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1、第七章波形发生电路1第1页，共49页，编辑于2022年，星期二第七章第七章 波形发生电路波形发生电路7.1 方波发生器方波发生器7.2 三角波发生器三角波发生器7.3 锯齿波发生器锯齿波发生器7.4 压频转换压频转换7.5 正弦波发生器正弦波发生器2第2页，共49页，编辑于2022年，星期二一、电路结构一、电路结构上下门限电压：上下门限电压：下行的迟滞比较器，下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输输出经积分电路再输入到此比较器的反相入到此比较器的反相输入端。输入端。+RR1R2C+ucuo7.1 方波发生器方波发生器3第3页，共49页，编辑于2022年，星期二二、工作原理二、工作原理1.设设 u
2、o=+UOM此时，输出给此时，输出给C 充电充电!则：则：u+=UH0tuoUOM-UOMU+Huc0t一旦一旦 uc UH,就有就有 u-u+,在在 uc UH 时，时，u-u+,uo 保持保持+UOM 不变；不变；uo 立即由立即由UOM 变成变成UOM +RR1R2C+ucuo4第4页，共49页，编辑于2022年，星期二此时，此时，C 经输出端放电。经输出端放电。2.当当uo =-UOM 时，时，u+=ULuc降到降到UL时，时，uo上翻。上翻。UHuctUL当当uo 重新回到重新回到UOM 以后，电路又进入另一个以后，电路又进入另一个周期性的变化。周期性的变化。+RR1R2C+ucuo
3、5第5页，共49页，编辑于2022年，星期二0UHuctULUOMuo0t-UOMT输出波形：输出波形：+RR1R2C+ucuo6第6页，共49页，编辑于2022年，星期二RC电路：电路：起反馈和延迟作用，获得一定的频率。起反馈和延迟作用，获得一定的频率。下行迟滞比较器：下行迟滞比较器：起开关作用，实现高低电平的转换。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：方波发生器各部分的作用：7第7页，共49页，编辑于2022年，星期二三、周期与频率的计算三、周期与频率的计算f=1/Tuc上升阶段表示式上升阶段表示式:uc下降阶段表示式下降阶段表示式:uc0UHtU
4、LT1T28第8页，共49页，编辑于2022年，星期二方波发生器电路的改进：方波发生器电路的改进：+RR1R2C+ucuo+RR1R2C+ucuo UZ9第9页，共49页，编辑于2022年，星期二思考题：思考题：点点 b 是电位器是电位器 RW 的中点，点的中点，点 a 和点和点 c 是是 b 的上方和下方的某点的上方和下方的某点 。试定性画出点电位。试定性画出点电位器可动端分别处于器可动端分别处于 a、b、c 三点时的三点时的 uo-uc 相对应的波形图。相对应的波形图。-+RWR1R2CucuoD1D2abc10第10页，共49页，编辑于2022年，星期二反向积分电路反向积分电路方波发生器
5、方波发生器电路一：电路一：方波发生器方波发生器 矩形波矩形波积分电路积分电路三角波三角波7.2 三角波发生器三角波发生器+RR1R2C+uc-+RR2Cuo此电路要求前后电路的时间常数配合好，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。不能让积分器饱和。11第11页，共49页，编辑于2022年，星期二+RR1R2C+uc-+RR2Cuouo1uo三角波的周期由方波发生器确定，其幅值也由周期三角波的周期由方波发生器确定，其幅值也由周期T和参数和参数R、C决定。决定。0uo1tUom-Uom12第12页，共49页，编辑于2022年，星期二电路二：电路二：电路一的改型电路一的改型+A1A2
6、uouo1R02R01RCR2R1反向积分电路上行迟滞比较器特点：特点：由由上行的迟滞比较器上行的迟滞比较器和和反相积分器反相积分器级联构成，迟级联构成，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。的输出又作为迟滞比较器的输入。13第13页，共49页，编辑于2022年，星期二+uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL上行的迟滞比较器上行的迟滞比较器回顾回顾:上下门限电压：上下门限电压：14第14页，共49页，编辑于2022年，星期二回顾回顾:反相积分器反相积分器ui-+RR2Cuoui=-Uui=+Utu
7、o0+Uom-Uom15第15页，共49页，编辑于2022年，星期二+A1A2uouo1R02R01RCR2R100uo1tUOMUOMuotUHUL16第16页，共49页，编辑于2022年，星期二周期和频率的计算：周期和频率的计算：tuoUHULT+A1A2uouo1R02R01RCR2R1T1T217第17页，共49页，编辑于2022年，星期二电路三：电路三：是电路二的改型电路是电路二的改型电路调整电位器调整电位器 RW 可以使三角波上下移动。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。即给纯交流的三角波叠加了一个直流分量。+E-ERW+A1A2uouo1R02R01RCR
8、2R118第18页，共49页，编辑于2022年，星期二tuoT1T2-+R2R1+RR2CuoR+T1 时间段，电容时间段，电容 C 通过通过 R 放电放电T2 时间段，电容时间段，电容 C 通过通过 R 充电充电充放电的充放电的 时间时间T1、T2可可通过通过 R、R调整。调整。当当R=0时，则为锯齿波发生器。时，则为锯齿波发生器。电路四：电路四：是电路二的改进电路是电路二的改进电路uo1被嵌位于Uz19第19页，共49页，编辑于2022年，星期二7.3 锯齿波发生器锯齿波发生器uot-+R2R1+R4CuoR+R3改变三角波发生器中积改变三角波发生器中积分电路的充放电时间常数，分电路的充放
9、电时间常数，使放电的时间常数为使放电的时间常数为0，即把，即把三角波发生器转换成了锯齿三角波发生器转换成了锯齿波发生器。波发生器。uct20第20页，共49页，编辑于2022年，星期二-+R2R1+R4CuoR+R321第21页，共49页，编辑于2022年，星期二7.4 压频转换压频转换|ui|1，且，且 A+B=2n，即可起振。即可起振。32第32页，共49页，编辑于2022年，星期二问题问题2：如何稳幅？如何稳幅？起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这时若起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这时若|AF|仍大于仍大于1，则输出将会饱和失真。，则输出将会饱和失真。达到需要的幅值后，将参数
10、调整为达到需要的幅值后，将参数调整为AF=1，即可，即可稳幅。稳幅。具体方法将在后面具体电路中介绍。具体方法将在后面具体电路中介绍。起振并能稳定振荡的条件：起振并能稳定振荡的条件：33第33页，共49页，编辑于2022年，星期二7.5.2 RC振荡电路振荡电路用用RC 电路构成选频网络的振荡电路即所谓的电路构成选频网络的振荡电路即所谓的 RC振荡振荡电路，可选用的电路，可选用的 RC 选频网络有多种，这里只介绍选频网络有多种，这里只介绍文文氏桥选频电路氏桥选频电路。R1C1R2C2一、选频电路一、选频电路34第34页，共49页，编辑于2022年，星期二时，相移为时，相移为0 0。R1C1R2C
11、235第35页，共49页，编辑于2022年，星期二如果：如果：R1=R2=R，C1=C2=C，则：，则：传递函数：传递函数：相频特性：相频特性：幅频特性：幅频特性：fof+90 90 f36第36页，共49页，编辑于2022年，星期二二、用运放组成的二、用运放组成的RC振荡器振荡器所以，要满足相位条所以，要满足相位条件，只有在件，只有在 fo 处处因为：因为：uo_+R2RCRCR137第37页，共49页，编辑于2022年，星期二能自行启动的电路（能自行启动的电路（1）uotRtA半导体半导体热敏电阻热敏电阻起振时，RT略大于2R1，使|AF|1，以便起振；_+RTRCRCR1t uo起振后，
12、uo逐渐增大则RT逐渐减小，使得输出uo为某值时，|AF|=1，从而稳幅。38第38页，共49页，编辑于2022年，星期二能自行启动的电路（能自行启动的电路（2）R22为一小电阻，使(R21+R22)略大于2R1，|AF|1，以便起振；_+R21RCCR1R22D1D2随着uo的增加，R22逐渐被短接，A自动下降到使|AF|=1，使得输出uo稳定在某值。39第39页，共49页，编辑于2022年，星期二输出频率的调整：输出频率的调整：通过调整通过调整R或或/和和C来调整频率。来调整频率。_+RFuoRCCRKKR1R1R2R2R3R3C：双联可调电容，改变C，用于细调振荡频率。K：双联波段开关，
13、切换R，用于粗调振荡频率。40第40页，共49页，编辑于2022年，星期二电子琴的振荡电路电路：电子琴的振荡电路电路：_+RF1uoR1CCRD1D1RF2R28R27R26R25R24R23R22R2141第41页，共49页，编辑于2022年，星期二三、用分立元件组成的三、用分立元件组成的RC振荡器振荡器RCRC+UCCR1C2C3R3R2RE2C1RC2T1RE1CET2RC1RF+ube RC网络正反馈，网络正反馈，RF、RE1组成负反馈，调整到合适的组成负反馈，调整到合适的参数则可产生振荡。参数则可产生振荡。42第42页，共49页，编辑于2022年，星期二7.5.3 LC振荡电路振荡电
14、路LC 振荡电路的选频电路由电感和电容构成，可振荡电路的选频电路由电感和电容构成，可以产生高频振荡。由于高频运放价格较高，所以一般以产生高频振荡。由于高频运放价格较高，所以一般用分离元件组成放大电路。本节只对用分离元件组成放大电路。本节只对 LC振荡电路做振荡电路做一简单介绍，重点掌握相位条件的判别。一简单介绍，重点掌握相位条件的判别。首先介绍一下首先介绍一下 LC 选频网络。选频网络。43第43页，共49页，编辑于2022年，星期二谐振时回路电流比总电流大的多，外界对谐振回路的影响可以忽略！CLR44第44页，共49页，编辑于2022年，星期二+例例1：正反馈正反馈+UCCCC1C2频率由频
15、率由LC谐振网络决定。谐振网络决定。45第45页，共49页，编辑于2022年，星期二例例2：正反馈正反馈频率由频率由C、L1、L2谐振网络谐振网络决定。决定。+UCCCC1L1L2C2uL1uL2uC设设uB uC uD uB uL2 ube uL1 D46第46页，共49页，编辑于2022年，星期二例例3：正反馈正反馈设设uB uC uC1 uC2 uB 频率由频率由 L、C1、C2 组成的谐振网络决定。组成的谐振网络决定。+UCCC1LC2ABC+uLuC1 uC1减小时，减小时，uC2如何变化？如何变化？设设L、C1、C2 组成的谐振网组成的谐振网络中的电流为络中的电流为i，则，则ii47第47页，共49页，编辑于2022年，星期二例例4：正反馈正反馈+UCCC1C2设设uB uC uE ube uA AECBube +uC1 频率由频率由 L、C1、C2 组成的谐振网络决定。组成的谐振网络决定。48第48页，共49页，编辑于2022年，星期二第七章第七章 结束结束电子技术电子技术模拟电路部分模拟电路部分49第49页，共49页，编辑于2022年，星期二