信号生产电路

信号生产电路1

运放工作在线性区时的特点2运放工作在非线性区时的特点3电压比较器4迟滞比较器5方波、三角波、锯齿波发生器(6-1)uiuo+UOM-UOM

Ao越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。uiuo_+

+Ao1运放工作在线性区时的特点例：若UOM=12V，Ao=106，则|ui|<12

V时，运放处于线性区。线性放大区(5-2)由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓的理想运放。理想运放的条件虚短路放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。虚开路运放工作在线性区的特点一、在分析信号运算电路时对运放的处理(5-3)二、分析运放组成的线性电路的出发点虚短路虚开路放大倍数与负载无关，可以分开分析。u+uo_+

+

u–Ii信号的放大、运算有源滤波电路运放线性应用(5-4)非线性应用：是指由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系uo=f(ui)是非线性函数。由运放组成的非线性电路有以下三种情况：1.电路中的运放处于非线性状态。++Auo

比如：运放开环应用uo

运放电路中有正反馈，运放处于非线性状态。(6-5)2运放工作在非线性区时的特点2.电路中的运放处于线性状态，但外围电路有非线性元件（二极管、三极管、稳压管等）。ui>0时：ui<0时：++Auo

R1RF1RF2Duiuoui0传输特性(6-6)3.另一种情况，电路中的运放处于非线性状态，外围电路也有非线性元件（二极管、三极管）。由于处于线性与非线性状态的运放的分析方法不同，所以分析电路前，首先确定运放是否工作在线性区。确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。若有负反馈，则运放工作在线性区；若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。处于非线性状态运放的特点：1.虚短路不成立。2.输入电阻仍可以认为很大。3.输出电阻仍可以认为是0。(6-7)uoui0+Uom-UomUR传输特性3电压比较器UR：参考电压ui：被比较信号

++uouiUR–特点：运放处于开环状态。当ui>UR时,uo=+Uom当ui<UR时,uo=-Uom

一、若ui从同相端输入(6-8)++uouiURuoui0+Uom-UomUR当ui<UR时,uo=+Uom当ui>UR时,uo=-Uom

二、若ui从反相端输入(6-9)uoui0+UOM-UOM++uoui三、过零比较器:(UR=0时)++uouiuoui0+UOM-UOM(6-10)++uouitui例：利用电压比较器将正弦波变为方波。uot+Uom-Uom(6-11)++uiuoui0+UZ-UZ电路改进：用稳压管稳定输出电压。++uiuo

UZRR´uo

UZ电压比较器的另一种形式

——将双向稳压管接在负反馈回路上(6-12)比较器的特点1.电路简单。2.当Ao不够大时，输出边沿不陡。3.容易引入干扰。tuiuot过零附近仍处于放大区(6-13)一、下行迟滞比较器分析1.因为有正反馈，所以输出饱和。2.当uo正饱和时(uo=+UOM)：U+3.当uo负饱和时(uo=–UOM)：－++uoRR2R1ui参考电压由输出电压决定4

迟滞比较器特点：电路中使用正反馈，运放处于非线性状态。1.没加参考电压的下行迟滞比较器(6-14)分别称UH和UL上下门限电压。称(UH-UL)为回差。当ui增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom；－++uoRR2R1ui当ui

减小到UL时，输出由-Uom跳变到Uom

。传输特性：uoui0Uom-UomUHUL小于回差的干扰不会引起跳转。跳转时，正反馈加速跳转。(6-15)tuiUom-UomtuiUHUL例：下行迟滞比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。－++uoRR2R1ui(6-16)2.加上参考电压后的下行迟滞比较器加上参考电压后的上下限：－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL(6-17)下行迟滞比较器两种电路传输特性的比较:－++uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL(6-18)例：R1=10k

，R2=20k

，UOM=12V，UR=9V当输入ui为如图所示的波形时，画出输出uo的波形。－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL5V10Vuit0(6-19)首先计算上下门限电压：－++uoRR2R1uiUR(6-20)+UOM-UOM根据传输特性画输出波形图。－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHULuiuott10V5V002V(6-21)u+=0

时翻转，可以求出上下门限电压。二、上行迟滞比较器－++uoRR2R1ui当u+>u-=0

时,uo=+UOM当u+<u-=0时,uo=-UOM1.没加参考电压的上行迟滞比较器(6-22)uoui0Uom-Uom传输特性曲线UHUL－++uoRR2R1ui上下门限电压：(6-23)－++uoRR2R1uiUR上下门限电压：当uo=+UOM时：当uo=-UOM时：2.加上参考电压后的上行迟滞比较器(6-24)传输特性：UHULuoui0Uom-Uom－++uoRR2R1uiUR－++uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL对照(6-25)迟滞比较器电路改进：为了稳定输出电压，可以在输出端加上双向稳压管。思考题：如何计算上下限？

UZ－++uoRR2R1uiuo

UZ－++RR2R1ui(6-26)一、电路结构上下门限电压：下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端。－++RR1R2C+ucuo–5方波发生器(7-27)二、工作原理1.设uo

=

+UOM此时，输出给C充电!则：u+=UH0tuoUOM-UOMU+Huc0t一旦uc>UH

,就有u->u+,在uc<UH

时，u-

<u+,uo

保持+UOM

不变；uo

立即由＋UOM

变成－UOM

－++RR1R2C+ucuo–(7-28)此时，C

经输出端放电。2.当uo

=

-UOM时，u+=ULuc降到UL时，uo上翻。UHuctUL当uo

重新回到＋UOM以后，电路又进入另一个周期性的变化。－++RR1R2C+ucuo–(7-29)0UHuctULUOMuo0t-UOMT输出波形：－++RR1R2C+ucuo–(7-30)RC电路：起反馈和延迟作用，获得一定的频率。下行迟滞比较器：起开关作用，实现高低电平的转换。－++RR1R2C+ucuo–方波发生器各部分的作用：(7-31)三、周期与频率的计算f=1/Tuc上升阶段表示式:uc下降阶段表示式:uc0UHtULT1T2(7-32)方波发生器电路的改进：－++RR1R2C+ucuo–－++RR1R2C+ucuo

UZ–(7-33)思考题：点b是电位器RW

的中点，点a

和点c

是b的上方和下方的某点。试定性画出点电位器可动端分别处于

a、b、c

三点时的uo-uc

相对应的波形图。－-+++RWR1R2CucuoD1D2abc(7-34)反向积分电路方波发生器电路一：方波发生器

矩形波

积分电路

三角波6三角波发生器－++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。(7-35)－++RR1R2C+uc-++RR2Cuouo1uo三角波的周期由方波发生器确定，其幅值也由周期T和参数R、C决定。0uo1tUom-Uom(7-36)电路二：电路一的改型－++－++A1A2uouo1R02R01RCR2R1反向积分电路上行迟滞比较器特点：由上行的迟滞比较器和反相积分器级联构成，迟滞比较器的输出作为反相积分器的输入，反相积分器的输出又作为迟滞比较器的输入。(7-37)－++uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL上行的迟滞比较器回顾:上下门限电压：(7-38)回顾:反相积分器ui-++RR2Cuoui=-Uui=+Utuo0+Uom-Uom(7-39)－++－++A1A2uouo1R02R01RCR2R100uo1t＋UOM－UOMuotUHUL(7-40)周期和频率的计算：tuoUHULT－++－++A1A2uouo1R02R01RCR2R1T1T2(7-41)电路三：是电路二的改型电路调整电位器RW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。+E-ERW－++－++A1A2uouo1R02R01RCR2R1(7-42)tuoT1T2-－++R2R1++R´R2CuoR+–T1

时间段，电容C通过R´

放电T2

时间段