模拟电子技术电子教案7课件

信号产生电路第

7

章7.1正弦波振荡电路7.2非正弦波信号产生电路7.3锁相频率合成电路第7章小结信号产生电路第7章7.1正弦波振荡电路7.2非正弦波信号产生电路第

7

章7.1

正弦波振荡电路7.1.1正弦波振荡电路的工作原理7.1.2RC

正弦振荡7.1.3LC

正弦振荡引言信号产生电路第7章7.1正弦波振荡电路7.1.1正弦信号产生电路(振荡器—Oscillators)分类：正弦波振荡非正弦波振荡：RC振荡器(1kHz~数百kHz)LC振荡器(几百kHz以上)石英晶体振荡器(频率稳定度高)方波、三角波、锯齿波等主要性要求能：输出信号的幅度准确稳定输出信号的频率准确稳定引言第7章信号产生电路信号产生电路(振荡器—Oscillators)分类：正弦波振7.1.1正弦波振荡电路的工作原理一、振荡条件放大器反馈网络Ui•Au•Fu•Uo•Uf•RL微弱的电扰动中，某一频率成分通过正反馈逐渐放大，则产生正弦振荡。••••••••—振幅平衡条件—相位平衡条件n=0,1,2,••振荡条件第7章信号产生电路7.1.1正弦波振荡电路的工作原理一、振荡条件放大器反馈二、起振条件起振条件放大器Au反馈网络FuUoUfUi

1/FuAu=1/FuOuiuoAuuoAuFu>1Au

Fu<1Ui1Uo1Uf1Ui2Uo2Uf2Ui3Uo3Uf2Ui4Uo4ufuf

起振稳幅••第7章信号产生电路二、起振条件起振条件放大器Au反馈网络FuUoUfUi1/F三、电路的组成和起振的判断1.放大电路Au2.正反馈网络Fu3.选频率网络—实现单一频率的振荡4.稳幅环节—使振荡稳定、波形好满足振荡条件

组成:放大器选频正反馈网络UoUfUi选频放大器正反馈网络UoUfUi

判断:1.检查电路组成2.“Q”是否合适3.是否满足起振条件第7章信号产生电路三、电路的组成和起振的判断1.放大电路Au2.正反•••7.1.2RC

正弦振荡一、RC

桥式振荡电路0Fu

.0f90-90•1.RC

串并联选频网络式中:0=1/RC当=0时Fu=1/3.=0º第7章信号产生电路•••7.1.2RC正弦振荡一、RC桥式振荡电路2.RC

桥氏振荡电路A=2nF=0º2)

电路：3)振荡频率4)振荡条件Rf不能太大，否则正弦波将变成方波应使：同相放大器••••1)组成：8CR1RfRCR•••第7章信号产生电路2.RC桥氏振荡电路A=2nF=0º2)5)稳幅措施热敏电阻稳幅8CR1RfRCR为使电Au

为非线性，起振时，应使Au>3，稳幅后Au=3。正温度系数负温度系数二极管稳幅8R1R2V1V2R312.4k>R2>8.1k起振时信号小，二极管电阻大Au

1+(R2+R3)/R1>3R2>2R1-R3起振后二极管电阻逐渐减小，Au

1+R2/R1=3为使失真小：R2<2R1f0=1.94kHz8.2k6.2k22k4.3k0.01F8.2k0.01F第7章信号产生电路5)稳幅措施热敏电阻稳幅8CR1RfRCR为使电Au为非二、RC

移相式振荡电路8CRRfRCRC一节RC环节移相90二节RC

环节移相180三节RC

环节移相270对于的信号，—

满足相位平衡条件优点：结构简单缺点：选频特性差，输出波形差第7章信号产生电路二、RC移相式振荡电路8CRRfRCRC一节RC环节移7.1.3LC

振荡电路类型：变压器反馈式、电感三点式、电容三点式一、变压器反馈式LC

振荡电路LrCIs.L的等效损耗电阻1.谐振频率f02.谐振阻抗Z03.回路品质因数Q(一)

LC

并联回路的特性Z第7章信号产生电路7.1.3LC振荡电路类型：变压器反馈式、电感三点4.频率特性0Z

Z0Q大Q

小0f90º-90ºQ

增大幅频特性相频特性第7章信号产生电路4.频率特性0ZZ0Q大Q小0f905.并联谐振的本质—

电流谐振LuCr–

+iiLiC1)

Z=Z0

呈纯阻2)形成环流，大小是总电流的Q

倍••IC•IL•U•I•第7章信号产生电路5.并联谐振的本质—电流谐振LuCr–+iiLiC1)(二)变压器反馈式振荡电路LC+VCCVRERB1RB2CECB—满足相位平衡条件×第7章信号产生电路(二)变压器反馈式振荡电路LC+VCCVRERB1RB2CE二、三点式LC振荡电路(一)

电感三点式振荡电路C+VCCVRERB1RB2CECBL1L2C1×优点：缺点：易起振(L

间耦合紧)；易调节(C

可调)。输出取自电感，对高次谐波阻抗大，输出波形差。M123•••第7章信号产生电路二、三点式LC振荡电路(一)电感三点式振荡电路C+V(二)

电容三点式振荡电路考毕兹振荡器(Colpitts)×优点：波形较好缺点：2)V极间电容影响f01)

调频时易停振克拉泼振荡器(Clapp)

+VCCVRERB1RB2CECBLC1C2123LC3改进•••第7章信号产生电路(二)电容三点式振荡电路考毕兹振荡器(Colpitts)×三、石英晶体(Crystal)振荡电路(一)石英晶体谐振器的阻抗特性1.结构和符号化学成分SiO2结构晶片涂银层焊点符号2.压电效应形变形变机械振动外力压电谐振—外加交变电压的频率等于晶体固有频率时，机械振动幅度急剧加大的现象。第7章信号产生电路三、石英晶体(Crystal)振荡电路(一)石英晶体谐振器的3.等效电路rqC0CqLqCo—晶片静态电容(几~几十pF)Lq—

晶体的动态电感(10-3~102H)(大)Cq

—晶体的动态电容(<0.1pF)(小)rq

—

等效摩擦损耗电阻(小)大小小大4.频率特性和谐振频率fXfPfS容性容性感性第7章信号产生电路3.等效电路rqC0CqLqCo—晶片静态电容(几~5.使用注意1)要接一定的负载电容CL(微调)，以达标称频率。2)要有合适的激励电平。过大会影响频率稳定度、振坏晶片；过小会使噪声影响大，还能停振。第7章信号产生电路5.使用注意1)要接一定的负载电容CL(微调)，以达标称(二)石英晶体谐振电路1.串联型

f=fs，晶体呈纯阻+VCCVRERB1RB2CBLC2.并联型fs<f

<

fp，晶体呈感性+VCCVRERB1RB2CEC3C1C2RC××第7章信号产生电路(二)石英晶体谐振电路1.串联型f=fs，晶体呈纯阻7.2非正弦波信号产生电路7.2.1电压比较器7.2.2方波产生电路7.2.3压控方波产生电路第7章信号产生电路7.2非正弦波信号7.2.1电压比较器7.2.2方波产7.2.1电压比较器(Comparer)一、单限电压比较器功能：类型基本比较器简单比较器(单门限)窗口比较器(双门限)迟滞比较器(施密特触发器)比较电压信号(被测试信号与标准信号)大小8uIuOOuIuO1.过零电压比较器uI

<0uI

>0UOmax-UOmaxUOHUOL第7章信号产生电路7.2.1电压比较器(Comparer)一、单限电压比较器OuIuO2.同相输入单门限比较器8uIUREFUZUZUREFuI

<UREF-UZuI

>UREF门限电压UT特点:1)工作在非线性区2)不存在虚短

(除了uI=UREF

时)

3)存在虚断门限电压UT=UREF第7章信号产生电路OuIuO2.同相输入单门限比较器8uIUREFUZUZ二、窗口比较器uO88U1U2uIV1V2uO1uO2设U1>U2，比较器采用单电源uIuO1uO2V1V2uO<U2

>U1U2<uI<U1UOmax截止导通UZ0UOmax0导通截止UZ00截止截止0UZOuIuOU1U2第7章信号产生电路二、窗口比较器uO88U1U2uIV1V2uO1uO2设U应用举例—三极管

值分选电路885V2.5VV1V2V+15V10k20k20k430k1M5k1.5k3CG50100，LED不亮。分析电路是否满足要求：<50

或>100，LED亮，[解]IB=(15-0.7)/1430=0.01mA当<50

时，IC<

0.5mA，UC<2.5V,V2

导通，LED亮当>100

时，IC>

1mA，UC>5VV1

导通，LED亮当50

100时，2.5VUC

<5V，LED不亮第7章信号产生电路应用举例—三极管值分选电路885V2.5VV1V1)电路和门限电压三、迟滞比较器1.反相型迟滞比较器uIRR18UREFR2R3UZPuO正反馈当uI>uP

时，uO=-UZ当uI<uP

时，uO=+UZ当uI=uP

时，状态翻转例：R1=30k，R2=15k,UZ=6V,UREF=0,求UT。第7章信号产生电路1)电路和门限电压三、迟滞比较器1.反相型迟滞比较器uIR特点：2)传输特性RR18uIUREFR2R3UZPuOOuIuOUT+UT-UZ-UZ当uI

逐渐增大时

只要uI<UT+，则uO=UZ一旦uI>UT+，则uO=-UZ当uI逐渐减小时只要uI>UT-，则uO=-UZ一旦uI<UT-，则uO=UZ上门限下门限U=UT+

-UT-U回差电压uI

上升时与上门限比,uI

下降时与下门限比。第7章信号产生电路特点：2)传输特性RR18uIUREFR2R3UZPuOO2.同相型迟滞比较器R1R8uIUREFR2R3UZNPuO状态翻转时，uP=uN=UREF若UREF=0传输特性OuIuOUT+UT-UZ-UZU=UT+

-UT-第7章信号产生电路2.同相型迟滞比较器R1R8uIUREFR2R3UZNP应用举例抗干扰OuIt单门限比较UTuOUOHUOLOt迟滞比较OuItUT-UT+UOHUOLOt整形OuItUT+UT-OuOtUOHUOLOuItUT+UT-OuOtUOHUOLuO第7章信号产生电路应用举例抗OuIt单门限比较UTuOUOHUOLOt迟滞比较7.2.2方波产生电路(AstableMultivibrator)1.电路组成和输出波形R1C8R2R3UZuOR积分电路

滞回比较器-UZ

uO

uCtUT+UT-UZ2.振荡频率占空比

=

50%第7章信号产生电路7.2.2方波产生电路(AstableMultivibr7.2.3压控方波产生电路一、积分-施密特触发器型压控振荡器V1V2+VCCV3施密特触发器uduORCuCI0V4V5压控恒流源压控恒流源积分器积分器镜象电流源镜象电流源uO=UOLV3

截止，uO=UOHC充电至UT+V3

导通，C放电至

UT-uO=UOL

uCtUOm

uOtUT+UT-占空比50%I0I0第7章信号产生电路7.2.3压控方波产生电路一、积分-施密特触发器型压控二、8038集成函数发生器>I01电子开关S当Q=0，S断开，C充电(I01)至2/3VCCQ=1当Q=1，S闭合，C放电(I02

-I01)至1/3VCCQ=0当I02=2I01，引脚9输出方波，引脚3输出三角波；当I02<2I01，引脚9输出矩形波，引脚3输出锯齿波。1.原理1188+VCCRRRRSCI01I02uC6932-VEE或地10反相器电压跟随器正弦波变换器第7章信号产生电路二、8038集成函数发生器>I01电子当Q=0，S2.应用12345678ICL8038141312111091314正弦波失真度调整正弦波失真度调整正弦波输出三角波输出矩形波输出调频偏置电压输入调频偏置电压输出接电阻RA接电阻RB接电容C+VCC-VEE

(或地)调占空比和正弦波失真调频率调占空比和正弦波失真RP2RP4

RP1+VCC-VEERRAICL803845131011128RBRP3CC1692第7章信号产生电路2.应用12345678ICL141312111091317.3锁相频率合成电路7.3.1锁相环路

7.3.2锁相频率合成器第7章信号产生电路7.3锁相频率7.3.1锁相环路7.3.2锁7.3.1锁相环路

PLL

(Phase-LockedLoop)一.组成和工作原理

PLL是一种利用相位的自动调节消除频率误差，实现无误差频率跟踪的负反馈系统。鉴相器(PD)环路滤波器(LF)压控振荡器(VCO)ud(t)uI(t)uC(t)uO(t)参考信号iouO(t)锁定状态：i(t)-o(t)=常数，i=o失锁状态：i

o第7章信号产生电路7.3.1锁相环路PLL(Phase-LockedL二、集成锁相环路CMOS数字集成锁相环路CD4046信号输入放大鉴相要求50%方波环路滤波压控振荡分频缓冲C114167611128151013+VCCC1925R334A1VCOPDIIPDINR4C2R5+VCCA2R2R1R6信号输出禁止第7章信号产生电路二、集成锁相环路CMOS数字集成锁相环路CD4046信7.3.2锁相频率合成器一、原理框图晶体振荡器压控振荡器环路滤波器可编程分频器

N鉴相器(PD)固定分频器

MPLLfSfrfofo/Nfr=fS/M=fo/Nfr—频率间隔(分辨率)第7章信号产生电路7.3.2锁相频率合成器一、原理框图晶体振荡器压控环路鉴二、应用实例+12V141611885116710139CR343C2R1R2R4

45671011121311415169238晶振C116CD4046CD4040CD40103131024kHz固定分频器M=256fr=4kHz可编程顺序分频器

编程控制fo=Nfr输出信号第7章信号产生电路二、应用实例+12结第7

章小结第7章一、信号产生电路的分类：正弦波振荡非正弦波振荡：RC

振荡器

(低频)LC

振荡器

(高频)石英晶体振荡器(振荡频率精确)方波、三角波、锯齿波等。二、正弦波振荡条件、电路结构和选频电路1.振荡条件—

振幅平衡条件—

相位平衡条件n=0,1,2,••判断电路是否起振采用瞬时极性法，即断开反馈网络，加一信号，如果信号极性逐级变化后，返回后与原信号同极性，则满足相位平衡条件。第7章小结一、信号产生电路的分类：正弦波振荡非正弦波振荡：RC振荡器2.振荡电路的两种结构放大器选频正反馈网络UoUfUi选频放大器正反馈网络UoUfUi3.选频电路及其特性1)RC

串并联式幅频特性0Fu

.相频特性0f90°–90°当

=0=1/RC时Fu=1/3.=0º电路第7章小结2.振荡电路的两种结构放大器选频正UoUfUi选频正反馈U2)LC并联谐振回路LuCr–

+iiLiC阻抗幅频特性电路0Z

Z0阻抗相频特性0f90º–90º谐振频率谐振阻抗回路品质因数第7章小结2)LC并联谐振回路LuCr–+iiLiC阻抗幅频特性电三、正弦波振荡电路1.RC

桥氏振荡电路8CR1RfRCR•••振荡频率振荡条件即自动稳幅措施：使电Au成为非线性Rf串接二极管(图略)Rf串接负温度系数热敏电阻R1采用正温度系数热敏电阻第7章小结三、正弦波振荡电路1.RC桥氏振荡电路8CR1RfRCR3.LC振荡电路变压器反馈式LC+VCCVRERB1RB2CECB电感三点式C+VCCVRERB1RB2CECBL1L2C1电容三点式+VCCVRERB1RB2CECBLC1C2123第7章小结3.LC振荡电路变压器反馈式LC+VCCVRERB1RB四、石英晶体振荡电路1.等效电路和频率特性符号等效电路rqC0CqLq频率特性fXfPfS串联谐振频率并联谐振频率2.石英晶体谐振电路串联型

f=fs，晶体呈纯阻并联型fs<f<

fp，晶体呈感性第7章小结四、石英晶体振荡电路1.等效电路和频率特性符号等效电路rq五、比较器8uIUREFOuIuOUZUREF–UZ1.单限电压比较器8uIUREFOuIuOUZUREF–UZ特点：1)

工作在非线性区2)

不存在虚短

(除了uI=UREF

时)

3)

存在虚断门限电压

UT=UREF传输特性第7章小结五、比较器8uIUREFOuIuOUZUREF–UZ1.单2.迟滞比较器(施密特触发器)

反相型迟滞比较器uIRR18UREFR2R3UZPuOOuIuOUT+UT–UZ–UZ同相型迟滞比较器R1R8uIUREFR2R3UZNPuO传输特性OuIuOUT+UT-UZ–UZ门限电压的求法：根据叠加定理求出同相端电压uP

的表达式，当输出状态变化时，与反相端电压uN相等,此时的输入电压uI即为门限电压UT+和UT–。第7章小结2.迟滞比较器(施密特触发器)反相型迟滞比较器uIR六、非正弦波振荡电路1.产生方波振荡的基本原理CuOR施密特触发器当施密特触发器输出高(低)电平时，电容C的充电方向不同，每当uC

超过上(下)门限电压时，施密特触发器的输出电平就发生跳变，使电容改变充电方向，于是形成uO

周而复始的高、低电平跳变，即方波振荡。施密特触发器的构成：迟滞比较器(运放接成正反馈)555定时器的施密特触发器形式集成施密特触发器2.获得三角波的基本方法方波积分电路三角波第7章小结六、非正弦波振荡电路1.产生方波振荡的基本原理CuOR施密信号产生电路第

7

章7.1正弦波振荡电路7.2非正弦波信号产生电路7.3锁相频率合成电路第7章小结信号产生电路第7章7.1正弦波振荡电路7.2非正弦波信号产生电路第

7

章7.1

正弦波振荡电路7.1.1正弦波振荡电路的工作原理7.1.2RC

正弦振荡7.1.3LC

正弦振荡引言信号产生电路第7章7.1正弦波振荡电路7.1.1正弦信号产生电路(振荡器—Oscillators)分类：正弦波振荡非正弦波振荡：RC振荡器(1kHz~数百kHz)LC振荡器(几百kHz以上)石英晶体振荡器(频率稳定度高)方波、三角波、锯齿波等主要性要求能：输出信号的幅度准确稳定输出信号的频率准确稳定引言第7章信号产生电路信号产生电路(振荡器—Oscillators)分类：正弦波振7.1.1正弦波振荡电路的工作原理一、振荡条件放大器反馈网络Ui•Au•Fu•Uo•Uf•RL微弱的电扰动中，某一频率成分通过正反馈逐渐放大，则产生正弦振荡。••••••••—振幅平衡条件—相位平衡条件n=0,1,2,••振荡条件第7章信号产生电路7.1.1正弦波振荡电路的工作原理一、振荡条件放大器反馈二、起振条件起振条件放大器Au反馈网络FuUoUfUi

1/FuAu=1/FuOuiuoAuuoAuFu>1Au

Fu<1Ui1Uo1Uf1Ui2Uo2Uf2Ui3Uo3Uf2Ui4Uo4ufuf

起振稳幅••第7章信号产生电路二、起振条件起振条件放大器Au反馈网络FuUoUfUi1/F三、电路的组成和起振的判断1.放大电路Au2.正反馈网络Fu3.选频率网络—实现单一频率的振荡4.稳幅环节—使振荡稳定、波形好满足振荡条件

组成:放大器选频正反馈网络UoUfUi选频放大器正反馈网络UoUfUi

判断:1.检查电路组成2.“Q”是否合适3.是否满足起振条件第7章信号产生电路三、电路的组成和起振的判断1.放大电路Au2.正反•••7.1.2RC

正弦振荡一、RC

桥式振荡电路0Fu

.0f90-90•1.RC

串并联选频网络式中:0=1/RC当=0时Fu=1/3.=0º第7章信号产生电路•••7.1.2RC正弦振荡一、RC桥式振荡电路2.RC

桥氏振荡电路A=2nF=0º2)

电路：3)振荡频率4)振荡条件Rf不能太大，否则正弦波将变成方波应使：同相放大器••••1)组成：8CR1RfRCR•••第7章信号产生电路2.RC桥氏振荡电路A=2nF=0º2)5)稳幅措施热敏电阻稳幅8CR1RfRCR为使电Au

为非线性，起振时，应使Au>3，稳幅后Au=3。正温度系数负温度系数二极管稳幅8R1R2V1V2R312.4k>R2>8.1k起振时信号小，二极管电阻大Au

1+(R2+R3)/R1>3R2>2R1-R3起振后二极管电阻逐渐减小，Au

1+R2/R1=3为使失真小：R2<2R1f0=1.94kHz8.2k6.2k22k4.3k0.01F8.2k0.01F第7章信号产生电路5)稳幅措施热敏电阻稳幅8CR1RfRCR为使电Au为非二、RC

移相式振荡电路8CRRfRCRC一节RC环节移相90二节RC

环节移相180三节RC

环节移相270对于的信号，—

满足相位平衡条件优点：结构简单缺点：选频特性差，输出波形差第7章信号产生电路二、RC移相式振荡电路8CRRfRCRC一节RC环节移7.1.3LC

振荡电路类型：变压器反馈式、电感三点式、电容三点式一、变压器反馈式LC

振荡电路LrCIs.L的等效损耗电阻1.谐振频率f02.谐振阻抗Z03.回路品质因数Q(一)

LC

并联回路的特性Z第7章信号产生电路7.1.3LC振荡电路类型：变压器反馈式、电感三点4.频率特性0Z

Z0Q大Q

小0f90º-90ºQ

增大幅频特性相频特性第7章信号产生电路4.频率特性0ZZ0Q大Q小0f905.并联谐振的本质—

电流谐振LuCr–

+iiLiC1)

Z=Z0

呈纯阻2)形成环流，大小是总电流的Q

倍••IC•IL•U•I•第7章信号产生电路5.并联谐振的本质—电流谐振LuCr–+iiLiC1)(二)变压器反馈式振荡电路LC+VCCVRERB1RB2CECB—满足相位平衡条件×第7章信号产生电路(二)变压器反馈式振荡电路LC+VCCVRERB1RB2CE二、三点式LC振荡电路(一)

电感三点式振荡电路C+VCCVRERB1RB2CECBL1L2C1×优点：缺点：易起振(L

间耦合紧)；易调节(C

可调)。输出取自电感，对高次谐波阻抗大，输出波形差。M123•••第7章信号产生电路二、三点式LC振荡电路(一)电感三点式振荡电路C+V(二)

电容三点式振荡电路考毕兹振荡器(Colpitts)×优点：波形较好缺点：2)V极间电容影响f01)

调频时易停振克拉泼振荡器(Clapp)

+VCCVRERB1RB2CECBLC1C2123LC3改进•••第7章信号产生电路(二)电容三点式振荡电路考毕兹振荡器(Colpitts)×三、石英晶体(Crystal)振荡电路(一)石英晶体谐振器的阻抗特性1.结构和符号化学成分SiO2结构晶片涂银层焊点符号2.压电效应形变形变机械振动外力压电谐振—外加交变电压的频率等于晶体固有频率时，机械振动幅度急剧加大的现象。第7章信号产生电路三、石英晶体(Crystal)振荡电路(一)石英晶体谐振器的3.等效电路rqC0CqLqCo—晶片静态电容(几~几十pF)Lq—

晶体的动态电感(10-3~102H)(大)Cq

—晶体的动态电容(<0.1pF)(小)rq

—

等效摩擦损耗电阻(小)大小小大4.频率特性和谐振频率fXfPfS容性容性感性第7章信号产生电路3.等效电路rqC0CqLqCo—晶片静态电容(几~5.使用注意1)要接一定的负载电容CL(微调)，以达标称频率。2)要有合适的激励电平。过大会影响频率稳定度、振坏晶片；过小会使噪声影响大，还能停振。第7章信号产生电路5.使用注意1)要接一定的负载电容CL(微调)，以达标称(二)石英晶体谐振电路1.串联型

f=fs，晶体呈纯阻+VCCVRERB1RB2CBLC2.并联型fs<f

<

fp，晶体呈感性+VCCVRERB1RB2CEC3C1C2RC××第7章信号产生电路(二)石英晶体谐振电路1.串联型f=fs，晶体呈纯阻7.2非正弦波信号产生电路7.2.1电压比较器7.2.2方波产生电路7.2.3压控方波产生电路第7章信号产生电路7.2非正弦波信号7.2.1电压比较器7.2.2方波产7.2.1电压比较器(Comparer)一、单限电压比较器功能：类型基本比较器简单比较器(单门限)窗口比较器(双门限)迟滞比较器(施密特触发器)比较电压信号(被测试信号与标准信号)大小8uIuOOuIuO1.过零电压比较器uI

<0uI

>0UOmax-UOmaxUOHUOL第7章信号产生电路7.2.1电压比较器(Comparer)一、单限电压比较器OuIuO2.同相输入单门限比较器8uIUREFUZUZUREFuI

<UREF-UZuI

>UREF门限电压UT特点:1)工作在非线性区2)不存在虚短

(除了uI=UREF

时)

3)存在虚断门限电压UT=UREF第7章信号产生电路OuIuO2.同相输入单门限比较器8uIUREFUZUZ二、窗口比较器uO88U1U2uIV1V2uO1uO2设U1>U2，比较器采用单电源uIuO1uO2V1V2uO<U2

>U1U2<uI<U1UOmax截止导通UZ0UOmax0导通截止UZ00截止截止0UZOuIuOU1U2第7章信号产生电路二、窗口比较器uO88U1U2uIV1V2uO1uO2设U应用举例—三极管

值分选电路885V2.5VV1V2V+15V10k20k20k430k1M5k1.5k3CG50100，LED不亮。分析电路是否满足要求：<50

或>100，LED亮，[解]IB=(15-0.7)/1430=0.01mA当<50

时，IC<

0.5mA，UC<2.5V,V2

导通，LED亮当>100

时，IC>

1mA，UC>5VV1

导通，LED亮当50

100时，2.5VUC

<5V，LED不亮第7章信号产生电路应用举例—三极管值分选电路885V2.5VV1V1)电路和门限电压三、迟滞比较器1.反相型迟滞比较器uIRR18UREFR2R3UZPuO正反馈当uI>uP

时，uO=-UZ当uI<uP

时，uO=+UZ当uI=uP

时，状态翻转例：R1=30k，R2=15k,UZ=6V,UREF=0,求UT。第7章信号产生电路1)电路和门限电压三、迟滞比较器1.反相型迟滞比较器uIR特点：2)传输特性RR18uIUREFR2R3UZPuOOuIuOUT+UT-UZ-UZ当uI

逐渐增大时

只要uI<UT+，则uO=UZ一旦uI>UT+，则uO=-UZ当uI逐渐减小时只要uI>UT-，则uO=-UZ一旦uI<UT-，则uO=UZ上门限下门限U=UT+

-UT-U回差电压uI

上升时与上门限比,uI

下降时与下门限比。第7章信号产生电路特点：2)传输特性RR18uIUREFR2R3UZPuOO2.同相型迟滞比较器R1R8uIUREFR2R3UZNPuO状态翻转时，uP=uN=UREF若UREF=0传输特性OuIuOUT+UT-UZ-UZU=UT+

-UT-第7章信号产生电路2.同相型迟滞比较器R1R8uIUREFR2R3UZNP应用举例抗干扰OuIt单门限比较UTuOUOHUOLOt迟滞比较OuItUT-UT+UOHUOLOt整形OuItUT+UT-OuOtUOHUOLOuItUT+UT-OuOtUOHUOLuO第7章信号产生电路应用举例抗OuIt单门限比较UTuOUOHUOLOt迟滞比较7.2.2方波产生电路(AstableMultivibrator)1.电路组成和输出波形R1C8R2R3UZuOR积分电路

滞回比较器-UZ

uO

uCtUT+UT-UZ2.振荡频率占空比

=

50%第7章信号产生电路7.2.2方波产生电路(AstableMultivibr7.2.3压控方波产生电路一、积分-施密特触发器型压控振荡器V1V2+VCCV3施密特触发器uduORCuCI0V4V5压控恒流源压控恒流源积分器积分器镜象电流源镜象电流源uO=UOLV3

截止，uO=UOHC充电至UT+V3

导通，C放电至

UT-uO=UOL

uCtUOm

uOtUT+UT-占空比50%I0I0第7章信号产生电路7.2.3压控方波产生电路一、积分-施密特触发器型压控二、8038集成函数发生器>I01电子开关S当Q=0，S断开，C充电(I01)至2/3VCCQ=1当Q=1，S闭合，C放电(I02

-I01)至1/3VCCQ=0当I02=2I01，引脚9输出方波，引脚3输出三角波；当I02<2I01，引脚9输出矩形波，引脚3输出锯齿波。1.原理1188+VCCRRRRSCI01I02uC6932-VEE或地10反相器电压跟随器正弦波变换器第7章信号产生电路二、8038集成函数发生器>I01电子当Q=0，S2.应用12345678ICL8038141312111091314正弦波失真度调整正弦波失真度调整正弦波输出三角波输出矩形波输出调频偏置电压输入调频偏置电压输出接电阻RA接电阻RB接电容C+VCC-VEE

(或地)调占空比和正弦波失真调频率调占空比和正弦波失真RP2RP4

RP1+VCC-VEERRAICL803845131011128RBRP3CC1692第7章信号产生电路2.应用12345678ICL141312111091317.3锁相频率合成电路7.3.1锁相环路

7.3.2锁相频率合成器第7章信号产生电路7.3锁相频率7.3.1锁相环路7.3.2锁7.3.1锁相环路

PLL

(Phase-LockedLoop)一.组成和工作原理

PLL是一种利用相位的自动调节消除频率误差，实现无误差频率跟踪的负反馈系统。鉴相器(PD)环路滤波器(LF)压控振荡器(VCO)ud(t)uI(t)uC(t)uO(t)参考信号iouO(t)锁定状态：i(t)-o(t)=常数，i=o失锁状态：i

o第7章信号产生电路7.3.1锁相环路PLL(Phase-LockedL二、集成锁相环路CMOS数字集成锁相环路CD4046信号输入放大鉴相要求50%方波环路滤波压控振荡分频缓冲C114167611128151013+VCCC1925R334A1VCOPDIIPDINR4C2R5+VCCA2R2R1R6信号输出禁止第7章信号产生电路二、集成锁相环路CMOS数字集成锁相环路CD4046信7.3.2锁相频率合成器一、原理框图晶体振荡器压控振荡器环路滤波器可编程分频器

N鉴相器(PD)固定分频器

MPLLfSfrfofo/Nfr=fS/M=fo/Nfr—频率间隔(分辨率)第7章信号产生电路7.3.2锁相频率合成器一、原理框图晶体振荡器压控环路鉴二、应用实例+12V141611885116710139CR343C2R1R2R4

45671011121311415169238晶振C116CD4046CD4040CD40103131024kHz固定分频器M=256fr=4kHz可编程顺序分频器

编程控制fo=Nfr输出信号第7章信号产生