波形的发生和信号的变换

切换R，用于粗调 振荡频率。
R1
R3
Rf
振荡频率：
f0
1
2 RC
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R2
R1
K
K
R C
R3 C
_
uo
+
+
R1
C：双联可调电容，改变C， 用于细调振荡频率。
8
1
R28
2
R27
3
R26
4
R25
5
R24
6
R23
7
R22
1
R21
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电子琴的振荡电路：
R2
RF1 RF2 D1
R1
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8.3.2 三角波发生电路
方波经过积分电路就可以得到三角波。所以，三角波 发生电路可以用矩形波发生电路＋积分电路构成。
基本电路与波形：
由于，三角波发生电路中有2个RC定时电路，可以省去滞回 比较器的RC定时电路。
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35Βιβλιοθήκη 进电路：A1：同相滞回比较器 A2：反相积分电路
阈值电压的计算：
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电压传输特性
当 uI UT 时： uO U Z 当 uI UT 时： uO U Z 当 uI UT 时： uO UZ 当 uI UT 时： uO UZ 当 uI UT 时： uO U Z
滞回特性是由于正反馈而产生的！
当
U REF
0 时： UT
R1 R1 R2
分析：
uO uO1 uO2
当 uI U RL 时：U Z 当 uI U RL ~ U RH 时： 0
当 uI U RH 时：U Z
UOL UOL UOH
UOH UOL UOL
传输特性
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8.2.5 集成电压比较器
集成电压比较器是专用的电压比较器，具有响应速度快、延迟时间短， 无需限幅电路。但放大性能不如运算放大器。
单限比较器工作在开环状态，当uI～UT时，很小的干扰
，将会使输出状态改变。因此，希望电路具有滞回特性。
iN 0; （虚断成立！）
uP
R2U REF R1 R2
R1U Z R1 R2
叠加原理
当 uI UT 时： uN uP
反相滞回比较器
UT
R2 R1 R2
U REF
R1 R1 R2
UZ
存在2个阈值电压！
按选频网络的组成分为：RC、LC、石英晶体振荡电路
低频 高频
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8.1.2 RC 振荡电路
RC选频网络：RC文氏桥(串并联网络）、RC移相、RC双T网络
一、 RC串并联网络的选频特性
定性分析：
f 1
2 RC
U2比较小
f 1
2 RC
U2比较小
f
1
2 RC
U2比较大
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2. 积分到UT-时，开始向上积分。 3. 积分到UT+后，又开始向下积分。
参数计算：
与积分电路无关！
T1 T2
脉冲幅度＝2UT+＝2UZR1/R2
脉冲周期 T T1 T2 2T1
UT
UT
UZ R3C
T1
T
4
R1 R2
R3C
通过R3C改变频率， 幅度不变！
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uO1占空比：
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2、折线法
原理 电路
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8.3.5 函数发生器
函数发生器是一种可以同时产生方波、三角波和 正弦波的专用集成电路；当调节外部电路参数时，还可获 得占空比可调的矩形波和锯齿波。
D1
_
C
+
+
C Rf
可调
uo 功率放 大器
9
三. LC 振 荡 电
路LC选频网络：通常是采用LC并联谐振回路。
一、 LC并联谐振回路的频率特性
考虑L的电阻 小
1 (R j L)
1 j L
阻抗：Z
jC 1 R j L
RL
jC
R j( L
1
)
jC
C
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10
L
Z
C
R j( L
q
T2 T
1 2
如何改变该占空比？
积分电路的充放电回路用二极管隔离，使二个通路的积分 常数不同。
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8.3.3 锯齿波发生电路
当D1通路的电阻很小时，有如图波形：
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8.3.4 波形变换电路（自阅）
一. 三角波 锯齿波变换电路
-1
+
1
二. 三角波 正弦波变换电路 1、滤波法
UT
R2 R1
U REF
（此时虚短成立！）
电压传输特性
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单限比较器的作用：检测输入的模拟信号是否 达到某一给定电平。
缺点：抗干扰能力差。
解决办法： 采用具有滞回传输特性的比 较器。
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存在干扰时单限比较器的 uI、uO 波形
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电压比较器分析方法小结
（1）由限幅电路确定电压比较器的输出高电平UOH和输出低 电平UOL 。
uP
R2 R1 R2
uI
R1 R1 R2
uO1
而，uI＝UT 时，uP＝0
UT
R1 R2
uO1
U Z
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积分运算关系：
uO
uO1 R3C
t
uO (0)
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工作原理：
UT uO
R1 U uRO21 t
R3C
Z
uO
(0)
设：初始时，uC＝0，uO1＝UZ 。 1. A2向下积分。
1
振荡频率： f0 2 LC
C C1C2 C1 C2
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下列电路能振荡吗？
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8.1.4 石英晶体振荡电
路一、石英晶体
是一种利用SiO2晶体压电效应 原理构成的谐振器件。
外形
结构
符号 等效电路
L：模拟晶体机械振
动惯性10-3~10-2H
R：模拟机械振动摩
电路分析：
设：初始时，uC＝0，uO＝UZ 。
1. R3对C充电。
uO
2. 充到UT+后，R3对C放电。
3. 放到UT-后，R3对C充电。
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UZ UT+ t UTUZ t -UZ
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波形参数计算：
uC
1. 输出电压
uO U Z 脉冲幅度＝2UZ
2. 脉冲周期
uO
UZ UT+ t UTUZ
（2）写出up和uN的电位表达式，令up=uN ，解得输入电压
就是阈值电压UT。
（3） u0在uI 过UT时的跃变方向决定于作用于集成运放的
哪个输入端。
当uI从反向输入端输入时，uI<UT ,u0=U0H ; uI>UT ,u0=U0L 。 反之，结论相反。
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8.2.3 滞回比较器－Shmitt触发器
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LM339介绍
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8.3 非正弦波振荡电路
矩形波
三角波
锯齿波
尖顶波
阶梯波
非正弦波主要是指三角波和矩形波
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8.3.1 矩形波发生电路
电路是一个滞回比较器。
UT
R1 R1 R2
UZ
UT
R1 R1 R2
UZ
给电路增加一个RC定时电路。
uC
Max 3 放大电路：
同相放大电路，Au＝1+Rf /R1略大于3。
电路连接：
稳幅环节：当Uo较大时，Rf 或R1 ，使Au＝3。
方法1.热敏电阻(负温度系数）替换Rf 热敏电阻(正温度系数）替换R1
方法2. Au 1 Rf rd
R1
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频率可调振荡电路：
R2
K：双联波段开关，
作为电感用，并接电容CL～ 几十pF，此时 f0 fS。调节CL 可以使f0在fS～fP之间变化。
② 串联式石英晶体正弦振荡器
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8.2 电压比较器
8.2.1 概述
1.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， 输出只有两种可能的状态：高电平或低电平。
2.比较器中的集成运放一般工作在非线性区；处于开环状态或 引入正反馈。
起振： 改变匝数比可使|AF|>1
稳幅： 利用LC的选频特性
取消C1可以吗？
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2、电感三点式 Colpitts Oscillator
正反馈：
考毕茨振荡器
1
振荡频率： f0 2 LC
L L1 L2 2M
3、电容三点式 Hartley Oscillator
正反馈：
哈特莱振荡器
路只有。正反馈电路才能产生自激振荡。
1. 振荡条件
自激振荡时，有：Xo
AX
i
AFXo
即： AF 1 ———自激振荡条件
写成模和相角形式： AF 1
AF 2n
幅值平衡条件 相位平衡条件
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2
2. 起振与稳幅 起振过程：
电源通断/噪声/干扰 f0满足： AF 2n 当此时有： AF 1 则： f0的信号被重复放大