第8章 波形发生电路.ppt

复习引入新课 2、起振和稳幅 自激振荡电路的起振过程 例：电路如图T8.6所示。 用LM324四运放设计一个能产生三种波形的电路 8.2　电压比较器 　 电压比较器将一个模拟量输入电压与一个参考电压进行比较，然后将比较结果以数字量的形式（“0”或者“1”）输出。 8.2.1 概述 一、电压比较器 　　二、集成运放的非线性工作区 比较器中的集成运放一般工作在非线性区，即运放处于“开环状态”或引入了“正反馈”。 集成运放工作在非线性区的 电路特点及其电压传输特性 二、集成运放的非线性工作区 当upuN时，uo=+UOM≈+VCC 当 upuN时，uo=-UOM≈-VCC +Vcc -Vcc 当up=uN时，uo改变状态（跳变） 8.2.2　单限比较器 一、过零比较器 过零比较器电路 +UOpp -UOpp t uO O 二、单限比较器 UREF + A u0 R2 R1 uI +UOpp -UOpp t uO O 单限比较器的作用：常被用于脉宽调制。 三、滞回比较器 　 2）在输入电压uI由小逐渐增大，当 uI = u+ 时，输出电压u0的状态由+UZ跳变至-UZ。这时 运行原理 1）电路有正反馈，输出不可能为0； 若 uO = ?UZ ，则 +Uz -Uz t uO O + A u0 R2 R1 uI ±UZ R3 +Uz -Uz t uO O 　3) 当 uI 变化再次等UT-时， uO 由 -UZ 跳变为 +UZ ，P点电压再次变为UT+ 　特点：比较点P的电压随输出电压发生改变，存在UT-、UT+两个值。 + A u0 R2 R1 uI ±UZ R3 8.2　非正弦波发生电路 8.2.1　矩形波发生电路 一、电路组成及工作原理 RC 充放电回路 开关器件 图 8-24 矩形波发生电路的原理图 图 8-25 开关器件：由集成运放、R1、R2等构成的滞回比较器； 延迟环节：RC充放电回路； 钳位电路：VDZ、R3。 滞回比较器 二、波形分析及主要参数 t O uC O uO t u+ u- t1 t2 放电 充电 三、振荡周期 电容的充放电规律： 选择放电t1-t2段计算： 结论：改变充放电回路的时间常数及滞回比较器的电阻，即可改变振荡周期。 t1 t2 t O uC O uO t t3 图 8-27 四、占空比可调的矩形波发生电路 图 8-29 　改变电容的充放电路径，使电容的充、放电时间常数不同，实现占空比（ D =T1/T）可调。 充电时间 T1 放电时间 T2 占空比 D t O uC uO t O T1 T2 T 图 8-31 电路 一、电路组成 8.2.2　三角波发生电路 二、工作原理 O uO1 t O uO t 　当 u+ = u- = 0 时，即 滞回比较器的输出发生跳变。 三、输出幅度和振荡周期 O uO1 t O uO t 图 8-34 锯齿波发生电路 8.2.3　锯齿波发生电路 一、电路组成 　二、输出幅度和振荡周期 O uO1 t O uO t T1 T2 T 1）运放A1、A2各组成何种功能电路； 2）输出uO为何值时切换运放A1的输出状态； 3）定性画出uO与uO1的波形； 4）导出电路振荡周期T的表达式； 5）总结归纳非正弦振荡电路的求解步骤。 1）求滞回比较器的两个门限电平，并画其输出波形； 2）确定RC充放电或积分电路输出波形； 3）依充放电或积分曲线，求周期。 * 1、发生自激振荡的条件是： ——幅度平衡条件 ——相位平衡条件 一个振荡器，要满足相位平衡条件，在电路中必须引入正反馈。 幅度的稳定： 若 ，电路增幅振荡。 是维持等幅振荡的唯一条件 一般来说，自激振荡从起振到最后稳定，分立元件放大电路依靠非线性来起稳幅作用；集成运放依靠调节负反馈系数来起稳幅作用。 若 ，则电路减幅振荡，最后停止振荡。 AF=1 AF 1 起振 维持振荡 3　RC 正弦波振荡电路 1）电路组成 放大电路—— 集成运放 A ； 选频与正反馈网络—— R、C 串-并联电路；通常“选频”与“反馈”两网合一。 稳幅环节 —— 选取 R?与 RF分别为正、负温度系数的热敏电阻，通过调节放大倍数来稳定输出电压幅值。 图 8-3 RC串并联式正弦波振荡电路 1、RC 串并联式正弦波振荡电路 3）振荡频率与起振条件 1）振荡频率 2）起振条件 4）振荡电路中的负反馈 　引入电压串联负反馈，可以提高放大倍数的稳定性，改善振荡电路的输出波形，提高带负载能力。 　改变RF，可改变反馈深度。增加负反馈深度，并且满足 　则电路可以起振，并产生比较稳定的正弦波信号。