波形的发生和信号的转换
脉冲波形产生与变换电路(课件)
2
矩形脉冲波形的主要参数
图6.1.2 矩形脉冲波形的主要特征参数
3
主要参数
六个特征参数定义： ①脉冲周期 T：周期性脉冲序列中，两个相邻脉冲 出现的时间间隔。 ②脉冲幅值Um ：脉冲信号的最大变化幅值。 ③占空比D ：脉冲信号的正脉冲宽度与脉冲周期的 比值，即 D＝tW / T 。 ④脉冲宽度 tW ：从脉冲波形上升沿的 0.5Um 到下降 沿的 0.5Um所需的时间。 ⑤上升时间tr：脉冲波形由0.1Um上升到0.9Um所 需的时间。 ⑥下降时间tf：脉冲波形由0.9Um下降到0.1Um所需 的时间。
4
6.2 单稳态触发器
特点： ①有一个稳态和一个暂稳态 ②在外界触发信号作用下，能从稳态→暂稳态 ，维持一段时间后自动返回稳态 ③暂稳态维持的时间长短取决于电路内部参数 单稳态触发器的暂稳态通常都由RC电路的充放电 过程来维持。按电路中决定暂态时间的电路连接形式 不同，单稳态触发器可分为积分型和微分型两种，如 图6.2.1、6.2.5所示。
41
随着充电过程的进行，电容电压逐渐升高， 因此uI也逐渐增大。一旦uI 达到非门G1的阈值 电压UTH，多谐振荡器必将发生如下正反馈过 程：
这一正反馈过程促使G1瞬间导通、G2瞬间截止，可
得uO1 =UOL， uO =UOH。该状态被定义为第二暂稳
态。
42
②第二暂稳态自动翻转至第一暂稳态
当多谐振荡器进入第二暂稳态的瞬间，电路输
其中，74121的电路符号如图。
14
图6.2.10 集成单稳态触发器的两种工作波形
15
图6.2.12 集成单稳态触发器74121 的外部元件连接方法 （a）使用外接电阻Rext 且采用下降沿触发 （b）使用内部电 阻Rint 且采用上升沿触发
电子技术基础第八章 波形发生和信号转换
图8.2.13
8.2.5 集成电压比较器 一、集成电压比较器的特点和分类
1、特点 响应速度快，传输延迟时间短，一般不需要外 加限幅电路就可直接驱动TTL、CMOS和ECL等数 字电路；有些芯片带负载能力强，可直接驱动继电 器和指示灯。 2、分类 单、双和四电压比较器； 通用、高速、低功耗、低电压和高精度型电压 比较器； 普通输出、集电极（漏极）开路输出或互补输 出型。 此外，还有的集成电压比较器带有选通端。
例8.2.2 在图6.2.9电路 中， R1=50KΩ, R2=100KΩ, ±UZ=±9V， 已知uI波形，试画出 uO的波形。
图8.2.11
例8.2.3 设计一个电压比较器，使其具有如图8.2.12（a） 所示的电压传输特性。要求电阻在20～100KΩ 之间。
图8.2.12
解：
若R1取为25KΩ，则R2应取为50 KΩ ；或各取为 50 KΩ和100 KΩ 。
由于C<<C0，所以fp≈fs。
二、石英晶体正弦波振荡电路 1、并联型石英晶体正弦波振荡电路 电路如图8.1.29所示，石英晶体等效为电感，和 C1、C2组成电容反馈式正弦波振荡电路。振荡频率 为 f p。 2、串联型石英晶体正弦波振荡电路 电路如图8.1.30所示，石英晶体等效为电阻，振荡 频率为fs。
，即
，φF=0o。
二、桥式正弦波振荡电路 f=f0时， ，所以 图8.1.6 在图8.1.7中
采用非线性环节， 例如热敏电阻以稳定 输出电压。
图8.1.7
三、振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路
图8.1.9
8.1.3 LC正弦波振荡电路 一、 LC谐振回路的频率特性
图8.1.10
谐振频率
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。
波形的发生和信号的转换题解
第八章波形的发生和信号的转换自测题一、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。
（1）在图T8.1所示方框图中，若φF＝180°，则只有当φA＝±180°时，电路才能产生正弦波振荡。
（）图T8.1（2）只要电路引入了正反馈，就一定会产生正弦波振荡。
（）（3）凡是振荡电路中的集成运放均工作在线性区。
（）（4）非正弦波振荡电路与正弦波振荡电路的振荡条件完全相同。
（）解：（1）√（2）×（3）×（4）×二、改错：改正图T8.2所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。
要求不能改变放大电路的基本接法（共射、共基、共集）。
图T8.2解：（a）加集电极电阻R c及放大电路输入端的耦合电容。
（b）变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同铭端。
三、试将图T8.3所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。
图T8.3解：④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。
如解图T8.3所示。
解图T8.3四、已知图T8.4（a）所示方框图各点的波形如图（b）所示，填写各电路的名称。
电路1为，电路2为，电路3为，电路4为。
图T8.4解：正弦波振荡电路，同相输入过零比较器，反相输入积分运算电路，同相输入滞回比较器。
五、试分别求出图T8.5所示各电路的电压传输特性。
图T8.5解：图（a）所示电路为同相输入的过零比较器；图（b）所示电路为同相输入的滞回比较器，两个阈值电压为±U T＝±0.5 U Z。
两个电路的电压传输特性如解图T8.5所示解图T8.5六、电路如图T8.6所示。
图T8.6（1）分别说明A1和A2各构成哪种基本电路；（2）求出u O1与u O的关系曲线u O1＝f（u O）；（3）求出u O与u O1的运算关系式u O＝f（u O1）；（4）定性画出u O1与u O的波形；（5）说明若要提高振荡频率，则可以改变哪些电路参数，如何改变。
波形的发生和信号的转换
输入电阻小、输出 电阻大，影响f0
可引入电压串联负反馈，使
电压放大倍数大于3，且Ri大、 Ro小，对f0影响小
应为RC 串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、输入电 阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路。
整理课件
3. RC桥式正弦波振荡电路（文氏桥振荡器）
用同相比例运算电路作放大电路。
Rf 2R1
整理课件
3. 电感反馈式电路
U f
Ui(f f0)
必要吗？
反馈电压取自哪个线圈？ 反馈电压的极性？
电感的三个抽头分别接晶 体管的三个极，故称之为电 感三点式电路。
整理课件
3. 电感反馈式电路
特点：耦合紧密，易振，振 幅大，C 用可调电容可获得 较宽范围的振荡频率。波形 较差，常含有高次谐波。
U OL U Z U OH U Z
uN uI
uP
R1 R1R2
uO,令uN
uP，得UT
R1 R1R2
UZ
整理课件
三、滞回比较器
2. 工作原理及电压传输特性
UT
R1 R1R2
UZ
UO UZ
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。
因同相比例运算电路有非常好的线
性度，故R或Rf可用热敏电阻，或加 二极管作为非线性环节。
文氏桥振荡 器的特点？
整理课件
频率可调的文氏桥振荡器
改变电容以粗调，改变电 位器滑动端以微调。
加稳压管可以限制输出电 压的峰-峰值。
同轴 电位器
整理课件
讨论一：合理连接电路，组成文氏桥振荡电路
脉冲波形的产生与变换
脉冲波形的产生与变换脉冲信号是数字电路中最常用的工作信号。
脉冲信号的获得经常采用两种方法：一是利用振荡电路直接产生所需的矩形脉冲。
这一类电路称为多谐振荡电路或多谐振荡器；二是利用整形电路,将已有的脉冲信号变换为所需要的矩形脉冲。
这一类电路包括单稳态触发器和施密特触发器。
这些脉冲单元电路可以由集成逻辑门构成,也可以用集成定时器构成。
下面先来介绍由集成门构成的脉冲信号产生和整形电路。
9.1 多谐振荡器自激多谐振荡器是在接通电源以后,不需外加输入信号,就能自动地产生矩形脉冲波。
由于矩形波中除基波外,还含有丰富的高次谐波,所以习惯上又把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。
多谐振荡器通常由门电路和基本的RC电路组成。
多谐振荡器一旦振荡起来后,电路没有稳态,只有两个暂稳态,它们在作交替变化,输出矩形波脉冲信号,因此它又被称作无稳态电路。
9.1.1门电路组成的多谐振荡器多谐振荡器常由TTL门电路和CMOS门电路组成。
由于TTL门电路的速度比CMOS门电路的速度快, 故TTL门电路适用于构成频率较高的多谐振荡器,而CMOS门电路适用于构成频率较低的多谐振荡器。
(1)由TTL门电路组成的多谐振荡器由TTL门电路组成的多谐振荡器有两种形式：一是由奇数个非门组成的简单环形多谐振荡器；二是由非门和RC延迟电路组成的改进环形多谐振荡器。
①简单环形多谐振荡器uo(a) (b)图9－1 由非门构成的简单环形多谐振荡器把奇数个非门首尾相接成环状,就组成了简单环形多谐振荡器。
图9－1（ａ）为由三个非门构成的多谐振荡器。
若uo的某个随机状态为高电平,经过三级倒相后,uo跳转为低电平,考虑到传输门电路的平均延迟时间tpd,uo输出信号的周期为6tpd。
图9－1（ｂ）为各点波形图。
简单环形多谐振荡器的振荡周期取决于tpd,此值较小且不可调,所以,产生的脉冲信号频率较高且无法控制,因而没有实用价值。
改进方法是通过附加一个RC延迟电路,不仅可以降低振荡频率,并能通过参数 R、C控制振荡频率。
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。
失真度减小和频率可调电路
第八章
波形的发生和信号的转换
三、振荡电路中的负反馈(稳幅环节)
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。 R 反馈系数 F RF R 改变 RF，可改变反馈深度。 增加负反馈深度，并且满足
A 3 图 8.1.7 则电路可以起振，并产生比较稳定而失真较小的正 弦波信号。 反馈电阻 RF采用负温度系数的热敏电阻， R采用正温度系数的热敏电阻，均可实现自动稳幅。
0
谐振频率：
1 LC 1 2 LC
f0
赣南师范学院物电学院电工电子教研室－－模拟电路多媒体课件
第八章
波形的发生和信号的转换
LC 并联回路的阻抗：
发生并联谐振时，
1 1 j ( R jL) ( j ) jL 1 C C 0 Z 1 1 LC j R jL R j( L ) C C 回路等效阻抗： L RC 1 L Z0 L 1 Y0 RC 1 j (1 2 ) R LC Z0 在谐振频率附近， Z 2 0 1 jQ(1 2 )
动画avi\11-1.avi
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第八章
波形的发生和信号的转换
由此知放大电路产生自激振荡的条件是：
即：
Uf Ui U f FU o FAU i U i
所以产生正弦波振荡的条件是： AF 1
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
第 三 版 童 诗 白
8.3 非正弦波发生电路 8.4 利用集成运放实现的信号转换电路
8.5 锁相环及其在电路中的运用
脉冲 波形的产生和变换
第一节佛教
2.佛教的基本教义 (1)四谛说 四谛是佛教各派共同承认的
基础教义。所谓“谛”，有“真理”或“ 实在”，的意思，是印度哲学通用的概念 。“四谛”就是佛教中的四条真理，即苦 谛、集谛、灭谛和道谛。由于这四条是神 圣的真理，所以“四谛”又称为“四圣谛 ”。其核心是宣扬整个世界和全部人生为 无边之苦海。四谛又可分为两部分，苦、 集二谛说明人生的本质及其形成的原因， 灭、道二谛指明人生解脱的归宿和上解一页脱下一之页 返回
部派佛教时期(约前4世纪中叶一1世纪中 叶)公元前4世纪至公元1世纪，即释迎牟 尼去世后的100年到400年间，佛教教团 出现了分裂。最初分为尊崇传统、保守旧 规的上座部和较为进取、强调改革上和一页发下一展页 返回
第一节佛教
大乘佛教时期(约1世纪中叶7世纪)大约在 公元1世纪左右，佛教发生了大的分化， 分出大乘佛教和小乘佛教。从此，佛教发 展进入了一个新的阶段。“乘”，是“承 载”或“道路”的意思，大乘是大道，小 乘即是小道。小乘和大乘两派，对佛教教 义的解释和理解有分歧。小乘保持原来的 教义，以释迎牟尼为教主，以《阿含经》 为主要经典。大乘则对原有的教义有所修 正、有所发展，认为三世十方有无数佛， 并以《般若经》、《维摩经》、《法华经
藏传佛教主要是印度密教与藏区本教融合 形成的具有西藏地方色彩的佛教，俗称喇 嘛教。流传于中国的藏、蒙古、裕固、纳 西等民族地区，以及不丹、锡金、尼泊尔 、蒙古和俄罗斯的布里亚特等国家和地区 。它的经典属于藏语，故亦称藏语上系一页佛下一教页 返回
第一节佛教
3.佛教在中国的传播 佛教自印度传入中国以后，经过流传发展
波形的分析及其应用。 4.了解555定时器内部结构框图、基本原理及典型应用。
返回
第一节 概述
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
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
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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波形的发生和信号的转换自测题一、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。
（1）在图T8.1所示方框图中，若φF＝180°，则只有当φA＝±180°时，电路才能产生正弦波振荡。
（）图T8.1（2）只要电路引入了正反馈，就一定会产生正弦波振荡。
（）（3）凡是振荡电路中的集成运放均工作在线性区。
（）（4）非正弦波振荡电路与正弦波振荡电路的振荡条件完全相同。
（）解：（1）√（2）×（3）×（4）×二、改错：改正图T8.2所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。
要求不能改变放大电路的基本接法（共射、共基、共集）。
图T8.2解：（a）加集电极电阻R c及放大电路输入端的耦合电容。
（b）变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同铭端。
三、试将图T8.3所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。
图T8.3解：④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。
如解图T8.3所示。
解图T8.3四、已知图T8.4（a）所示方框图各点的波形如图（b）所示，填写各电路的名称。
电路1为，电路2为，电路3为，电路4为。
图T8.4解：正弦波振荡电路，同相输入过零比较器，反相输入积分运算电路，同相输入滞回比较器。
五、试分别求出图T8.5所示各电路的电压传输特性。
图T8.5解：图（a）所示电路为同相输入的过零比较器；图（b）所示电路为同相输入的滞回比较器，两个阈值电压为±U T＝±0.5 U Z。
两个电路的电压传输特性如解图T8.5所示解图T8.5六、电路如图T8.6所示。
图T8.6（1）分别说明A 1和A 2各构成哪种基本电路；（2）求出u O 1与u O 的关系曲线u O 1＝f （u O ）；（3）求出u O 与u O 1的运算关系式u O ＝f （u O 1）；（4）定性画出u O 1与u O 的波形；（5）说明若要提高振荡频率，则可以改变哪些电路参数，如何改变。
解：（1）A 1：滞回比较器；A 2：积分运算电路。
（2） 根据0)(21N1O O1O 212O1211P1==+=⋅++⋅+=u u u u R R R u R R R u ，可得 V 8T ±=±Uu O 1与u O 的关系曲线如解图T8.6（a ）所示。
（3） u O 与u O 1的运算关系式)()(2000 )()(11O 12O11O 12O14O t u t t u t u t t u C R u +--=+--=解图T8.6（4）u O 1与u O 的波形如解图T8.6（b ）所示。
（5）要提高振荡频率，可以减小R 4、C 、R 1或增大R 2。
习 题8.1 判断下列说法是否正确，用“√”或“×”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φF ＝±φA 。
（ ）（2）因为RC 串并联选频网络作为反馈网络时的φF ＝0°，单管共集放大电路的φA ＝0°，满足正弦波振荡的相位条件φA ＋φF ＝2n π（n 为整数），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f 0＝1/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。
（ ）解：（1）√ （2）× （3）× （4）× （5）× （6）√8.2 判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。
（1）只要集成运放引入正反馈，就一定工作在非线性区。
（ ）（2）当集成运放工作在非线性区时，输出电压不是高电平，就是低电平。
（ ）（3）一般情况下，在电压比较器中，集成运放不是工作在开环状态，就是仅仅引入了正反馈。
（ ）（4）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。
（ ）（5）在输入电压从足够低逐渐增大到足够高的过程中，单限比较器和滞回比较器的输出电压均只跃变一次。
（ ）（6）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。
（ ）解：（1）× （2）√ （3）√ （4）× （5）√ （6）×8.3现有电路如下：A．RC桥式正弦波振荡电路B．LC正弦波振荡电路C．石英晶体正弦波振荡电路选择合适答案填入空内，只需填入A、B或C。
（1）制作频率为20Hz～20kHz的音频信号发生电路，应选用。
（2）制作频率为2 MHz～20MHz的接收机的本机振荡器，应选用。
（3）制作频率非常稳定的测试用信号源，应选用。
解：（1）A （2）B （3）C8.4选择下面一个答案填入空内，只需填入A、B或C。
A．容性B．阻性C．感性（1）LC并联网络在谐振时呈，在信号频率大于谐振频率时呈，在信号频率小于谐振频率时呈。
（2）当信号频率等于石英晶体的串联谐振频率或并联谐振频率时，石英晶体呈；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；其余情况下石英晶体呈。
（3）当信号频率f＝f0时，RC串并联网络呈。
解：（1）B A C （2）B C A （3）B8.5判断图P8.5所示各电路是否可能产生正弦波振荡，简述理由。
设图（b）中C4容量远大于其它三个电容的容量。
图P8.5解：图（a ）所示电路有可能产生正弦波振荡。
因为共射放大电路输出电压和输入电压反相（φA ＝－180˚），且图中三级移相电路为超前网络，在信号频率为0到无穷大时相移为＋270˚～0˚，因此存在使相移为＋180˚（φF ＝＋180˚）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f 0 （此时φA ＋φF ＝0˚）；且在f ＝f 0时有可能满足起振条件F A＞1，故可能产生正弦波振荡。
图（b ）所示电路有可能产生正弦波振荡。
因为共射放大电路输出电压和输入电压反相（φA ＝－180˚），且图中三级移相电路为滞后网络，在信号频率为0到无穷大时相移为0˚～－270˚，因此存在使相移为－180˚ （φF ＝－180˚）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f 0（此时φA ＋φF＝－360˚）；且在f ＝f 0时有可能满足起振条件F A＞1，故可能产生正弦波振荡。
8.6 电路如图P8.5所示，试问：（1）若去掉两个电路中的R 2和C 3，则两个电路是否可能产生正弦波振荡？为什么？（2）若在两个电路中再加一级RC 电路，则两个电路是否可能产生正弦波振荡？为什么？解：（1）不能。
因为图（a ）所示电路在信号频率为0到无穷大时相移为＋180°～0°，图（b ）所示电路在信号频率为0到无穷大时相移为0°～－180°，在相移为±180°时反馈量为0，因而不可能产生正弦波振荡。
（2）可能。
因为存在相移为±180°的频率，满足正弦波振荡的相位条件，且电路有可能满足幅值条件，因此可能产生正弦波振荡。
8.7 电路如图P8.7所示，试求解：（1）R W 的下限值；（2）振荡频率的调节范围。
图P 8.7解：（1）根据起振条件22'W 'W f ＞，＞R R R R +k Ω。
故R W 的下限值为2k Ω。
（2）振荡频率的最大值和最小值分别为Hz 145)(π 21kHz 6.1π 2121min 01max 0≈+=≈=C R R f CR f8.8 电路如图P8.8所示， 稳压管D Z 起稳幅作用，其稳定电压±U Z ＝±6V 。
试估算：（1）输出电压不失真情况下的有效值；（2）振荡频率。
解：（1）输出电压不失真情况下的峰值是稳压管的稳定电压，故其有效值V 36.62 5.1Zo ≈=U U（2）电路的振荡频率 图P 8.8Hz 95.9π210≈=RC f8.9 电路如图P8.9所示。
（1）为使电路产生正弦波振荡，标出集成运放的“＋”和“－”；并说明电路是哪种正弦波振荡电路。
（2）若R 1短路，则电路将产生什么现象？（3）若R 1断路，则电路将产生什么现象？（4）若R F 短路，则电路将产生什么现象？（5）若R F 断路，则电路将产生 图P 8.9什么现象？解：（1）上“－”下“＋”（2）输出严重失真，几乎为方波。
（3）输出为零。
（4）输出为零。
（5）输出严重失真，几乎为方波。
8.10 图P8.10所示电路为正交正弦波振荡电路，它可产生频率相同的正弦信号和余弦信号。
已知稳压管的稳定电压±U Z ＝±6V ，R 1＝R 2＝R 3＝R 4＝R 5＝R ，C 1＝C 2＝C 。
图P 8.10（1）试分析电路为什么能够满足产生正弦波振荡的条件；（2）求出电路的振荡频率；（3）画出o1U 和o2U 的波形图，要求表示出它们的相位关系，并分别求出它们的峰值。
解：（1）在特定频率下， 由A 2组成的积分运算电路的输出电压o2U 超前输入电压o1U 90o ，而由A 1组成的电路的输出电压o1U 滞后输入电压o2U 90o ，因而o1U 和o2U 互为依存条件，即存在f 0满足相位条件。
在参数选择合适时也满足幅值条件，故电路在两个集成运放的输出同时产生正弦和余弦信号。
（2）解方程组：⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-=⋅-=-+-⋅+==251o o211P 31o 1P 41o 1P 1o 2111N 1P j j C R U U C U R U U R U U U R R R U U ωω 可得正实根，求出RC f π210=。
（3）输出电压u 2最大值U O 2ma x ＝U Z ＝6V对方程组中的第三式取模，并将RC f 2π 2π200==ω代入可得o2o12U U =，故V 5.82m a x o2max 1o ≈=U U 。
若u O1为正弦波，则u O2为余弦波，如解图8.10所示。
解图P8.108.11分别标出图P8.11所示各电路中变压器的同铭端，使之满足正弦波振荡的相位条件。
图P8.11解：图P8.11所示各电路中变压器的同铭端如解图P8.11所示。
解图P8.118.12分别判断图P8.12所示各电路是否满足正弦波振荡的相位条件。
图P8.12解：（a）可能（b）不能（c）不能（d）可能8.13改正图P8.12（b）（c）所示两电路中的错误，使之有可能产生正弦波振荡。