模拟电子技术清华华成英第四第八章演示文稿

模拟电子技术清华华成英第四第八章演示文稿目前一页\总数五十八页\编于八点（优选）模拟电子技术清华华成英第四第八章目前二页\总数五十八页\编于八点8.1

正弦波振荡电路无外输入信号，放大电路输出端也有一个正弦波信号——自激振荡。(电路要引入正反馈)一、产生正弦波振荡的条件目前三页\总数五十八页\编于八点幅值平衡条件相位平衡条件

+目前四页\总数五十八页\编于八点二、起振和稳幅起振的条件：稍大于即稳幅的条件：即目前五页\总数五十八页\编于八点⑴放大电路三、正弦波振荡电路的组成正弦波振荡电路由四个部分组成⑵正反馈网络⑶选频网络⑷稳幅环节+目前六页\总数五十八页\编于八点正弦波振荡电路常用选频网络所用元件来命名。

包括：变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式。产生１HZ—１MHZ的低频信号。

⑶石英晶体正弦波振荡电路。⑴RC正弦波振荡电路包括：RC串并联振荡器、RC移相式振荡器。⑵LC正弦波振荡电路产生１MHZ以上的高频信号。四、正弦波振荡电路的分类振荡频率非常稳定。目前七页\总数五十八页\编于八点★

8.1.2RC正弦波振荡电路

只讲RC桥式正弦波振荡电路又称为文氏桥振荡电路。目前八页\总数五十八页\编于八点一、RC串并联选频网络通常，选取带入上式得出目前九页\总数五十八页\编于八点幅频特性为：相频特性为：分析：①②③

目前十页\总数五十八页\编于八点分析：①②③

目前十一页\总数五十八页\编于八点目前十二页\总数五十八页\编于八点二、RC桥式正弦波振荡电路起振条件稳幅条件如何实现？目前十三页\总数五十八页\编于八点能自行起振的电路1半导体热敏电阻选用R1为正温度系数的热敏电阻起振时Rf>2R1,使A>3,易起振。当uo增大，电流增大，R1增大，达某一值时，Rf=2R1

，A=3。因此uo幅度自动稳定于某一幅值。也可选用Rf为负温度系数的热敏电阻目前十四页\总数五十八页\编于八点能自行启动的电路2RF1+RF2略大于2R1,随着uo的增加，RF2逐渐被短接，A自动下降，输出自动被稳定于某一幅值。将RF分为二个：RF1

和RF2，

RF2并联二极管目前十五页\总数五十八页\编于八点能自行启动的电路3利用电流增大时二极管动态电阻减小，电流减小时，二极管动态电阻增大的特点，加入非线性环节，从而使输出电压稳定，此时比例系数为目前十六页\总数五十八页\编于八点三、判断能否产生正弦波振荡①振荡电路的四个部分②合适的Q点③满足振荡的幅值条件④满足振荡的相位条件很容易满足为正反馈目前十七页\总数五十八页\编于八点例题:R=1k，C=0.1F，Rf=10k。RF为多大时振荡才能稳定？振荡频率f0=？Hzuo_++RFRCRCRfAF=1，31=F1fF+=RRAA=3=210=20k=1592Hz振荡条件：fF2RR=目前十八页\总数五十八页\编于八点四、振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路目前十九页\总数五十八页\编于八点

例8.1.1:

在图所示电路中，已知电容的取值分别为0.01uF，0.1uF,1uF,10uF,电阻R=50，电位器试问：f0的调节范围？解：因为：f0的调节范围约为1.59Hz—318kHz目前二十页\总数五十八页\编于八点⒈（本题5分）为使下图所示的文氏电桥和集成运放A连接成一个正弦波振荡电路，请将图中①-②-③-④-⑤-⑥-⑦-⑧八点两两相连。并写出振荡频率的表达式。目前二十一页\总数五十八页\编于八点解：将图中①-⑦，②-⑤，③-⑧，④-⑥两两相连就能构成文氏桥正弦波振荡电路。（4分）（1分）振荡频率的表达式：目前二十二页\总数五十八页\编于八点★

8.1.3LC正弦波振荡电路LC正弦波振荡电路包括：变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式变压器反馈式LC正弦波振荡电路目前二十三页\总数五十八页\编于八点一、LC谐振回路的频率特性⒈谐振频率：R：回路损耗电阻R<<wL当电路发生并联谐振。目前二十四页\总数五十八页\编于八点根据引入反馈的方式不同，LC正弦波振荡电路分为三种电路。变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式。目前二十五页\总数五十八页\编于八点二、变压器反馈式振荡电路满足正弦波振荡的条件优点：容易振荡缺点：能量损耗大，变压器器件笨重目前二十六页\总数五十八页\编于八点例：分别标出图所示各电路中变压器的同名端，使之满足正弦波振荡的相位条件。目前二十七页\总数五十八页\编于八点三、电感反馈式振荡电路(电感三点式)中间交流接地，首尾反向，首或尾端交流接地，另两端同向判定原则：优点：Ｃ可调，振荡频率可调，用于改变频率的场合缺点：波形有一些高次谐波的干扰目前二十八页\总数五十八页\编于八点四、电容反馈式振荡电路(电容三点式)中间交流接地，首尾反向，首或尾端交流接地，另两端同向判定原则：优点：波形较好，用于固定振荡频率的场合目前二十九页\总数五十八页\编于八点

课后题：8.12

分别判断图P8.12所示各电路是否满足正弦波振荡的相位条件

目前三十页\总数五十八页\编于八点目前三十一页\总数五十八页\编于八点8.2

电压比较器

概述

单限比较器

滞回比较器目前三十二页\总数五十八页\编于八点8.2

电压比较器★

8.2.1概述

1．电压比较器：功能：⑴进行输入信号的比较⑵把任何输入信号转换成矩形信号⒉电压传输特性电压比较器的输出电压与输入电压的函数关系目前三十三页\总数五十八页\编于八点

使从跃变为，或者从跃变为的输入电压称为阈值电压，或转折电压，记做。

为了正确画出电压传输特性，必须求出以下三个要素：⑴

输出电压高电平和低电平的数值和。⑵

阈值电压的数值⑶

当变化且经过时，跃变的方向，即是从跃变为，还是从跃为。目前三十四页\总数五十八页\编于八点3.电压比较器种类(1)单限比较器（只有一个阈值）(2)滞回比较器（有两个阈值）(3)窗口比较器（不讲）目前三十五页\总数五十八页\编于八点★

8.2.2单限比较器一、过零比较器过零比较器，顾名思义，其阈值电压三个要素：②最大值和最小值分别为①③的跃变方向问题：如将输入信号加在“+”端，传输特性如何？目前三十六页\总数五十八页\编于八点uoui0+UOM-UOM同相过零比较器目前三十七页\总数五十八页\编于八点

实用电路图中R为限流电阻传输特性uIuO+UOpp

-UOppO+UZ-UZ利用稳压管限幅的过零比较器目前三十八页\总数五十八页\编于八点问题：过零比较器如图所示，输入为正弦波时，输出波形是怎样的？传输特性uIuO+UOM

-UOMO+UZ-UZ将正弦波变为矩形波目前三十九页\总数五十八页\编于八点二阈值不为零的单限比较器三个要素：①②最大值和最小值分别为③的跃变方向目前四十页\总数五十八页\编于八点三、一般单限比较器解：求解三个要素：①②最大值和最小值分别为③的跃变方向求解此单限比较器的电压传输特性？uIuO+UOM-UOMO+UZ-UZ目前四十一页\总数五十八页\编于八点单门限比较器的作用：检测输入的模拟信号是否达到某一给定电平。

缺点：抗干扰能力差。

解决办法：采用具有滞回传输特性的比较器。目前四十二页\总数五十八页\编于八点电压比较器分析方法小结（1）由限幅电路确定电压比较器的输出高电平UOH

和输出低电平UOL

。（2）写出up和uN的电位表达式，令up=uN

，解得输入电压就是阈值电压UT。（3）u0在uI

过UT时的跃变方向决定于作用于集成运放的哪个输入端。当uI从反向输入端输入时，uI<UT,u0=U0H

;uI>UT,u0=U0L

。反之，结论相反。目前四十三页\总数五十八页\编于八点★

8.2.3滞回比较器计算阈值电压UTuo从+UZ跃变到-UZ的

阈值电压为+UTuo从-UZ跃变到+UZ的

阈值电压为-UTuI在-UT与+UT之间增加或减小,uO不发生变化+UZuIuO-UZOUT-UT+目前四十四页\总数五十八页\编于八点tuiUom-UomtuiUT-UT如图所示：输入为正弦波目前四十五页\总数五十八页\编于八点例：若将电阻的接地端接参考电压求解此滞回比较器的电压传输特性解：三个要素：①②最大值和最小值分别为？③的跃变方向令目前四十六页\总数五十八页\编于八点滞回比较器的特点：②上升与下降过程中的阈值不同①正反馈使uo跳变过程加快两个阈值的差叫回差回差越大，抗干扰性越强输入由小变大时的阈值一定大于输入由大变小时的阈值目前四十七页\总数五十八页\编于八点

例:在如图所示的电路中，已知，稳压管的稳定电压，输入电压ui波形如图(a)所示,试画出uo的波形。(a)目前四十八页\总数五十八页\编于八点解:①阀值电压②输出高电平和低电平分别为③的跃变方向目前四十九页\总数五十八页\编于八点目前五十页\总数五十八页\编于八点例设计一个电压比较器,使其电压输出特性如图(a)所示,要求所用的电阻阻值在之间。图

(a)电压传输特性(b)所设计电路目前五十一页\总数五十八页\编于八点

解:若取R1=25KΩ，R2应取50KΩ，若取R1=50KΩ，R2应取100KΩ。

R2=2R1目前五十二页\总数五十八页\编于八点本章小结

⑴熟练掌握电路产生正弦波振荡的幅值条件和相位平衡条件，以及RC桥式正弦波振荡电路的组成、起振条件和振荡频率。了解变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式正弦波振荡电路的工作原理，并能够根据相位平衡条件正确判断电路是否可能产生正弦波振荡。

⑵理解典型电压比较器的电路组成，会根据三要素法画电压传输特性。目前五十三页\总数五十八页\编于八点（本题10分）一电压比较器电路及参数如图所示。请求出该电路的阈值电压，画出电压传输特性曲线，并说明是何种类型的电压比较器目前五十四页\总数五十八页\编于八点

2解：所示电路为反相输入的滞回比较器（3分）uO＝±UZ＝±6V。令

求出阈值电压：UT1＝0VUT2＝4V（2分）电压传输特性曲线如图所示：（3分）（2分）目前五十五页\总数五十八页\编于八点

已知两个电压比较器的电压传输特性分别如图（a）、图（b）所示，它们的输入电压uI波形均如图（c）所示。试分别画出输出电压