小电容实际使用时外接一小电容Cs则新的谐振频率为则新的谐振频率为s0s121CCCLCf 由于由于s0CCC s0s1CCCf 由此看出由此看出 )(21s0ssCCCff；时时， 0 pssffC sss ffC 时时，调整调整之之间间变变化化和和在在可可使

30、使 psssfffC 743. 石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路利用石英晶体的高品质因数的特点，构成利用石英晶体的高品质因数的特点，构成LC振荡电路。振荡电路。(1) 并联型石英晶体振荡器并联型石英晶体振荡器 石英晶体工作在石英晶体工作在fs与与fp之间，相当一个大电感，与之间，相当一个大电感，与C1、C2组组成电容三点式振荡器。由于石英晶体的成电容三点式振荡器。由于石英晶体的Q值很高，可达到几千值很高，可达到几千以上，所示电路可以获得很高的振荡频率稳定性。以上，所示电路可以获得很高的振荡频率稳定性。75(2) 并联型石英晶体振荡器并联型石英晶体振荡器 石英晶体工作在石英晶体工作在fs处，呈电

31、阻性，且阻抗最小，正反馈最强。该处，呈电阻性，且阻抗最小，正反馈最强。该电路为电感三点式振荡器。电路为电感三点式振荡器。加入石英晶体是利用石英晶体的高加入石英晶体是利用石英晶体的高Q值，提高振荡频率的稳定性。值，提高振荡频率的稳定性。769.8 非正弦信号产生电路非正弦信号产生电路9.8.1 比较器比较器 将一个模拟电压信号与一将一个模拟电压信号与一参考电压参考电压相比较，输相比较，输出一定的高低电平。出一定的高低电平。功能：功能：特性：特性：运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系的关系uo=f(ui)是非线性函数。是非线性函数。771. 运放工

32、作在非线性状态的判定：电路开环或引入正反馈。运放工作在非线性状态的判定：电路开环或引入正反馈。运放工作在非线性状态基本分析方法运放工作在非线性状态基本分析方法2. 运放工作在非线性状态的分析方法：运放工作在非线性状态的分析方法： 若若U+U- 则则UO=+UOM； 若若U+U- 则则UO=-UOM。 虚断（运放输入端电流虚断（运放输入端电流=0） 注意：此时不能用虚短！注意：此时不能用虚短！78uoui0+UOM-UOM+uoui1. 过零比较器过零比较器: （门限电平（门限电平=0）+uouiuoui0+UOM-UOM一一.单门限电压比较器单门限电压比较器79+uouituituo+Uom-

33、Uom例：例：利用电压比较器将正弦波变为方波。利用电压比较器将正弦波变为方波。802. 单门限比较器（与参考电压比较）单门限比较器（与参考电压比较）+uouiUREFuoui0+Uom-UomUREFUREF为参考电压为参考电压当当ui UREF时时 , uo = +Uom当当ui UREF时时 , uo = -Uom 运放处于运放处于开环状态开环状态81+uouiUREFuoui0+Uom-UomUREF当当ui UREF时时 , uo = -Uom 若若ui从反相端输入从反相端输入82+uiuoui0+UZ-UZ用稳压管稳定输出电压用稳压管稳定输出电压uo UZuoui0+UOM-UOM+

34、uoui忽略了忽略了UD3. 限幅电路限幅电路使输出电压稳定使输出电压稳定83稳幅电路的另一种形式：稳幅电路的另一种形式：将双向稳压管接在负反馈回路上将双向稳压管接在负反馈回路上+uiuo UZR R_uoui0+UZ-UZR =R84二二. 迟滞比较器迟滞比较器1.迟滞比较器迟滞比较器特点特点:电路中使用正反馈。电路中使用正反馈。1、因为有正反馈，所以输、因为有正反馈，所以输出饱和。出饱和。2、当、当uo正饱和时正饱和时(uo =+UOM) ：+om211+UURRRUT T 3、当、当uo负饱和时负饱和时(uo =-UOM) ：-om211+UURRRUT T +uoRR2R1uiU+85

35、+uoRR2R1uiU+uoui0+Uom-UomUT+UT-设设ui , 当当ui = UT+, uo从从+UOM -UOM86传输特性传输特性uoui0+Uom-UomUT+UT-UT+上门限电压上门限电压UT-下门限电压下门限电压UT+- UT-称为回差称为回差om211URRR +UT Tom211URRR -UT T87tuiUT+UT-tuoUom-Uom例例:设输入为正弦波设输入为正弦波, 画出输出的波形。画出输出的波形。+uoRR2R1uiU+88REFZURRRURRRU212211TREFZURRRURRRU212211T加上参考电压后的迟滞比较器：加上参考电压后的迟滞比较

36、器：上下限：上下限：uoui0UT-UT+传输特性传输特性+UZ-UZ89例：例：R1=10k ，R2=10k ，UZ=6V， UR=10V。当输入。当输入ui为如图所示的波形时，画为如图所示的波形时，画 出输出出输出uo的波形。的波形。上下限：上下限：V8212211TRZURRRURRRUV3212211TRZURRRURRRU903V8Vuiuo+UZ-UZ911.电路结构电路结构由滞回比较电路和由滞回比较电路和RC定时电路构成的定时电路构成的omURRRU211TomURRRU211T上下限上下限:+RR1R2Cucuo9.8.2 方波发生器方波发生器2.工作原理：工作原理：(1) 设

37、设 uo = + UOM , 此时，输出给此时，输出给C 充电充电, uc 则：则：u+=UT+RR1R2C+ucuo0tuoUOM-UOMucUT+0t一旦一旦 uc UT+ , 就有就有 u- u+ ,在在 uc UT+ 时，时，u- RwcUOMuo0t- UOM98反向积分电路反向积分电路方波发生器方波发生器电路一：电路一：方波发生器方波发生器 矩形波矩形波积分电路积分电路三角波三角波+RR1R2C+uc-+RR2Cuo此电路要求前后电路的时间常数配合好，不能让积分器饱和。此电路要求前后电路的时间常数配合好，不能让积分器饱和。9.8.3 锯齿波发生器锯齿波发生器99tuRCuood11

38、+RR1R2C+uc-+RR2Cuouo1uo三角波的周期由方波发生器确定，其幅值也由三角波的周期由方波发生器确定，其幅值也由周期周期T和参数和参数R、C决定。决定。0uo1tUom-Uom100电路二：电路二：电路一的改型电路一的改型+A1A2uouo1R02R01RCR2R1反向积分电路反向积分电路上行迟滞上行迟滞比较器比较器特点：特点：由由上行的迟滞比较器上行的迟滞比较器和和反相积分器反相积分器级联构成，迟滞比级联构成，迟滞比较器的输出作为反相积分器的输入，反相积分器的输较器的输出作为反相积分器的输入，反相积分器的输出又作为迟滞比较器的输入。出又作为迟滞比较器的输入。101+uoRR2R

39、1uiuoui0Uom-UomUHUL上行的迟滞比较器上行的迟滞比较器回顾回顾:omHURRU21omLURRU21上下门限电压：上下门限电压：102回顾回顾:反相积分器反相积分器tuRCuiod1ui-+RR2Cuoui=-Uui=+Utuo0+Uom-Uom103omHURRU21omLURRU21+A1A2uouo1R02R01RCR2R100uo1tUOMUOMuotUHULtuRCuood11104周期和频率的计算：周期和频率的计算：tuoUHULT+A1A2uouo1R02R01RCR2R1RCRRf124214RRCRT T1T2LHTOMUUtURC10d1HLTOMUUtUR

40、C20d1TTT5 . 021omTOMURRtURC215 . 002d1105电路三：电路三：是电路二的改型电路是电路二的改型电路调整电位器调整电位器 RW 可以使三角波上下移动。即可以使三角波上下移动。即给纯交流的三角波叠加了一个直流分量。给纯交流的三角波叠加了一个直流分量。+E-ERW+A1A2uouo1R02R01RCR2R1106tuoT1T2-+R2R1+R R2CuoR+T1 时间段，电容时间段，电容 C 通过通过 R 放电放电T2 时间段，电容时间段，电容 C 通过通过 R 充电充电充放电的充放电的 时间时间T1、T2可通过可通过 R、R调整。当调整。当R=0时，则为时，则为锯齿波发生器。锯齿波发生器。电路四：电路四：是电路二的改进电路是电路二的改进电路uo1被嵌位被嵌位于于Uz107-+R2R1+R4CuoR+R3ZTZURRtURC2102d1212RRCRT 108ZHURRU21ZLURRU21 |ui | UZ+R2R1ui-+R3CuoRA1A2uo1D1D2couu 把锯齿波发生器积分电路的充电电压由把锯齿波发生器积分电路的充电电压由uo1变为变为ui ，则锯齿波发生器转变为压频转