清华模电课件第25讲非正弦波发生电路
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2. 三角波变锯齿波：二倍频
利用 电子 开关 改变 比例 系数
如何得到？
整理ppt
15
3. 三角波变正弦波
三角波用傅立叶级数展开，除基波外，还含有3次、5
次……谐波。
范围是什么？
若输入信号的频率变化不大，则可用滤波法实现。
若输入信号的频率变化较大，则可用折线法实现。
整理ppt
16
讨论一
已知uO1和uO2的峰-峰值均为12V，二极管为理想二极管。 1. 求出稳压管的稳压值UZ和R4的阻值； 2. 定性画出uO1、uO2的波形图； 3. 求解δ的表达式。
第八章 信号发生电路
整理ppt
1
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
整理ppt
2
一、常见的非正弦波
矩形波
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
整理ppt
3
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。
设合闸通电时电容上电压为0， uO上升，则产生正反馈过程：
uO↑→ uN↑→ uO↑↑ ，直至 uO＝ UZ， uP＝+UT，第一暂态。
整理ppt
6
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。
滞回比较器 RC 回路
UT
R1 R1R2
UZ
正向充电：
uO（+UZ）→R→C→地 反向充电：
地→C→ R → uO（－UZ）
整理ppt
5
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。
R1 R2
UZ
整理ppt
11
三角波发生电路的振荡原理
电路状态翻转时，uP1=?
uOR1 3CuO(1 t2t1)uO(t1) uP1 R1R 1R2uO 1 R1R 2R2uO
合闸通电，通常C 上电压为0。设uO1↑→ uP1↑→ uO1↑↑，直至 uO1 ＝ UZ（第一暂态）；积分电路反向积分，t↑→ uO↓，一旦uO 过－ UT ，uO1从＋ UZ跃变为－ UZ （第二暂态） 。
5. 占空比可调电路
正向充电和反向充电时间常数可 调，占空比就可调。
为了占空比调节范围大，R3应如何取值？
整理ppt
9
三、三角波发生电路
1. 电路组成 用积分运算电路可将方波变为三角波。
两个RC环节
实际电路将两个RC 环节合二为一
UZ
uO要取代uC，必须改变输入端。 集成运放应用电路的分析方法：
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。
整理ppt
4
2. 电路组成
UZ UZ
些参数与幅值有关？哪 些参数与频率有关？先 调哪个参数？
整理ppt
13
四、锯齿波发生电路
1. R3应大些？小些？ 2. RW的滑动端在最上 端和最下端时的波形？
≈T
3. R3短路时的波形？
整理ppt
14
五、波形变换电路
1. 利用基本电路实现波形变换
正弦波变方波、变矩形波，方波变三角波， 三角波变方波，固定频率的三角波变正弦波
D1
R1
D2
R2
C 0.02F
A1
R3 u O1 10k
R4
A2
R5
u O2
500
DZ UZ
i u
O
(a)
整理ppt
(b)
17
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
积分电路正向积分，t↑→ uO↑， 一旦uO过＋ UT ， uO1从 － UZ跃变为＋ UZ ，返回第一暂态。重复上述过程，产生周期性的 变化，即振荡。
整理ppt
12
3. 波形分析
为什么为三角波？怎样获得锯齿波？
如何调整三角波的幅值和频率？
“理性地调试”：哪
UTR13CUZT 2(UT)
T
4R1R3C R2
为什么采用同相输 入的滞回比较器？
化整为零（分块），分析功能（每块），统观整体，性能估算
整理ppt
10
2. 工作原理
uOR1 3CuO(1 t2t1)uO(t1)
滞回比较器 积分运算电路
求滞回比较器的电压传输特性：三要素 UOH 、 UOL ， UT， uI过UT时曲线的跃变方向。
令 uPu1P1R1uRN1R12 0u， O1将 uRO1R12R2UuZO代入，求出UT
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。
整理ppt
7
4. 波形分析
脉冲宽度
根据三要素，即、起终始了值值、时间求常出数，
T2R3Cln1(2RR21)
占空比 Tk
T
50%
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利用 电子 开关 改变 比例 系数
如何得到？
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3. 三角波变正弦波
三角波用傅立叶级数展开，除基波外，还含有3次、5
次……谐波。
范围是什么？
若输入信号的频率变化不大，则可用滤波法实现。
若输入信号的频率变化较大，则可用折线法实现。
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讨论一
已知uO1和uO2的峰-峰值均为12V，二极管为理想二极管。 1. 求出稳压管的稳压值UZ和R4的阻值； 2. 定性画出uO1、uO2的波形图； 3. 求解δ的表达式。
第八章 信号发生电路
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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
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一、常见的非正弦波
矩形波
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
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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。
设合闸通电时电容上电压为0， uO上升，则产生正反馈过程：
uO↑→ uN↑→ uO↑↑ ，直至 uO＝ UZ， uP＝+UT，第一暂态。
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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。
滞回比较器 RC 回路
UT
R1 R1R2
UZ
正向充电：
uO（+UZ）→R→C→地 反向充电：
地→C→ R → uO（－UZ）
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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。
R1 R2
UZ
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三角波发生电路的振荡原理
电路状态翻转时，uP1=?
uOR1 3CuO(1 t2t1)uO(t1) uP1 R1R 1R2uO 1 R1R 2R2uO
合闸通电，通常C 上电压为0。设uO1↑→ uP1↑→ uO1↑↑，直至 uO1 ＝ UZ（第一暂态）；积分电路反向积分，t↑→ uO↓，一旦uO 过－ UT ，uO1从＋ UZ跃变为－ UZ （第二暂态） 。
5. 占空比可调电路
正向充电和反向充电时间常数可 调，占空比就可调。
为了占空比调节范围大，R3应如何取值？
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三、三角波发生电路
1. 电路组成 用积分运算电路可将方波变为三角波。
两个RC环节
实际电路将两个RC 环节合二为一
UZ
uO要取代uC，必须改变输入端。 集成运放应用电路的分析方法：
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。
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2. 电路组成
UZ UZ
些参数与幅值有关？哪 些参数与频率有关？先 调哪个参数？
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四、锯齿波发生电路
1. R3应大些？小些？ 2. RW的滑动端在最上 端和最下端时的波形？
≈T
3. R3短路时的波形？
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五、波形变换电路
1. 利用基本电路实现波形变换
正弦波变方波、变矩形波，方波变三角波， 三角波变方波，固定频率的三角波变正弦波
D1
R1
D2
R2
C 0.02F
A1
R3 u O1 10k
R4
A2
R5
u O2
500
DZ UZ
i u
O
(a)
整理ppt
(b)
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此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
积分电路正向积分，t↑→ uO↑， 一旦uO过＋ UT ， uO1从 － UZ跃变为＋ UZ ，返回第一暂态。重复上述过程，产生周期性的 变化，即振荡。
整理ppt
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3. 波形分析
为什么为三角波？怎样获得锯齿波？
如何调整三角波的幅值和频率？
“理性地调试”：哪
UTR13CUZT 2(UT)
T
4R1R3C R2
为什么采用同相输 入的滞回比较器？
化整为零（分块），分析功能（每块），统观整体，性能估算
整理ppt
10
2. 工作原理
uOR1 3CuO(1 t2t1)uO(t1)
滞回比较器 积分运算电路
求滞回比较器的电压传输特性：三要素 UOH 、 UOL ， UT， uI过UT时曲线的跃变方向。
令 uPu1P1R1uRN1R12 0u， O1将 uRO1R12R2UuZO代入，求出UT
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。
整理ppt
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4. 波形分析
脉冲宽度
根据三要素，即、起终始了值值、时间求常出数，
T2R3Cln1(2RR21)
占空比 Tk
T
50%
整理ppt
8