波形的发生和信号的转换

关于波形的发生和信号的转换1第1页，课件共96页，创作于2023年2月28.1正弦波振荡电路8.1.1概述正弦波振荡器：产生正弦波信号的电路。

接通电路的电源，即开始工作，输出一定频率的正弦波信号。不需要输入信号？自激振荡！第2页，课件共96页，创作于2023年2月3~放大电路反馈网络

如果反馈电压uf与原输入信号ui完全相等，则即使无外输入信号，放大电路输出端也有一个正弦波信号——自激振荡。第3页，课件共96页，创作于2023年2月4

在正弦波振荡电路中，一要反馈信号取代输入信号，即电路中必须引入正反馈；二要有外加的选频网络，用以确定振荡频率。在电扰动下，对于某一特定频率f0的信号形成正反馈：

由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，最终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。。一、产生正弦波振荡的条件第4页，课件共96页，创作于2023年2月5Xo↑→Xf↑(X’i↑)→Xo↑↑正弦波振荡的平衡条件为反馈信号代替了放大电路的输入信号，输入信号为0时仍有输出。称为自激振荡。基本放大电路Ao反馈电路FX’iXoXfXo基本放大电路Ao反馈电路FXi=0X’iXoXfXo+1.自激振荡条件：第5页，课件共96页，创作于2023年2月6（1）幅值条件：（2）相位条件：（n是整数）相位条件保证反馈极性为正反馈，振幅条件保证反馈有足够的强度。可以通过调整放大电路的放大倍数达到。自激振荡条件起振条件电路把除f=f0以外的输出量均衰减为零，因此输出量为f=f0的正弦波。第6页，课件共96页，创作于2023年2月72.起振与稳幅：输出电压从幅值很小、含有丰富频率，到仅有一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。很多种频率第7页，课件共96页，创作于2023年2月8频率逐渐变为单一第8页，课件共96页，创作于2023年2月9振幅越来越大第9页，课件共96页，创作于2023年2月10趋于稳幅第10页，课件共96页，创作于2023年2月112.起振与稳幅电路如何从起振到稳幅？稳定的振幅非线性环节的必要性！第11页，课件共96页，创作于2023年2月12二、正弦波振荡电路的组成（2）选频网络：确定电路的振荡频率。（3）正反馈网络：引入正反馈。（4）稳幅环节：使输出信号幅值稳定。RC正弦波振荡电路、LC正弦波振荡电路和石英晶体正弦波振荡电路。基本放大电路Ao反馈电路FX’iXoXfXo正弦波振荡电路的组成：（1）放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，实现能量的控制。正弦波振荡电路的分类：常合二为一第12页，课件共96页，创作于2023年2月13三、判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法和步骤1)是否存在主要组成部分；2)放大电路能否正常工作，即是否有合适的Q点，信号是否可能正常传递，没有被短路或断路；3)是否满足相位条件，即是否存在f0，是否可能振荡

；4)是否满足幅值条件，即是否一定振荡。第13页，课件共96页，创作于2023年2月14相位条件的判断方法：瞬时极性法

断开反馈，在断开处给放大电路加f＝f0的信号Ui，且规定其极性，然后根据

Ui的极性→Uo的极性→Uf的极性若Uf与Ui极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电路不可能产生自激振荡。

在多数正弦波振荡电路中，输出量、净输入量和反馈量均为电压量。极性？第14页，课件共96页，创作于2023年2月15四、振荡电路分类常用选频网络所用元件分类。1)RC正弦波振荡电路：几百千赫以下2)LC正弦波振荡电路：几百千赫～几百兆赫3)石英晶体正弦波振荡电路：振荡频率稳定第15页，课件共96页，创作于2023年2月16高频段：反馈电压相位滞后趋近于-900，幅值趋近于08.1.2RC正弦波振荡电路一、RC串并联选频网络RRCC++--RC++--RC++--00低频段：反馈电压相位超前趋近于+900，幅值趋近于0

在频率从0～∞中必有一个频率f0，φF＝0º。第16页，课件共96页，创作于2023年2月17整理可得令代入上式，得幅频特性相频特性RRCC++--第17页，课件共96页，创作于2023年2月18+900-900fF00f0ff0幅频特性相频特性第18页，课件共96页，创作于2023年2月19二、RC桥式正弦波振荡电路放大电路+-相位条件自激振荡起振及平衡幅值条件幅值条件1)是否可用共射放大电路？2)是否可用共集放大电路？3)是否可用共基放大电路？4)是否可用两级共射放大电路？不符合相位条件不符合幅值条件输入电阻小、输出电阻大，影响f0

可引入电压串联负反馈，使电压放大倍数大于3，且Ri大、Ro小，对f0影响小第19页，课件共96页，创作于2023年2月20A－＋RfR1RRCCRfR1+-二、RC桥式正弦波振荡电路放大电路+-RRCC满足幅值条件满足相位条件0A=j0F=jRT第20页，课件共96页，创作于2023年2月21R21R22能自行起振的文氏桥振荡器加二极管作为非线性环节第21页，课件共96页，创作于2023年2月22

加稳压管可以限制输出电压的峰-峰值。三、振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路+C1C2C3C4RWRRWRC1C2C3C4-+-

用双层波段开关接不同的电容，作为振荡频率f0的粗调；用同轴电位器实现f0的微调。振荡频率的可调范围能够从几Hz到几百kHz。第22页，课件共96页，创作于2023年2月23+C1C2C3C4RWRRWRC1C2C3C4-+-三、振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路[例8.1.1]在图中所示的电路中，已知电容的取值分别为0.01F、0.1F、1F、10F，电阻R=50，电位器RW=10k

。试问：f0的调节范围？解：f0的调节范围约为1.59Hz～318kHz。第23页，课件共96页，创作于2023年2月24讨论：合理连接电路，组成文氏桥振荡电路第24页，课件共96页，创作于2023年2月25

理想LC并联网络在谐振时呈纯阻性，且阻抗无穷大。谐振频率为在损耗较小时，品质因数及谐振频率损耗

在f＝f0时，电容和电感中电流各约为多少？网络的电阻为多少？8.1.3LC正弦波振荡电路一、LC谐振回路的频率特性电流谐振！第25页，课件共96页，创作于2023年2月26当Q>>1时，|Z0|≈Q2R当f=f0时，电抗

当网络的输入电流为I0时，电容和电感的电流约为QI0

。电流谐振！第26页，课件共96页，创作于2023年2月27ff0Q值大Q值小+900f-90000f0Q值大Q值小CLRb1Rb2+-ReCe+VCCTCbLC并联谐振电路中，在f=f0时，阻抗角为0，阻抗值最大。

当f=f0时，电压放大倍数的数值最大，且附加相移为0。LC选频放大电路→正弦波振荡电路第27页，课件共96页，创作于2023年2月28C1是必要的吗？特点：易振，波形较好；耦合不紧密，损耗大，频率稳定性不高。分析电路是否可能产生正弦波振荡的步骤：1)是否存在四个组成部分2)放大电路是否能正常工作3)是否满足相位条件4)是否可能满足幅值条件

为使N1、N2耦合紧密，将它们合二为一，组成电感反馈式电路。必须有合适的同铭端！为什么用分立元件放大电路如何组成？二、变压器反馈式振荡电路第28页，课件共96页，创作于2023年2月29反馈电压取自哪个线圈？反馈电压的极性？必要吗？

电感的三个抽头分别接晶体管的三个极，故称之为电感三点式电路。电路特点？三、电感反馈式振荡电路第29页，课件共96页，创作于2023年2月30特点：耦合紧密，易振，振幅大，C用可调电容可获得较宽范围的振荡频率。波形较差，常含有高次谐波。

由于电感对高频信号呈现较大的电抗，故波形中含高次谐波，为使振荡波形好，采用电容反馈式电路。三、电感反馈式振荡电路第30页，课件共96页，创作于2023年2月31

若要振荡频率高，则L、C1、C2的取值就要小。当电容减小到一定程度时，晶体管的极间电容将并联在C1和C2上，影响振荡频率。特点：波形好，振荡频率调整范围小，适于频率固定的场合。与放大电路参数无关作用？四、电容反馈式振荡电路第31页，课件共96页，创作于2023年2月32SiO2结晶体按一定方向切割的晶片。压电效应和压电振荡：机械变形和电场的关系固有频率只决定于其几何尺寸，故非常稳定。容性感性阻性

一般LC选频网络的Q为几百，石英晶体的Q可达104～106；前者Δf/f为10－5，后者可达10－10～10－11。1.石英晶体的特点8.1.4石英晶体正弦波振荡电路第32页，课件共96页，创作于2023年2月33①石英晶体工作在哪个区？②是哪种典型的正弦波振荡电路？①石英晶体工作在哪个区？②两级放大电路分别为哪种基本接法？③C1的作用？（1）并联型电路（2）串联型电路2.电路第33页，课件共96页，创作于2023年2月34改错，使电路有可能产生正弦波振荡同名端对吗？放大电路能放大吗？各电容的作用？第34页，课件共96页，创作于2023年2月35同名端？能产生正弦波振荡吗？“判振”时的注意事项：1.放大电路必须能够正常工作，放大电路的基本接法；2.断开反馈，在断开处加f=f0的输入电压；3.找出在哪个元件上获得反馈电压，是否能取代输入电压。三个电路有什么相同之处？这样的电路形式有什么好处？第35页，课件共96页，创作于2023年2月36例8.1.2为使电路能产生正弦波振荡，确定变压器的同名端。短路共基放大电路耦合电容旁路电容第36页，课件共96页，创作于2023年2月37例8.1.3判断电路能否产生正弦波振荡，若不能，改正错误，之能产生正弦波振荡。不改变放大电路的基本接法。C1静态C、B短路，Q点不合适缺RC，使C、E短路旁路电容电容三点式第37页，课件共96页，创作于2023年2月38一、电压比较器的功能：比较电压的大小。广泛用于各种报警电路。输入电压是连续的模拟信号；输出电压表示比较的结果，只有高电平和低电平两种情况。使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压。8.2.1概述8.2电压比较器第38页，课件共96页，创作于2023年2月39二、电压比较器的电压传输特性阈值电压UT

：使uO从UOH跃变为UOL，或者从UOL跃变为UOH的输入电压称为阈值电压，或转折电压，记作UT。电压传输特性的三个要素：（1）输出电压高电平UOH和低电平UOL

；（2）阈值电压UT

；（3）当uI变化且经过UT时，uO跃变的方向：是从UOHUOL

，还是从UOL

UOH

。第39页，课件共96页，创作于2023年2月40三、集成运放的非线性工作区电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈集成运放工作在非线性区的特点1)净输入电流为02)uP>uN时，uO＝＋UOM

uP<uN时，uO＝－UOM第40页，课件共96页，创作于2023年2月41四、电压比较器的种类（1）单限比较器：只有一个阈值电压（3）窗口比较器：有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次。（2）滞回比较器：具有滞回特性输入电压的变化方向不同，阈值电压也不同，但输入电压单调变化使输出电压只跃变一次。回差电压第41页，课件共96页，创作于2023年2月428.2.2单限比较器一、过零比较器A－＋uOuIuO+UOM-UOM0uIA－＋uOuID1D2R阈值电压UT=0VA－＋uOuIuO+UOM-UOM0uI

集成运放的净输入电压等于输入电压，为保护集成运放的输入端，需加输入端限幅电路。第42页，课件共96页，创作于2023年2月43A－＋uOuIDZ1DZ2Ru’OA－＋uOuIDZ±UZR+UZ-UZuO0uI有限幅的过零比较器UOH＝UZ

UOL＝－UD

为使UOL接近0，怎么办？锗管第43页，课件共96页，创作于2023年2月44A－＋uOuIDZR有限幅的过零比较器uO＝±UZ（1）保护输入端（2）加速集成运放状态的转换电压比较器的分析方法：（1）根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平；（2）写出uP、uN的表达式，令uP＝uN，求解出的uI即为UT；（3）根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定输出电压的跃变方向。第44页，课件共96页，创作于2023年2月45(1)通过研究集成运放输出端所接的限幅电路来确定电压比较器的输出低电平UOL和输出高电平UOH

；(2)写出集成运放同相输入端、反相输入端电位up和uN的表达式，令uN=up

，解得的输入电压就是阈值电压UT

；(3)uO在uI过UT时的跃变方向决定于uI作用于集成运放的哪个输入端。当uI从反相输入端输入(或通过电阻接反相输入端)时，uI<UT

，uO=UOH

；uI>UT

，uO=UOL

。当uI从同相输入端输入(或通过电阻接同相输入端)时，uI<UT

，uO=UOL

；uI>UT

，uO=UOH

。归纳：分析电压传输特性三个要素的方法：第45页，课件共96页，创作于2023年2月46二、一般单限比较器A－＋uOuIDZ±UZR1R2RUREFu’O利用叠加原理，集成运放反相输入端的电位为令uP=uN=0，求出阈值电压当uI<UT时，uN<up

，所以u’O=+UOM

，uO=UOH=+UZ

；当uI>UT时，uN>up

，所以u’O=-UOM

，uO=UOL=-UZ

。uO+UZ-UZ0uIUT第46页，课件共96页，创作于2023年2月47[例8.2.1]在图(a)所示的电路中，稳压管的稳定电压UZ=±6V；在图(b)所示电路中，R1=R2=5k，基准电压UREF=2V，稳压管的稳定电压UZ=±5V；它们的输入电压为图(c)所示的三角波。试画出图(a)所示电路的输出电压UO1和图(b)所示电路的输出电压UO2。uI/V50-2-5t图(c)解：由a图可知，当uI<0时，uO1=+UZ=6V；当uI>0时，uO1=-UZ=-6V。当uI<-2V时，uO1=+UZ=5V；当uI>2V时，uO1=-UZ=-5V。图(b)A－＋uO2uIDZ±UZR1R2RUREFu’O图(a)A－＋uO1uIDZRuI/V50-5tuO1/Vt60-6t50-5uO2/V-2由b图可知:第47页，课件共96页，创作于2023年2月48存在干扰时单限比较器的uI、uO

波形第48页，课件共96页，创作于2023年2月49A－＋uOuIR1DZ±UZR2R8.2.3滞回比较器令uP=uN，求出阈值电压uO=±UZ。集成运放反相输入端的电位uN=uI，同相输入端的电位第49页，课件共96页，创作于2023年2月50A－＋uOuIR1DZ±UZR2RuO=±UZ。+UZ-UZuO0uI+UT-UT

设uI＜－UT，则uN＜uP，uO＝+UZ。此时uP＝+UT，增大uI，直至+UT，再增大，uO才从+UZ跃变为－UZ。

设uI＞+UT，则uN＞uP，uO＝－UZ。此时uP＝－UT，减小uI，直至－UT，再减小，uO才从－UZ跃变为+UZ。第50页，课件共96页，创作于2023年2月51uO/V9-90t[例8.2.2]在图(a)所示的电路中，已知R1=50k，R2=100k，稳压管的稳定电压±UZ=±9V，输入电压uI的波形如图(b)所示，试画出uO的波形。解：输出高电平和低电平分别为±UZ=±9V，阈值电压uI/V3-30t图（b）图（a）A－＋uOuIR1DZ±UZR2RuO9-90uI+3-3第51页，课件共96页，创作于2023年2月521.若要电压传输特性曲线左右移动，则应如何修改电路？讨论：如何改变滞回比较器的电压传输特性2.若要电压传输特性曲线上下移动，则应如何修改电路？3.若要改变输入电压过阈值电压时输出电压的跃变方向，则应如何修改电路？改变输出限幅电路第52页，课件共96页，创作于2023年2月53A－＋uOuIDZ±UZR1R2RUREF同相输入端的电位令uP=uN，求出阈值电压uOUT2UT10uI第53页，课件共96页，创作于2023年2月548.2.4窗口比较器uOuID1A1－＋D2R1A2＋－URHURLuO1uO2R2DZuOUOHUOL0URLURHuI当uI>URH时，uO1=－uO2=UOM，D1导通，D2截止；uO=UZ。当uI<URL时，uO2=－uO1=UOM，D2导通，D1截止；uO=UZ

。当URL<uI<URH时，uO1=uO2=－UOM，D1、D2均截止；uO=0。第54页，课件共96页，创作于2023年2月55结论：(1)在电压比较器中，集成运放多工作在非线性区，输出电压只有高电平和低电平两种可能的情况。(2)一般用电压传输特性来描述输出电压与输入电压的函数关系。(3)电压传输特性的三个要素是输出电压的高、低电平，阈值电压和输出电压的跃变方向。输出电压的高、低电平决定于限幅电路；令uP=uN

所求出的uI就是阈值电压；uI等于阈值电压时输出电压的跃变方向决定于输入电压作用于同相输入端还是反相输入端。第55页，课件共96页，创作于2023年2月56二、集成电压比较器的基本接法1.通用型集成电压比较器AD790

－＋12348765正电源同相输入反相输入负电源

锁存控制

地

输出

逻辑电源8.2.5集成电压比较器一、集成电压比较器的主要特点和分类特点：响应速度快，传输时间短；可直接驱动TTL、CMOS等集成数字电路分类：按个数；按功能；按输出方式第56页，课件共96页，创作于2023年2月57

－＋uOuNuP234675815100.1F0.1F+5V-5V

－＋uOuNuP234675815100.1F0.1F+5V+12V

－＋12348765正电源同相输入反相输入负电源

锁存控制

地

输出

逻辑电源1）单电源供电，逻辑电源为5V2）5V双电源供电，逻辑电源为5V第57页，课件共96页，创作于2023年2月58

－＋uOuNuP234675810.1F0.1F+5V+15V0.1F-15V3）15V双电源供电，逻辑电源为5V第58页，课件共96页，创作于2023年2月59过零比较器A－＋uOuIuO+UOM-UOM0uI阈值电压UT=0VA－＋uOuIuO+UOM-UOM0uI第59页，课件共96页，创作于2023年2月60一般单限比较器A－＋uOuIDZ±UZR1R2RUREFu’OuO+UZ-UZ0uIUT第60页，课件共96页，创作于2023年2月61A－＋uOuIR1DZ±UZR2R

滞回比较器+UZ-UZuO0uI+UT-UTA－＋uOuIDZ±UZR1R2RUREFuOUT2UT10uI第61页，课件共96页，创作于2023年2月62窗口比较器uOuID1A1－＋D2R1A2＋－URHURLuO1uO2R2DZuOUOHUOL0URLURHuI第62页，课件共96页，创作于2023年2月638.3非正弦波发生电路非正弦波矩形波三角波锯齿波尖顶波阶梯波矩形波是基础波形，可通过波形变换得到其它波形。第63页，课件共96页，创作于2023年2月64

输出无稳态，有两个暂态；若输出为高电平时定义为第一暂态，则输出为低电平为第二暂态。一、基本组成部分

（1）输出只有高电平和低电平两种情况，称为两种状态：开关电路。8.3.1矩形波发生电路（3）两个状态均维持一定的时间，决定振荡频率：延迟环节。因而采用电压比较器。（2）自控，在输出为某一状态时孕育翻转成另一状态的条件：反馈网络。应引入反馈。利用RC电路实现。第64页，课件共96页，创作于2023年2月65二、电路组成正向充电：

uO（+UZ）→R3→C→地反向充电：地→C→R3→uO（－UZ）RC回路滞回比较器第65页，课件共96页，创作于2023年2月66三、工作原理：分析方法方法一：设电路已振荡，且在某一暂态，看是否能自动翻转为另一暂态，并能再回到原暂态。方法二：电路合闸通电，分析电路是否有两个暂态，而无稳态。

电容正向充电，t↑→uN↑，t→∞，uN→UZ；但当uN＝+UT时，再增大，uO从+UZ跃变为-UZ，uP＝－UT，电路进入第二暂态。假设第一暂态：uO＝UZ，uP＝+UT。第66页，课件共96页，创作于2023年2月67三、工作原理：分析

电容反向充电，t↑→uN↓，t→∞，uN→-UZ；但当uN＝－UT时，再减小，uO从-UZ跃变为+UZ，uP＝+UT，电路返回第一暂态。第二暂态：uO＝-UZ，uP＝-UT。第67页，课件共96页，创作于2023年2月68脉冲宽度四、波形分析第68页，课件共96页，创作于2023年2月69

正向充电和反向充电时间常数可调，占空比就可调。五、占空比可调电路为了占空比调节范围大，R3应如何取值？第69页，课件共96页，创作于2023年2月70A－＋uOuN(uC)DZ±UZR1R2R4R3CRW1D1D2RW2uC0-UTtuot0+UT-UZ+UZT1T2当uO=+UZ时，uO通过RW1

、二极管D1、R3；对电容C充电，若忽略二极管导通时的等效电阻，则时间常数当uO=-UZ时，uO通过RW2

、二极管D2、R3；对电容C放电，若忽略二极管导通时的等效电阻，则时间常数第70页，课件共96页，创作于2023年2月71[例8.3.1]在图中所示电路中，已知R1=R2=25k，R3=5k

，RW=100k

，C=0.1F，±UZ=±8V。试求：（1）输出电压的幅值和振荡频率约为多少？（2）占空比的调节范围约为多少？A－＋uOuN(uC)DZ±UZR1R2R4R3CRW1D1D2RW2uC0-UTtuot0+UT-UZ+UZT1T2解：（1）输出电压uO=±8V。振荡周期振荡频率f=1/T≈83Hz（2）矩形波的宽度占空比T1/T≈0.045～0.95第71页，课件共96页，创作于2023年2月72

一、电路组成

用积分运算电路可将方波变为三角波。两个RC环节实际电路将两个RC环节合二为一为什么采用同相输入的滞回比较器？uO要取代uC，必须改变输入端。集成运放应用电路的分析方法：化整为零（分块），分析功能（每块），统观整体，性能估算8.3.2三角波发生电路第72页，课件共96页，创作于2023年2月73滞回比较器积分运算电路求滞回比较器的电压传输特性：三要素

UOH=－UOL=UZ

，uI作用于集成运放的同相输入端，求UT：二、工作原理第73页，课件共96页，创作于2023年2月74

合闸通电，通常C上电压为0。设uO1↑→uP1↑→uO1↑↑，直至uO1

＝UZ（第一暂态）；积分电路反向积分，t↑→uO↓，一旦uO过－UT，uO1从＋UZ跃变为－UZ（第二暂态）

。积分电路正向积分，t↑→uO↑，一旦uO过＋UT，uO1从－UZ跃变为＋UZ，返回第一暂态。重复上述过程，产生周期性的变化，即振荡。

电路状态翻转时，uP1=?二、工作原理第74页，课件共96页，创作于2023年2月75三、波形分析及振荡频率积分电路正向积分时，uO1=-UZ

，起始值为-UT

，终了值为+UT

，积分时间为二分之一周期，第75页，课件共96页，创作于2023年2月761.R3应大些？小些？2.RW的滑动端在最上端和最下端时的波形？≈T3.R3短路时的波形？8.3.3锯齿波发生电路第76页，课件共96页，创作于2023年2月77A1－＋uO1DZ±UZR1R2R4A2－＋RuOCRWR3D1D28.3.3锯齿波发生电路uO1tuot0+UZ-UZ-UT+UTt1t2T2t0T1设二极管导通时的等效电阻可忽略不计，电位器的滑动端移到最上端。当uO1=+UZ时，D1导通，D2截止，输出电压的表达式当uO1=-UZ时，D2导通，D1截止，输出电压的表达式第77页，课件共96页，创作于2023年2月78uItuot0+UIM-UIM0Au=1Au=-18.3.4波形变换电路一、三角形变锯齿波电路A－＋R5=

RuoRf=

RR3=

R/2uIuCR2=

R/2R1=

RR4=

R/2

NPM当开关断开，uI同时作用于集成运放的反相输入端和同相输入端，根据虚短和虚断的概念当开关闭合时，集成运放的反相输入端和同相输入端为虚地，uN=uP=0，电阻R2中电流为零，等效电路是反相比例运算电路，因此uCM20pF100k第78页，课件共96页，创作于2023年2月79二、三角波变正弦波电路1.滤波法低通滤波电路uouIuItuot00将三角波按傅立叶级数展开低通滤波器的通带截止频率应大于基波频率小于三次谐波频率。第79页，课件共96页，创作于2023年2月80u/UImaxt00.11.00.90.80.70.60.50.40.30.2002505007009002.折线法应采用比例系数可以自动调节的运算电路uIA－＋R7uoRRfD1D2D3D1’D2’D3’R1R2R3R1’R2’R3’R4R5R6R4’R5’R6’-VCC(-15V)+VCC(+15V)u1u2u3u1’u2’u3’当|uI|<0.3Um时，uo=-uI，比例系数的值第80页，课件共96页，创作于2023年2月81uI(uI<0)A－＋R7uo(uo>0)RRfD1R1R4-VCC(-15V)iRiD1iR1iR4当0.3Um<|uI|<0.56Um时，D1导通，等效电路如图所示。若忽略二极管的正向电阻，则N点的电流方程为根据曲线所示，|uo|≈0.89uI。合理选择R4

，使选择R1≈0.89R

，就可得到|uo|≈0.89uI

。从而比例系数随着uI逐渐降低，uo逐渐升高，D2、D3依次导通，等效反馈电阻逐渐减小，比例系数的数值依次约为0.77、0.63。当uI从负的峰值逐渐增大时，D3

、D2、D1依次截止，比例系数的数值依次约为0.63、0.77、0.89、1。第81页，课件共96页，创作于2023年2月828.3.5函数发生器C电压比较器I电压比较器II三角波变正弦波电路缓冲电路I缓冲电路II触发器I2IIS2IS1uCuO4uO5S+VCC-VEERL③②⑨⑩⑥11ICL8038——一种可以同时产生方波、三角波和正弦波的专用集成电路。一、电路结构uOUOHU0L0uI1/3VCCuIuOUOHU0L02/3VCC0111保持不变保持不变101000/QQ/RS第82页，课件共96页，创作于2023年2月83uC0tUo5(/R)t0+1/3VCCUOLUOH+2/3VCCtUo4(S)UOH0UOLtQUOH0UOLC电压比较器I电压比较器II三角波变正弦波电路缓冲电路I缓冲电路II触发器I2IIS2IS1uCuO4uO5S+VCC-VEERL③②⑨⑩⑥11ICL80380111保持不变保持不变101000/QQ/RS二、工作原理第83页，课件共96页，创作于2023年2月84三、性能特点四、常用接法123414768正弦波失真度调整正弦波输出三角波输出占空比及频率调整

矩形波输出5913121110{+VCC调频偏置电压调频电压输入端外接电容-VEE或地正弦波失真度调整ICL8038ICL80381011122396547883kRL10kRBRA+VCC-VEE/地u9u3u2u2u3u9第84页，课件共96页，创作于2023年2月85ICL803810111223965478100kRL10kRBRA+VCC-VEE/地u9u3u2RW1ku3u9u2ICL803810111223965478100kRL10k+VCC-VEEu9u3u2RW11k110k10k100kRW2RA4.7kRB4.7k10k20k0.1F第85页，课件共96页，创作于2023年2月868.4利用集成运放实现的信号转换电路8.4.1电压—电流转换电路A－＋uIR’RLRiLi1一、电压—电流转换电路A1－＋uO1uIR4R2R3iOR1A2－＋ROuO2N1P1N2P2RL由于电路引入负反馈，uN=uP=0，负载电流R1=R2=R3=R4=R第86页，课件共96页，创作于2023年2月87二、电流—电压转换电路A－＋uORRfRSiFiSRLRi第87页，课件共96页，创作于2023年2月888.4.2精密整流电路DR++--uIuO0概念：将交流电转换为直流电，称为整流。精密整流电路的功能是将微弱的交流电压转换成直流电压。iu0tUon0tuIuO10tuO20t第88页，课件共96页，创作于2023年2月890t