第八章 波形的产生和信号的转换
第八章-脉冲波形的产生和变换试题及答案
第八章脉冲波形的产生和变换一、填空题1。
(10-1中）矩形脉冲的获取方法通常有两种:一种是________________；另一种是________________________。
2。
（10-1易）占空比是_________与_______的比值.3．（10-4中）555定时器的最后数码为555的是（a。
T T L,b。
C M O S）产品,为7555的是（a.T T L,b。
C M O S）产品。
4．（10-3中）施密特触发器具有现象；单稳触发器只有个稳定状态。
5．（易,中）常见的脉冲产生电路有,常见的脉冲整形电路有、。
6．（中)为了实现高的频率稳定度，常采用振荡器；单稳态触发器受到外触发时进入.7.（10-3易）在数字系统中,单稳态触发器一般用于______、______、______等.8。
（10-3中）施密特触发器除了可作矩形脉冲整形电路外，还可以作为________、_________。
9.（10-2易)多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态,故又称为________。
10。
（10—2中）由门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式，但它们均具有如下共同特点：首先，电路中含有________，如门电路、电压比较器、BJT 等.这些器件主要用来产生________；其次，具有________，将输出电压器恰当的反馈给开关器件使之改变输出状态；另外，还有，利用RC电路的充、放电特性可实现_______，以获得所需要的振荡频率.在许多实用电路中，反馈网络兼有_____作用.11。
（10—3易）单稳态触发器的工作原理是：没有触发信号时，电路处于一种_______。
外加触发信号，电路由_____翻转到_____。
电容充电时,电路由______自动返回至______。
二、选择题1．(10-2中）下面是脉冲整形电路的是( ).A.多谐振荡器B.J K触发器C。
施密特触发器 D.D触发器2．（10—2中）多谐振荡器可产生（）.A.正弦波B。
波形的发生和信号的转换
2. 基本组成部分
1) 放大电路：放大作用 放大电路： 2) 正反馈网络：满足相位条件 正反馈网络： 3) 选频网络：确定 0，保证电路产生正弦波振荡 选频网络：确定f 4) 非线性环节（稳幅环节）：稳幅 非线性环节（稳幅环节）： ）：稳幅
}
常合二为一
3、分析方法
1) 是否存在主要组成部分； 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 点，信号是 放大电路能否正常工作，即是否有合适的Q点 否可能正常传递，没有被短路或断路； 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 ； 是否满足相位条件， 4) 是否满足幅值条件，即是否一定振荡。 是否满足幅值条件，即是否一定振荡。
−
必要吗？ 必要吗？ 反馈电压取自哪个线圈？ 反馈电压取自哪个线圈？ 反馈电压的极性？ 反馈电压的极性？
电感的三个抽头分别接晶 体管的三个极， 体管的三个极，故称之为电 感三点式电路。 感三点式电路。
3. 电感反馈式电路
特点：耦合紧密，易振， 特点：耦合紧密，易振，振 幅大， 幅大，C 用可调电容可获得 较宽范围的振荡频率。 较宽范围的振荡频率。波形 较差，常含有高次谐波。 较差，常含有高次谐波。
2. 电路组成
+UZ −UZ
滞回比较器 RC 回路
R1 ±UT = ± ⋅U Z R1 + R2
正向充电： 正向充电： uO（+UZ）→R→C→地 地 反向充电： 反向充电： （－U 地→C→ R → uO（－ Z）
3. 工作原理：分析方法 工作原理：
方法一： 设电路已振荡，且在某一暂态， 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。 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， 方法二： 电路合闸通电，分析电路是否有两个暂态，而无 稳态。 稳态。 设合闸通电时电容上电压为0， 设合闸通电时电容上电压为 ， uO上升，则产生正反馈过程： 上升，则产生正反馈过程： uO↑→ uN↑→ uO↑↑ ，直至 uO＝ UZ， uP＝+UT，第一暂态。 第一暂态。
童诗白《模拟电子技术基础》(第4版)笔记和课后习题(含考研真题)详波形的发生器和信号的转换)【圣才出
第8章 波形的发生器和信号的转换8.1 复习笔记一、正弦波振荡电路1．产生正弦波振荡的条件（1）振幅平衡条件：（2）相位平衡条件：（3）起振条件：2．正弦波振荡电路的组成（1）放大电路：保证电路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。
（2）选频网络：确定电路的振荡频率，使电路产生单一频率的振荡，即保证电路产生正弦波振荡。
（3）正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于反馈信号。
（4）稳幅环节：也是非线性环节，使输出信号幅值稳定。
在不少实用电路中，常将选频网络和正反馈网络“合二而一”，且对于分立元件放大电路，也不再另加稳幅环节，而依靠晶体管特性的非线性来起到稳幅作用。
3．判断电路能否震荡的方法（1）观察电路是否包含了放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节四个组成部分。
（2）判断电路是否有合适的静态工作点且动态信号是否能够输入、输出和放大。
（3）判断电路是否满足振荡的相位条件、幅值条件。
3．RC 正弦波振荡电路（1）振荡条件：反馈系数，电压放大倍数。
（2）起振条件：，即。
12f R R （3）振荡频率：。
（4）典型的RC 正弦波振荡电路：文氏电桥正弦波振荡电路，如图8.1所示。
图8.1 RC 文氏电桥正弦波振荡电路4．LC正弦波振荡电路（1）谐振时，回路等效阻抗为纯阻性，阻值最大，值为：其中，为品质因数；为谐振频率。
（2）如图8.2所示，LC并联谐振回路等效阻抗为：图8.2 LC 并联网络（3）变压器反馈式振荡电路的振荡频率为：（4）三点式LC 正弦波振荡器（1MHz 以上频率），典型电路如图8.3所示。
(a)电感三点式振荡器(b)电容三点式振荡器图8.3 典型三点式LC正弦波振荡器①组成原则：与晶体管发射极相联的电抗是相反性质的，不与发射极相联的另一电抗是相同性质的。
②振荡频率：计算振荡频率时，只需分离出LC总回路求谐振频率即可。
电容式：电感式：5．石英晶体振荡器（1）石英晶体等效电路：R、C、L串联后与Co并联，如图8.4所示。
波形产生电路与变换电路
F
可分解为： A F 1
称为振幅平衡条件。 （n = 0 , 1, 2, …)
A F 2n
称为相位平衡条件。
第八章 波形产生电路与变换电路
说明：对相位平衡条件：
A F (o i ) (F o ) F i
FU 即有： Z U Z U Z [F 1]e
1 F 2R 2 T 2T1 2 ln 2RC ln(1 ) 1 F R3
第八章 波形产生电路与变换电路
1 F 2R 2 T 2T1 2 ln 2RC ln(1 ) 1 F R3 1 1 则： f T 2R 2 2RC ln(1 ) R3
即：反馈电压与原输入电压的相位差，也就是信号通过基本放 大器、反馈网络的总相移。所以相位平衡条件就是反馈电压和原输 入电压要同相位，即为正反馈。判断的方法就是瞬时极性法。只有 这两个条件同时满足时，电路才能维持自激振荡。振幅平衡条件可 以通过对电路参数的调节容易满足，所以相位平衡条件是电路能否 产生振荡的关键。 3、自激振荡的建立和起振条件： （1）自激振荡的建立：实际上，振荡器在开始起振时不需要信 号源，靠电路中电路接通时的电扰动，这种电扰动中存在着丰富的 成份，包含频率为fo 正弦信号。 （2）选频网络：为了使频率为fo 正弦信号放大—反馈—再放 大——输出，振荡器中还必须有一个选频网络。
图 8 - 12ICL8038管脚图(顶视图)
第八章 波形产生电路与变换电路
§8.3 正弦波产生电路
一、正弦波振荡器的基本原理
1、自激振荡的基本原理及框图：
如下图：输入信号通过基本放大器得 到输出信号，引入负反馈，调节电路参 数，使之反馈信号等于原输入信号，这 样反馈信号就能代替原输入信号，我们 把这样一个没有输入就有输出的闭环系 统称为自激振荡器。
模拟电子技术基础第四版(童诗白)课后答案第8章 波形的发生和信号的转换
第8章 波形的发生和信号的转换习题8.1判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果。
(1)在图T8.1所示方框图中，产生正弦波振荡的相位条件是A F ϕϕ=。
( × )(2)因为RC 串并联选频网络作为反馈网络时的0o F ϕ=，单管共集放大电路的0o A ϕ=，满足正弦波振荡电路的相位条件πϕϕn A F2=+，故合理连接它们可以构成正弦波振荡电路。
( × )(3)在RC 桥式正弦波振荡电路中，若RC 串并联选频网络中的电阻均为R ，电容均为C ，则其振荡频率1/o f RC =。
( × )(4)电路只要满足1=F A，就一定会产生正弦波振荡。
( × ) (5)负反馈放大电路不可能产生自激振荡。
( × )(6)在LC 正弦波振荡电路中，不用通用型集成运放作放大电路的原因是其上限截止频率太低。
( √ )8.2判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果。
(1)为使电压比较器的输出电压不是高电平就是低电平，就应在其电路中使集成运放不是工作在开环状态，就是仅仅引入正反馈。
( √ )(2)如果一个滞回比较器的两个阈值电压和一个窗口比较器的相同，那么当它们的输入电压相同时，它们的输出电压波形也相同。
( × )(3)输入电压在单调变化的过程中，单限比较器和滞回比较器的输出电压均只跃变一次。
( √ ) (4)单限比较器比滞回比较器抗干扰能力强，而滞回比较器比单限比较器灵敏度高。
( × )8.3选择合适答案填入空内。
A.容性 B.阻性 C.感性(1)LC 并联网络在谐振时呈( B )；在信号频率大于谐振频率时呈( A )；在信号频率小于谐振频率时呈( C )。
(2)当信号频率等于石英晶体的串联谐振频率时，石英晶体呈( B )；当信号频率在石英晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间时，石英晶体呈( C )；其余情况下，石英晶体呈( A )。
模电波形的发生和信号的转换
放大器用于放大信号，反馈网络 提供正反馈以启动振荡，而选频 网络则确保电路仅产生特定频率
的正弦波。
常见的正弦波产生电路包括RC振 荡器和LC振荡器等。
方波的产生
方波是一种非正弦周期波形，其 特点是信号幅度在两个水平之间
快速切换。
方波的产生通常通过比较器电路 实现，该电路将正弦波输入与参 考电平进行比较，以产生方波输
模电波形的重要性
通信基础
模电波形是通信系统的基础，用 于传输语音、图像、数据等信息。
信号处理
模电波形在信号处理中发挥着重要 作用，如滤波、放大、调制解调等。
测量技术
模电波形在测量技术中用于表示各 种物理量，如电压、电流、温度等。
模电波形的发展历程
模拟信号的起源
数字化时代的到来
可以追溯到19世纪，当时人们开始使 用电话线路传输模拟信号。
程控制。
音频处理领域的应用
音频录制
模拟信号用于音频录制，将声音转换为模拟信号并记录在录音带 上。
音频编辑
模拟信号用于音频编辑，通过音频编辑器对模拟信号进行剪辑、 合成和效果处理。
音频播放
模拟信号用于音频播放，将存储在录音带、CD、DVD等媒体上 的模拟信号还原成声音。
05
模电波形面临的挑战与解决方案
3
温度测量
模拟信号用于测量温度值，通过温度传感器等测 量设备将温度转换为模拟信号进行显示。
控制领域的应用
模拟控制
01
模拟信号用于控制领域的模拟控制，如调节温度、压力、流量
等参数。
伺服系统
02
模拟信号用于伺服系统的控制，通过模拟信号调节伺服电机的
转动角度和速度。
过程控制
03
第8章 脉冲波形的产生与变换(5)
5 6 2 7
VC C 8 R
+ -
RD 4 A1 A2 T R Q S Q 3
管脚图
电 放 阈 电控 源 电 值 压制
VCC
8
R
R 1
+
v’O vI1
7
6
vIC
5
4
电源电压范围: 4.5V ~ 18V
555
1
2 3
GND vI2
Uo
RD
地 触 输 复 发 出 位
7
第八章 脉冲波形的产生与变换
二、 555定时器的应用 555定时器应用广泛，可以做
多谐振荡器: 简易电子琴电路 首先说明如何用555 定时器构成多谐振荡器:
u
VCC R1 R2
C
v’O 4 8 7 vI1 555 3 uo vI2 6
2 1 5 C
2VCC /3 VCC /3
0
t
uo
0
u
C
t
输出波形
12
第八章 脉冲波形的产生与变换
u
VCC
C
R1 R2
v’O 4 8 7 uo vI1 555 3 vI2 6
u
VCC
C
R1 R2
v’O 4 8 7 uo vI1 555 3 vI2 6
2 1 5 C
2VCC /3 VCC /3
0
t
u
o
u
C
如何改变方波的占空比？
0
t T1 T2
改变充放电回路的时间常数即可。 充电时间常数：（R1+R2）C 放电时间常数：R2C
14
第八章 脉冲波形的产生与变换
简易电子琴就是通过改变R2 的阻值来改变 输出方波的周期 , 使外接的喇叭发出不同的音 调。 VCC
8章 波形的发生和信号的转换图
第八章 波形的发生和信号的转换•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•8.4 信号转换电路•8.5 锁相环及其在信号转换电路的应用返回8.1 正弦波振荡电路（P1）•图8.1.1 带通滤波器变换成正弦波振荡电路•图8.1.2 正弦波振荡电路的方框图•图8.1.3 利用瞬时极性法判断相位条件•图8.1.4 RC串并联选频网络及其在低频段和高频段的等效电路•图8.1.5 RC串并联选频网络的频率特性•图8.1.6 利用RC串并联选频网络构成正弦波振荡电路的方框图•图8.1.7 RC桥式正弦波振荡电路•图8.1.8 利用二极管作为非线性环节•图8.1.9 振荡频率连续可调的RC串并联选频网络•图8.1.10 LC并联网络•图8.1.11 LC并联网络电抗的频率特性•图8.1.12 选频放大电路•图8.1.13 在选频放大电路中引正反馈•图8.1.14 变压器反馈式振荡电路•图8.1.15 变压器反馈式振荡电路的交流通路返回下页8.1 正弦波振荡电路（P2）•图8.1.16 变压器反馈式振荡电路的交流等效电路•图8.1.17 电感反馈式振荡电路•图8.1.18 电感反馈式振荡电路的交流通路•图8.1.19 电感反馈式振荡电路的交流等效电路•图8.1.20 电容反馈式振荡电路•图8.1.21 频率可调的选频网络•图8.1.22 电容反馈式振荡电路的改进•图8.1.23 采用共基放大电路的电容反馈式振荡电路•图8.1.24 例8.1.2 电路图•图8.1.25 例8.1.3 电路图•图8.1.26 例8.1.25 所示电路的改正电路•图8.1.27 石英晶体谐振器的结构示意图及符号•图8.1.28 石英晶体的等效电路及其频率特性•图8.1.29 并联型石英晶体振荡电路返回•图8.1.30 串联型石英晶体振荡电路图8.1.1 带通滤波器变换成正弦波振荡电路返回图8.1.2 正弦波振荡电路的方框图返回图8.1.3 利用瞬时极性法判断相位条件返回图8.1.4 RC串并联选频网络及其在低频段和高频段的等效电路返回图8.1.5 RC串并联选频网络的频率特性返回图8.1.6 利用RC串并联选频网络构成正弦波振荡电路的方框图返回图8.1.7 RC桥式正弦波振荡电路返回图8.1.8 利用二极管作为非线性环节返回图8.1.9 振荡频率连续可调的RC串并联选频网络返回图8.1.10 LC并联网络返回图8.1.11 LC并联网络电抗的频率特性返回图8.1.12 选频放大电路返回图8.1.13 在选频放大电路中引正反馈返回图8.1.14 变压器反馈式振荡电路返回图8.1.15 变压器反馈式振荡电路的交流通路返回图8.1.16 变压器反馈式振荡电路的交流等效电路返回图8.1.17 电感反馈式振荡电路返回图8.1.18 电感反馈式振荡电路的交流通路返回图8.1.19 电感反馈式振荡电路的交流等效电路返回图8.1.20 电容反馈式振荡电路返回图8.1.21 频率可调的选频网络返回图8.1.22 电容反馈式振荡电路的改进返回图8.1.23 采用共基放大电路的电容反馈式振荡电路返回图8.1.24 例8.1.2 电路图返回图8.1.25 例8.1.3 电路图返回图8.1.26 例8.1.25 所示电路的改正电路返回图8.1.27 石英晶体谐振器的结构示意图及符号返回图8.1.28 石英晶体的等效电路及其频率特性返回图8.1.29 并联型石英晶体振荡电路返回图8.1.30 串联型石英晶体振荡电路返回8.2 电压比较器•图8.2.1 集成运放工作在非线性区的电路特点及其电压传输特性•图8.2.2 电压比较器电压传输特性举例•图8.2.3 过零比较器及其电压传输特性•图8.2.4 电压比较器输入级的保护电路•图8.2.5 电压比较器的输出限幅电路•图8.2.6 将稳压管接在反馈电路中•图8.2.7 一般单限比较器及其电压传输特性•图8.2.8 例8.2.1 波形图•图8.2.9 滞回比较器及其电压传输特性•图8.2.10 加了参考电压的滞回比较器•图8.2.11 例8.2.2 波形图•图8.2.12 例8.2.3 图•图8.2.13 双限比较器及其电压传输特性•图8.2.14 AD790及其基本接法•图8.2.15 LM119管脚图•图8.2.16 由LM119构成的双限比较器及其电压传输特性返回图8.2.1 集成运放工作在非线性区的电路特点及其电压传输特性返回图8.2.2 电压比较器电压传输特性举例返回图8.2.3 过零比较器及其电压传输特性返回图8.2.4 电压比较器输入级的保护电路返回图8.2.5 电压比较器的输出限幅电路返回图8.2.6 将稳压管接在反馈电路中返回图8.2.7 一般单限比较器及其电压传输特性返回图8.2.8 例8.2.1 波形图返回图8.2.9 滞回比较器及其电压传输特性返回图8.2.10 加了参考电压的滞回比较器返回图8.2.11 例8.2.2 波形图返回图8.2.12 例8.2.3 图返回图8.2.13 双限比较器及其电压传输特性返回图8.2.14 AD790及其基本接法返回图8.2.15 LM119管脚图返回图8.2.16 由LM119构成的双限比较器及其电压传输特性返回。
波形的发生和信号的转换
u N uI
R1 R1 U Z uP uO , 令u N uP，得 U T R1 R2 R1 R2
2. 工作原理及电压传输特性
UT
R1 U Z R1 R2
U O U Z
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。 此时uP＝ －UT，减小 uI，直至－UT，再减小， uO才从－ UZ跃变为+UZ。 回差电压： U UT1 UT2
在电扰动下，对于某一特定频率f0的信号形成正反馈： X o X i' X o
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。。
1. 正弦波振荡的条件
一旦产生稳定的振荡，则 电路的输出量自维持，即 X AFX
o o
AF 1 AF 1 A F 2nπ
U OM U OM
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。
U OM
§8.3 非正弦波发生电路
2. 工作原理：
设某一时刻uo ＝ +UZ，电容正向充电( uo 通过R3向C充 电)，uN＝ uc， uP＝+UT；当uN↑＝+UT时，uo从+UZ跳变为
－UZ。
此时电容反向充电， uN↓， uP＝ － UT； 当uN ＝－UT时， uO从－ UZ跃变为+UZ 。
波形的发生和信号的转换课后习题解答
解: 若 Rf 断路，则集成运放处于开环工作状态，差模增益很大，使输出严重失真，
几乎为方波。 8.11 分析图中所示电路是否满足正弦波振荡的相位条件。
解：因放大电路输入端无耦合电容与反馈网络隔离而是晶体管截止，所以不可能产 生正弦波振荡。
解：电路中放大电路为共基接法，组成三点电容式电路，所以可以产生正弦波振荡 电路。 8.14 试分别求解个电路的电压传输特性。
⑶当信号频率 f = fo 时，RC串并联网络呈B。
8.8 电路如图所示 （1）为使电路产生正弦波振荡，标出集成运放的“+”“—”;并说明电路时那种正 弦波电路。 解：极性如图所示。是 RC 桥式正弦波电路。
（2）若 R1 短路，则电路将产生什么现象？ 解：若 R1 短路则集成运放处于开环工作状态，差模增益很大，使输出严重失真，几
波形的发生和信号的转换课后习题解答
8.1 判断下列说法是否正确。
.
.
⑴在图所示方框中，只要 A 和 F 同号，就有可能产生正弦波震荡。
（T）
.
A
.
F
⑵ 因 为 Ｒ Ｃ 串 并 联 选 频 网 络 作 为 反 馈 网 络 时 ϕ f = 00 ， 单 管 共 集 放 大 电 路的
ϕA = 00 ，满足正弦波震荡的相位条件ϕA + ϕF = 2nπ （ｎ为整数），故合理连接他
乎为方波。
（3）若 R1 断路，则电路将产生什么现象？ 解：若 R1 断路，则集成运放构成电压跟随器，电压放大倍数为一不满足正弦波震荡
的幅值条件电路不震荡，输出为零。
（4）若 Rf 短路，则电路将产生什么现象？ 解：若 Rf 短路，则集成运放构成电压跟随器，电压放大倍数为一不满足正弦波震荡
波形的发生和信号的转换
第8章 信号的发生和信号的转换
C' C1C2 C1 C2
第8章 信号的发生和信号的转换
Rb2 Cb
Rb1
＋UCC Rc
－
Re
Ce
C1 L
U f
C2
C
＋
图8.1.10 电容三点式改善型正弦波振荡电路
第8章 信号的发生和信号的转换
1 C'
1 C
1 C1
1 C2
在选用电容参数时, 可使C1>>C, C2>>C, 所以
C' C
第8章 信号的发生和信号的转换
当信号频率足够低时,
1
C1
1
R1, C2
R2,
可得到近
似旳低频等效电路, 如图8.1.2(b)所示。它是一种超前网络。
输出电压 相U•位2 超前输入电压
。U• i
当信号频率足够高时,
1
C1
R1,
1
C2
R2
, 其近似旳
高频等效电路如图8.1.2 (c)所示。它是一种滞后网络。 输
第8章 信号的发生和信号的转换
第8章 信号旳发生 和信号旳转换
8.1 正弦波振荡电路 8.2 电压比较器 8.3 非正弦波发生器 8.4 利用集成运放实现旳信号准换电路
第8章 信号的发生和信号的转换
8.1 正弦波振荡电路
脉冲波形的产生和变换试题及答案解析
第八章脉冲波形的产生和变换一、填空题1.(10-1中)矩形脉冲的获取方法通常有两种：一种是________________；另一种是________________________。
2.（10-1易）占空比是_________与_______的比值。
3．（10-4中）555定时器的最后数码为555的是（a.T T L,b.C M O S）产品，为7555的是（a.T T L,b.C M O S）产品。
4．（10-3中）施密特触发器具有现象；单稳触发器只有个稳定状态。
5．（易，中）常见的脉冲产生电路有，常见的脉冲整形电路有、。
6．（中）为了实现高的频率稳定度，常采用振荡器；单稳态触发器受到外触发时进入。
7.（10-3易）在数字系统中，单稳态触发器一般用于______、______、______等。
8.（10-3中）施密特触发器除了可作矩形脉冲整形电路外，还可以作为________、_________。
9.（10-2易）多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态，故又称为________。
10.（10-2中）由门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式，但它们均具有如下共同特点: 首先，电路中含有________，如门电路、电压比较器、BJT 等。
这些器件主要用来产生________；其次，具有________, 将输出电压器恰当的反馈给开关器件使之改变输出状态；另外，还有，利用RC电路的充、放电特性可实现_______，以获得所需要的振荡频率。
在许多实用电路中，反馈网络兼有_____作用。
11.（10-3易）单稳态触发器的工作原理是：没有触发信号时，电路处于一种_______。
外加触发信号，电路由_____翻转到_____。
电容充电时，电路由______自动返回至______。
二、选择题1．（10-2中）下面是脉冲整形电路的是（）。
A.多谐振荡器B.J K触发器C.施密特触发器D.D触发器2．（10-2中）多谐振荡器可产生（）。
波形的发生和信号的转换.
9.1K
－ D2 A R 10K
＋
o U
R2 R3 // rD | Au | 1 R1 使uo幅值趋于稳定。
1 2RC
1 2 10 10 0.015 10
3 6
p U
R
C
（2） f o
C 0.015μF
1061 Hz
1 uN uP uOM 3
电源接通瞬间，产生冲击干扰、电磁波干扰、人体干扰等； 非正弦量的起始信号含一系列频率不同的正弦分量，一个正 弦波振荡电路只在一个频率下满足相位平衡，故振荡电路必 F 环路 具有选频性，该振荡频率由相位平衡条件决定。即 A 中有选频特性网络。 或 F 选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成，存在于 A
AV FV 1 稳幅
4. RC移相式振荡电路
（1） 一级RC移相网络
V 1 o 1 Vi 1- j RC
1 arctg RC
（2） 二级RC移相网络
＝0，＝900； ，＝00
一级 RC网络可产 生 0~90° 的 相 移 ， 二 级 RC 网 络 可 产 生 0~180°的相移，三级 RC 网 络 可 产 生 0~270°的相移。依此 类推。
（3） 三级RC移相网络
RC移相式振荡电路
R1
RF _ C C C
+
+
uo
R R R
RC移相电路 应有F =180°
反相比例电路 A =180°
采用二极管稳幅方法 [例] 图示电路中，A为理想运放，其最大输出电压为±14V。（1） 图中D1 、D2作为稳幅元件，试分析其稳幅原理；（2）设电路已
在一个正弦波振荡电路中只有在一个频率（fo）下满足相位平衡条件。
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3. 工作原理：分析
第一暂态：uO＝UZ， uP＝+UT。
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。 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。
第八章 波形的产生和信号的转换
第二十四讲 电压比较器
一、概述 二、单限比较器 三、滞回比较器 四、窗口比较器 五、集成电压比较器
一、概述
1. 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。
O -UZ
uo
+UZ 0
-UZ
UT ui
t t
三、滞回比较器
1. 阈值电压
UOL U Z UOH U Z
uБайду номын сангаас uI
uP
R1 R1 R2
uO ,令uN
uP，得
UT
R1 R1 R2
U Z
三、滞回比较器
2. 工作原理及电压传输特性
UT
R1 R1 R2
U Z
UO U Z
设uI＜－UT，则 uN＜ uP， uO＝+UZ。此时uP＝ +UT，
UT
R1 R1 R2
U Z
正向充电： uO（+UZ）→R→C→地
反向充电： 地→C→ R → uO（－UZ）
3. 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。
设合闸通电时电容上电压为0 ，uO上升，则产生正反馈过程：
UOM U OM U OM UOM
当uI>URH时，uO1= － uO2= UOM，D1导通， D2截止； uO= UZ。
当uI<URH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。
2. 电压比较器的描述方法 :电压传输特性 uO＝f(uI)
电压传输特性的三个要素： （1）输出高电平UOH和输出低电平UOL （2）阈值电压UT （3）输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向
3. 几种常用的电压比较器
（1）单限比较器：只有一个阈值电压 （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 U UT1 UT2
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。
输入输出波形
抗干扰
ui
能力强
UT+
O UT-
uo +UZ
O
-UZ
uo
+UZ
UT-
0
-UZ
UT+ ui
U O U Z
作用于反相输入端
uN
R2 R1 R2
U REF
R1 R1 R2
uI
令uN uP 0, 得
UT
R2 R1
U REF
（1）若要UT< 0，则应如何修改电路？ （2）若要改变曲线跃变方向，则应如
何修改电路？
（3）若要改变UOL、UOH呢？
输入输出波形
ui UT O
u +Uo Z
输入输出波形
ui UTH
O UTL-
uo +UZ
O
uo URL 0 URH ui
t
t
讨论二
已知各电压比较器的电压传输特性如图所示，说出它 们各为哪种电压比较器；输入电压为5sinωt (V)，画出各 电路输出电压的波形。
反相输入 滞回比较器
窗口 比较器
同相输入 单限比较器
你能分别组成具有图
示电压传输特性的电压 比较器电路吗？
(b) 传输特性 t
t
讨论一：如何改变滞回比较器的电压传输特性
1. 若要电压传输特性曲线左右移动，则应如何修改电路？
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
改变输出 限幅电路
跃变方向，则应如何修
改电路？
四、窗口比较器
uI U RH uI U RL
输出限幅电路
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）写出 uP、uN的表达式，令uP＝ uN，求解出的 uI即为UT； （2）根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平； （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。
2. 一般单限比较器
（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。
4、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0 2) uP> uN时， uO＝＋UOM uP< uN时， uO＝－UOM
二、单限比较器
1. 过零比较器
（1）UT＝0 （2）UOH＝＋ UOM， UOL＝－ UOM （3）uI > 0 时 uO ＝－UOM; uI < 0 时 uO ＝＋ UOM
集成运放的净输入 电压最大值为±UD
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。
输出限幅电路
为适应负载对电压幅值的要求，输出端加限幅电路。
不可缺少！
UOH＝＋ UZ1＋ UD2 UOL＝－( UZ2 ＋ UD1)
UOH＝ － UOL＝ UZ
UOH＝ UZ UOL＝－ UD
第二十五讲 非正弦波发生电路
一、常见的非正弦波 二、矩形波发生电路 三、三角波发生电路 四、锯齿波发生电路 五、波形变换电路
一、常见的非正弦波
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。
二、矩形波发生电路
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。
1. 基本组成部分 （1）开关电路：输出只有高电平和低电平两种
情况，称为两种状态；因而采用电压比较器。 （2）反馈网络：自控，在输出为某一状态时孕
育翻转成另一状态的条件。应引入反馈。 （3）延迟环节：使得两个状态均维持一定的时
间，决定振荡频率。利用RC电路实现。
2. 电路组成
UZ UZ
滞回比较器 RC 回路