华工模电课件chaer3

波形的发生与信号的转换8.1正弦波振荡电路8.2电压比较器8.3非正弦波发生电路第8章fidXXX-=改成正反馈只有正反馈电路才能产生自激振荡。+Xi–f基本放大器A反馈网络FX+doXX1.正弦波振荡的条件无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。与负反馈放大电路的振荡的不同之处：在正弦波振荡电路中引入的是正反馈，且振荡频率可控。8.1正弦波振荡电路如果：,ifXX=则去掉,iX仍有信号输出。反馈信号代替了放大电路的输入信号。Xi+f基本放大器A反馈网络FX+doXXXdof基本放大器A反馈网络FXXFA=1Xd=Xf所以，自激振荡条件也可以写成：自激振荡的条件：1、振幅条件：2、相位条件：pjjnFA2=+n是整数因为：..Xdof基本放大器A反馈网络FXX2.起振条件和稳幅原理起振条件：结果：产生增幅振荡（略大于）1、被动稳幅：器件非线性2、主动稳幅：在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以调节放大电路的增益。稳幅过程：起振时，稳定振荡时，稳幅措施：起振过程Xdof基本放大器A反馈网络FXX稳定的振幅非线性环节的必要性！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。。

要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的f0，且在合闸通电时对于f=f0信号有从小到大直至稳幅的过程，即满足起振条件。3.基本组成部分1)放大电路：放大作用2)正反馈网络：满足相位条件3)选频网络：确定f0，保证电路产生正弦波振荡4)非线性环节（稳幅环节）：稳幅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。常合二为一4、分析方法5.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8.1.2RC正弦波振荡电路一.RC串并联网络的选频特性R1C1串联阻抗：R2C2并联阻抗：选频特性：定量分析R1C1串联阻抗：R2C2并联阻抗：通常，取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，则有：式中：可见：当时，│F│最大，且=0°

│F│max=1/3RC串并联网络完整的频率特性曲线：当时，│F│=│F│max=1/3φF+90°|F|二.RC桥式振荡器的工作原理在f0处满足相位条件：因为：AF=131=F11f+=RRA1f2RR=只需：A=3输出正弦波频率：振幅条件：引入负反馈：选：RC桥式正弦波振荡电路反馈网络构成桥路例题:R=1摇k，C=0族.1F，R1=1具0k。Rf为多写大时蜘才能唤起振券？振耗荡频汤率f0=？AF=1雾，31=F11f+=RRAA=3Rf=2R1=21润0=锣20k=1文59有2图Hz起振任条件段：能自虑动稳展幅的章振荡截电路半导体热敏电阻(负温度系数）起振里时Rt较大使A>3许,易起俱振当uo幅度等自激击增长秤时，Rt减小农，A减小蜻。当uo幅度乞达某稀一值雾时，A→3当uo进一习步增舍大时验，RT再减仙小,使A<3。因此uo幅度煎自动首稳定纽奉于某屈一幅贸值。能自像动稳蹄幅的谎振荡巴电路起振葛时D1、D2不导留通，Rf1+Rf2略大渗于2R1。随着uo的增碍加，D1、D2逐渐锐导通宋，Rf2被短景接，A自动块下降知，起喷到稳途幅作肆用。将Rf分为Rf1和Rf2，Rf2并联乘二极疗管K：双联芹波段央开关裙，切换R，用于粗调径振荡岛频率第。C：双联榨可调革电容丝式，改役变C，用于傍细调趣振荡煌频率失。振荡辆频率肢的调惨节：_++RfuoRCCR1KKR1R1R2R2R3R3振荡频率：一、LC并联膜谐振疲回路揪的选频般特性(阻性)LC并联或谐振特点灶：谐振戒时，砖总路编电流易很小碍，支坊路电断流很输大，提电感签与电舟容的哪无功困功率订互相室补偿毙，电矛路呈喊阻性艳。R为电旱感和宗回路傍中的停损耗伴电阻8.傅1.并3LC正弦即波振层荡器当时，产生背并联节谐振醉。谐振识时，双电路牛呈阻怠性：Q为谐芽振回佛路的锅品质丈因数洲，Q值越雁大，凉曲线宵越陡战越窄贡，选感频特侄性越口好。谐振雾时LC并联卧谐振雁电路相当课一个订大电孟阻。LC并联凯谐振盈回路退的幅频性特性蛇曲线|Z|Q小Q大互感税线圈盏的极麦性判指别1234初级停线圈次级俱线圈同名端1234+–+–在L猫C振讽荡器仪中，雷反馈杜信号迷通过互感辟线圈涝引出同名同端：二.变压瓣器反姜馈式LC振荡挖电路工作盼原理到：三极学管共宏射放心大器:利用帆互感跪线圈终的同俭名端左：满足桌相位盘条件样。振荡枝频率:判断海是否检是满燥足相温位条斯件——相位惯平衡叛法：断开解反馈筋到放隐大器误的输扎入端葵点，嫂假设弦在输修入端脑加入鞋一正激极性条的信叙号，袜用瞬初时极膊性法把判定矮反馈昏信号液的极甩性。权若反炕馈信垒号与草输入梯信号怪同相拳，则育满足爬相位镇条件帜；否爹则不吨满足少。(+扫)(-涨)(+搜)(+豆)(+苹)(+智)(+联)LC正弦绍波振瓶荡器况举例满足披相位夜平衡舒条件（+）（+）（–）（+）LC正弦颂波振喘荡器野举例振荡混频率:（–）满足食相位劳平衡贤条件(a)(b)(c)例司有辛以下锈三个纳变压坟器反裂馈式笋的电尚路，郊试分旦析能幸否满权足相孤位平族衡条养件？都能绿满足微相位照平衡题条件仍然坝由LC并联食谐振饲电路昆构成倡选频益网络三.三点浸式LC振荡悬电路原理距：uf与uo反相uf与uo同相电感煌三点蜘式：电容旗三点裤式：uf与uo反相uf与uo同相uf与uo反相uf与uo同相电感翻三点映式：电容江三点铁式：uf与uo反相uf与uo同相中间鼻点交菜流接男地，壤则首科尾端辆相位尚相反首端国或尾饼端交邻流接欠，则耀余下泻不接悼地两薄点相宇位相交同1.电感明三点盾式LC振荡埋电路振荡围频率勉：满足压相位平衡婶条件满足帖相位平衡忠条件2.电容指三点插式LC振荡担电路振荡谋频率看：例：试哪判断喇下图嗽所示亦三点艳式振葬荡电月路是底否满冲足相让位平蜘衡条绍件。满足久相位姥平衡锐条件Q值越叹高，辉选频结特性穴越好扇，频岔率越研稳定姿。8.生4石英倚晶体搏振荡稻电路频率离稳定腥问题频率稳定度一般由来衡量——频率偏移量。——振荡频率。LC振荡颂电路Q——数百石英恰晶体旗振荡烈电路Q——挂10警00辫0井50阻00摊00一.石英百晶体2.基本致特性1.结构忍：极板然间加悄电场极板臭间加速机械虎力晶体机械变形晶体产生电场压电滥效应派：交变炎电压机械振动交变电压机械误振动搁的固诊有频潜率与阳晶片蛮尺寸痛有关缘瑞，稳具定性承高。当交扣变电哈压频勇率=固有排频率裙时，侄振幅厘最大符号压电谐振3.石英安晶体犹的等蜓效电荣路与乞频率把特性等效次电路边：静电腐电容浪（平姓行板弟电容肠）约誉几~几十优皮法模拟却晶体搅机械躁振动趴惯性10-3~10-2H晶体壳弹性衡电容10-4~1胶0-1pF模拟碰机械拨振动极摩擦乳损耗弱，很捏小又因加工拘精度矛很高逐，所纯以能争获得犯很高滥的频用率稳绳定度充。因L大，C、R小，则等效面电路男：（1）串层联谐丽振频率芬特性蹈：晶体独等效帆纯阻喜且阻末值≈0（2）并两联谐溪振通常所以X感性0容性容性二.石英并晶体亦振荡挣电路利用洒石英截晶体新的高窝品质厘因数侧的特旺点，掠构成LC振荡困电路警。1.并联燃型石户英晶汪体振驶荡器石英嫁晶体蓄工作纸在fs与fp之间嘴，相当者一个屡大电嚼感，与C1、C2组成杯电容锻三点盆式振私荡器蔬。由棚于石于英晶傲体的Q值很盲高，隙可达登到几禁千以判上，扇所以牲电路谱可以下获得封很高荒的振桑荡频羞率稳唐定性赌。X感性0容性容性2.串联玻型石朋英晶进体振疏荡器石英朗晶体衡工作爬在fs处，呈电津阻性填，而恳且阻秧抗最童小，伸正反偶馈最滩强，搜相移注为零,满足狸振荡胖的相趋位平墨衡条皇件。对于fs以外散的频拖率，然石英盏晶体均阻抗秀增大,且相错移不兄为零摆，不泻满足架振荡府条件祖，电优路不戏振荡妖。X感性0容性容性思考蛋：下图统的振椅荡电吗路能辽否产费生振盐荡，淹若产吐生振腹荡,石英遥晶体街处于寄何种泰状态售？8.氏2电压赛比较其器将一悟个模垫拟电希压信贷号与服一参考纯电压相比盏较，水输出昼一定继的高转低电御平。功能闸：构成个：运放危组成饮的电萍路处徐于非线引性状课态，输闷出与旺输入隔的关之系uo=f(ui)是非图线性淡函数医。uoui0+UOM-UOM1.运放鬼工作汇在非线吩性状推态的判怖定：麦电路劈燕开环阶或引共入正笛反馈汪。运放请工作钳在非刮线性劝状态粗基本共分析牵方法2.运放蚁工作览在非线润性状冠态的分俊析方坛法：若U+＞U-则UO=+UOM；若U+＜U-则UO=-UOM。虚断肉（运否放输傍入端岗电流=0）注意简：此效时不能鲜用虚真短！uoui0+UOM-UOMuoui0+UOM-UOM1.过零区比较免器:（门挽限电射平=0）uoui0+UOM-UOM一.单门谦限电攻压比脉较器tuituo+Uom-Uom例题析：利缠用电贤压比棋较器狐将正眼弦波品变为粮方波炉。2.单门阵限比附较器罚（与从参考姨电压惧比较坛）uoui0+Uom-UomURE小FURE尘F为参篮考电得压当ui>URE摆F时,uo=+Uom当ui<URE矮F时,uo=-Uom运放肆处于横开环原状态uoui0+Uom-UomURE反F当ui<URE菌F时,uo=+Uom当ui>URE黄F时,uo=-Uom若ui从反全相端孤输入+-uoui0+UZ-UZ（1）用汤稳压据管稳靠定输届出电化压忽略兰了UD3.限幅砌电路——使输演出电次压为圆一稳督定的狡确定搬值当ui>0时,uo=+UZ当ui<0时,uo=-UZ（2）稳缘瑞幅电均路的客另一努种形杰式：将双窜向稳乌压管帐接在腰负反帆馈回诞路中uoui0+UZ-UZ当ui>0时,uo=-UZ当ui<0时,uo=+UZ二.迟滞盒比较耻器1.工作谊原理——两个岔门限叹电压婆。特点:电路摸中使因用正逐反馈——运放荷工作荷在非扮线性烦区。（1）当uo=+UZ时，（2）当uo=-UZ时，UT+称上门初限电怖压UT-称下门记限电权压(UT+-UT-)称为滥回差电压迟滞肢比较识器的臣电压夜传输续特性南：uoui0+UZ-UZUT+UT-设ui,当ui=朝<UT-时,uo从-UZ+UZ这时,uo=-UZ,u+=UT-设初熟始值:uo=+UZ,u+=UT+设ui,当ui=雁>UT+时,uo从+UZ-UZ同相萌滞回比较穴器电科压传兰输特祝性反相滞回比较桶器电棕压传好输特简性从运壁放的捷反相传输入冒端输潜入从运窄放的炒同相译输入称端输宗入例题脱：Rf=1掠0k，R2=1利0k，UZ=6然V，URE喂F=1储0V。当输汽入ui为如棍图所获示的竞波形找时，俩画荣出输闲出uo的波楚形。上下斤限电岸压：uoui08V2V传输特性+6V-6V2V8Vuiuo+6V-6Vuoui08V2V传输特性+6V-6V三、研窗口含电压忌比较锻器时,VO1=VO2=VOL，VO=0；由此画出电压传输特性如图所示。电路有两个参考电压VRH和VRL，当＞VRH时，VO1=VOH，VO2=VOL，VO=VOH；当＜VRL时，VO1=VOL，VO2=VOH，VO=VOH；当三态柴电压伪比较质器D2导，D1截，D2截，D1导，D2截，D1截，四、渐集成幕比较进器1.拐L孙M3栏11型集喜成比品较器特点伪：电源种电压株可以衰单组+5打V，也可±1堤5V，适汤应范谢围宽伍；输愚出与TT膊L或CM卧OS平兼欠容；礼可以分直接府驱动模多种租负载轧（灯戚泡、芦继电长器等餐）。LM撑31带1的几黎种实垮际连唉接集电妨极输求出连混接集电朽极输恳出连曾接发射老极输夜出连眼接2.煌M亭C1倒45蜻74（CM善OS）集成沸四电肌压比涂较器MC席14棒57辉4比较缩慧器电附路原鄙理图MC剃14悔57尘4比较等器引补脚排铜列图1.电路坏结构由滞咸回比坟较电澡路和RC定时收电路紫构成上下班限:8.赶3非正戒弦波俯发生罗电路一、苏方波贫（矩值形波匀）发努生器2.工作洞原理只：(1窜)设uo=+UZ,此时纲，uO给C充电托,uc，则：u+=UT+0tuo+UZ-UZucUT+0t一旦uc>杯UT+,就有u->驶u+,uo立即厨由＋UZ变成替－UZ。在uc<印UT+时，u-<短u+,设uC初始份值uC(0+)=拔0方波汗发生脂器uo保持+UZ不变+UZ此时爱，C向uO放电坑,再站反向涂充电(2置)当uo=-UZ时，u+=UT-uc达到UT-时，uo上跳秀。UT+uctUT-当uo重新仗回到＋UZ后，植电路术又进灵入另洁一个毫周期省性的既变化革。-UZ0tuo+UZ-UZ0UT+uctUT-+UZuo0t-UZT完整品的波滑形：如何恼计算瞧振荡似周期T？周期缴与频移率的盗计算崖：0UT+uctUT-+UZ-UZT1T2TT=这T1+邻T2=2详T2uc(t)=UC()+UC(0+)-UC()e,=RC-tT2阶段uc(t)的过充渡过为程方茶程为:令t=辞0t=孙T/悄2周期营与频辣率的询计算翠：0UT+uctUT-+UZ-UZT1T2T令t=骑0t=丈T/旧2代如观可推骄出:f=拼1/T3、占空罩比可泡调的篇方波影发生撕器UZuo0t-UZ改变灾电位斩器RW的滑吧动端谎，就欠改变祝了冲穷放电挥的时新间，嚼从而己使方腿波的哨占空芬比可和调。TkT可见捷：调甲节电割位器漏可改夫变占毕空比家，不汁可改酸变周刃期。二、盗三角喷波及骗锯齿驴波信僻号发沉生器电路麦结构：迟滞段比较关器+反相役积分春器1.三角演波发懒生器工作沫原理：对输膨出有破上下相限电眨压：若uo1=+UZ，uo2↓。当u02≤-逐UT时，uo1由+UZ翻转屑为-UZ若uo1=-UZ，uo2↑。当u02≥+纷UT时，uo1由-UZ翻转植为+UZ同相滞回波形榆图0UT+uo2tUT-+UZuo10t

-UZT同相滞回当u02≤-耍UT时,uo1由+UZ翻转押为-UZ当u02≥+栗UT时,uo1由-UZ翻转雪为+UZ若uo1=-UZ，uo2↑。若uo1=+UZ，uo2↓。波形匀图振荡佳周期寒：0UT+uo2tUT-+UZuo10t

-UZT振荡著频率阿：2.锯齿夕波发连生器改变椒积分铲器的气正反婚向充跟电时闸间常锯数，工从而况改变具占空移比。uo1=+UZ，D截止殖，充电省时间帖常数吵：R4C。uo1=-UZ，D导通桃，充电舱时间贩常数铜：(R6∥R4)C≈R6C。+UZuo10t

-UZR6＜＜舞R4T1T2+UZuo10t

-UZR6＜＜济R4T1T2T波形幼图0UT+uo2tUT-+UZuo10t

-UZTT1同相滞回当u02≤-名UT时,uo1由+UZ翻转膝为-UZ当u02≥+遇UT时,uo1由-UZ翻转羽为+UZ若uo1=-UZ，uo2↑。若uo1=+UZ，uo2↓。三、猜单片讲集成蚁多功骑能函快数发追生器一、列单片翅集成IC畅L8死03忙8型多功克能函适数发妙生器特点令：有药正弦玩波、状矩形祝波、依三角蠢波（茎锯齿搂波）刺三种佛波形侵输出驻；矩树形波呢的占诵空比序任意屑调节捡，频婆率范死围为0.祥00户1H今z~1M惭Hz，失真衡度<0德.1数%。IC隔L8删03诉8的引吨脚图电路臂外形芹为双县列直余插式14引脚铺封装躺，内仗部有爱两个鞭电压根比较还器，系二个痒参考拍电压集（,确)季,二个祸电流凯源，豆二个浪缓冲历器，膏还有主一个纲正弦底函数叛转换磁器（止三角辱波转尽换成既正弦番波电民路）唤。其原理