模拟电子技术第8章正弦波振荡及电压比较器
模电课件电压比较器
减小失调电压与失调电流
失调电压与失调电流是电压比较器的重要参数，减小失调电压与失调电 流可以提高比较器的性能。
通过优化工艺和版图设计，可以减小失调电压与失调电流。例如，采用 对称的结构设计、优化器件尺寸和比例等措施，都可以减小失调电压与 失调电流。
在实际应用中，可以通过校准和补偿技术，对失调电压与失调电流进行 补偿，提高比较器的性能。
在传感器信号处理中的应用
模拟-数字转换
01
电压比较器在传感器信号处理中用于模拟-数字转换，将模拟信
号转换为数字信号，便于计算机处理和传输。
阈值感器的输出信号是否超过预设阈值，从
而触发相应的动作或报警。
数据采集与处理
03
电压比较器在传感器数据采集系统中用于比较和筛选数据，确
未来电压比较器的研究和发展需要关 注环保和可持续发展，推广绿色电子 技术，减少对环境的影响。
THANKS
感谢观看
较大的失调电压和失调电流会影响电压比较器的精度和性能。
响应时间与带宽
响应时间
带宽与响应时间的关系
电压比较器对输入信号的响应速度， 即输出电压从一种状态跳变到另一种 状态所需的时间。
带宽越宽，响应时间越短；带宽越窄， 响应时间越长。
带宽
描述了电压比较器的频率响应特性， 即电压比较器能够处理的最高频率信 号。
03
电压比较器的电路实现
差分输入的电压比较器
差分输入电压比较器是一种常见的电压比较器，其特点是输入信号为差分信号， 可以有效地抑制共模干扰。
差分输入电压比较器通常由运算放大器组成，其工作原理是将差分信号输入到运 放的反相输入端和同相输入端，通过运放的放大作用，将差分信号转换为单端信 号，并进行比较。
模拟电子技术 第八章 波形的发生和信号的转换1(新)
R1 U T U Z R2
第二节 非正弦波发生电路
三角波发生电路的振荡原理
电路状态翻转时，uP1=?
1 uO uO1 (t2 t1 ) uO (t1 ) R3C
R1 R2 uP1 uO1 uO R1 R2 R1 R2
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） 。 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 第八章 波形的发生和信号的转换 变化，即振荡。
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？
第八章 波形的发生和信号的转换
第二节 非正弦波发生电路
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。
模拟电子技术
电子教案
沈阳工业大学
电子技术教研室
第八章 波形的发生和信号的转换
第八章 波形的发生和信号的转换
第八章 波形的发生和信号的转换
目
录
第一节 电压比较器
第二节 非正弦波发生器
第三节 正弦波发生器
第四节 信号转换电路
第八章 波形的发生和信号的转换
第一节 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
模电电压比较器PPT课件
u
TH
i u u
Rf R2 Rf
U
R
R2 R2 Rf
UZ
ui R1
U TH
Rf R2 Rf
UR
R2 R2 Rf
UZ
第14页/共22页
当ui逐渐增大时，uO从+UZ跳变为-UZ时：
UTH
Rf R2 Rf
UR
R2 R2 Rf
UZ
当ui逐渐减小时，uO从-UZ 跳变为+UZ时：
UTH
Rf R2 Rf
UR
R2 R2 Rf
UZ
UT
U TH
UTH
2R2 R2 Rf
UZ
UTH : 上限门限电压 UTH : 下限门限电压
UT : 门限宽度或回差
与参考电压无关。
uO +UZ
UTH- 0 -UZ
传输特性
第15页/共22页
UTH+ ui
7.1 填空题
（ 1 ） 理想集成运放开环电压放大倍数Aud=（ ∞ ）， 输入电阻Rid=（ ∞ ），输出电阻Rid=（ 0 ）， 共模抑制比KCMR=（ ∞ ），开环带宽BW=（ ∞ ） 。 （ 2 ）集成运放第一级常采用（ 差动放大 ）电路， 主要是为了减少（ 零点漂移 ），提高（ KCMR ） 。 （ 3 ）理想集成运放在线性工作时，其两输入端的电位 （ 相等 ），电流（ 相等且为零 ） 。
7.5.1 电压比较器
一、电压比较器基本概念 电压比较器是集成运放的另一类基本应用电路，作用 是对两个输入电压进行比较，比较的结果及输出只有 两种状态，既高电平和低电平 当ui<uREF uo= uoH → “1 ”
当ui>uREF uo= uoL → “0 ”
电子线路第8章
Rb2 －
Re
判断是否是满足 相位条件——相 相位条件 相 位平衡法： 位平衡法：
C Uf 断开反馈到放大 R b1 L1 L2 器的输入端点， 器的输入端点，假设 (-) 在输入端加入一正极 C b (+) Uo 性的信号， 性的信号，用瞬时极 性法判定反馈信号的 极性。若反馈信号与 极性。 R b2 Re 输入信号同相， 输入信号同相，则满 足相位条件； 足相位条件；否则不 满足。 满足。
8.2 LC正弦波振荡电路 正弦波振荡电路
1. LC并联谐振回路的选频特性 并联谐振回路的选频特性 并联谐振回路的
i
+ u
当 ω = ω0 ≈
1 LC
时，
iC
C
iL
L R
并联谐振。 并联谐振。 谐振时，电路呈阻性： 谐振时，电路呈阻性：
-
R为电感和回路中的损耗电阻 为电感和回路中的损耗电阻
L (阻性 阻性) Z0 = 阻性 RC
石英晶体振荡电路
8.3.2 石英晶体的基本特性与等效电路 1. 石英晶体的压电效应
V
极板间加电场 晶体机械变形 极板间加机械力 晶体产生电场
V
晶片 敷银层
V
符号
V
压电效应： 压电效应：
交变电压
机械振动
交变电压 压电谐振
固有频率时， 当交变电压频率 = 固有频率时，振幅最大
机械振动的固有频率与晶片尺寸有关，稳定性高。 机械振动的固有频率与晶片尺寸有关，稳定性高。
| AF | =1
ϕ A + ϕ F = 2 nπ
n是整数 是整数
起振条件和稳幅原理
起振条件： 起振条件： & & 略大于1 | A F |>1 （略大于1）
电压比较器、正弦波振荡电路、非正弦波发生电路
电压比较器
一、单限比较器 电路只有一个阈值电压， 电路只有一个阈值电压，输入电压逐渐增大或减小过程 当通过阈值电压变，从高电平 跃变为低电平或从低电瓶跃变为高电平。 跃变为低电平或从低电瓶跃变为高电平。 1.过零比较器 过零比较器 其阈值电压等于零。 其阈值电压等于零。
电压比较器
反相过零电压比较器
电压比较器
在实用电路中为了满足负载的需要， 在实用电路中为了满足负载的需要，常在集成运放的 输出端加稳压管限幅电路。 输出端加稳压管限幅电路。
电压比较器的输出限幅电路
电压比较器
2.一般单限比较器 一般单限比较器
电压比较器
二、滞回比较器 电路有两个阈值电压， 电路有两个阈值电压，输入电压从小变大过程中使输 出电压产生跃变时的阈值电压不等于从大变小过程中 使输出电压产生跃变的阈值电压，电路具有滞回特性。 使输出电压产生跃变的阈值电压，电路具有滞回特性。
电压比较器
加了参考电压的滞回比较器
电压比较器
三、窗口（双限）比较器 窗口（双限）
电压比较器
小结： 小结： 1）在电压比较器中，集成运放多工作在非线性区，输 ）在电压比较器中，集成运放多工作在非线性区， 出电压只有高电平和低电平两种可能的情况； 出电压只有高电平和低电平两种可能的情况； 2）一般用电压传输特性来描述输出电压与输入电压的 ） 函数关系； 函数关系； 3）电压传输特性的三个要素是输出电压的高、低电平， ）电压传输特性的三个要素是输出电压的高、低电平， 阈值电压和输出电压的跃变方向。 阈值电压和输出电压的跃变方向。输出电压的高低电 平决定于限幅电路； 所求出的U 平决定于限幅电路；令UP=UN所求出的 I就是阈值电 压；UI等于阈值电压时输出电压的跃变方向决定于同 相输入端还是反相输入端。 相输入端还是反相输入端。
模拟电子技术清华华成英第四第八章ppt文档
8.1 正弦波振荡电路
一、产生正弦波振荡的条件 U i 2Uisi nt
无外输入信号，放大电路输出端也有一个正弦波信 号——自激振荡。(电路要引入正反馈)
X f Xi
+
X f X i
X O X i
•
X f X O
AF 1
AF AF1 幅值平衡条件
ArA gF ArA g ArF gAF 相位平衡条件 2n(n0、 1、 2）
分析：
① f f0
F 0
2
② f f0
F 0
2
③ f f0
F 1 3
0
分析：
① f f0
F 0
2
② f f0
F 0
2
③ f f0
F 1 3
0
当 f f0
F 1 max 3
F 0
二、RC桥式正弦波振荡电路
如何实现？
起振条件 稳幅条件
Au
U UOf
1Rf R1
3
Au
U UOf
L
1 当 CR2 ( L)2 0
f 0电路发生并联谐振。
2 LC O
1 1( R
• )2
OL
1
LC
1
1
1 Q2
•
LC
令QRoL（Q为品质因数）0
1 LC
根据引入反馈的方式不同，LC正弦波振荡电路分为 三种电路。
变压器反馈式、 电感反馈式、 电容反馈式。
二、变压器反馈式振荡电路 满通常，选取
R1 R2 RC1C2 C
F
U f U O
R
R // 1
jC
1 R //
模拟电子技术基础第8章习题题解
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＝±0.5U 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 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。
正弦波振荡电路
+VCC
RC RB1
+
+
C4
Co
+
（1）放大电路：保证能起振，实现能量控制； （2）选频网络：确定电路的振荡频率，产生单一频率的正弦波。 （3）正反馈网络：使放大电路的输入信号等于反馈信号。 （4）稳幅环节：使输出信号幅值稳定。 常将选频网络和正反馈网络合二为一。
2、电路的分类
按组成选频网络的元件类型不同，可分为： (1) RC正弦波振荡器（f<1MHz) (2)LC正弦波振荡器（f>1MHz) (3)石英晶体振荡器（f稳定度高)
ui
R
选频电路
图8.1.7 RC桥式正弦波振荡电路(a)
8.1
正弦波振荡电路——8.1.2 RC正弦波振荡电路
图8.1.7 RC桥式正弦波振荡电路
8.1
正弦波振荡电路——8.1.2 RC正弦波振荡电路
•
2. 如何满足自激振荡的条件
RF
R1
.. 为了满足 AF =1, A=3
1
Uf __ = __ 1 F= • , Uo 3 • RF A=（1+ R ）,
1 R LC 1 1 L 谐振频率f 0 ，品质因数Q R C 2 LC 1 当f f 0时， 0 Z R＋Q 2 R QX L QX C Y0 品质因数Q ，当Q 1时， 0
0 L
图8.1.10 LC并联网络 (b)考虑电路损耗时的网络
8.1
正弦波振荡电路——8.1.3 LC正弦波振荡电路
8.1
正弦波振荡电路——8.1.3 LC正弦波振荡电路
8.1.3 LC正弦波振荡电路
当f0很高时，放大电路多用分立元件（甚至共b）的 LC振荡电路。
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。
模拟电电子技术基础第8章(第四版)童诗白 华成英
2. RC串并联选频网络的选频特性
FV 32 ( 1
模拟电子技术基础
0 2 ) 0
(
f arctg
RC
0 ) 0
3
当 0 1 或 f f0 幅频响应有最大值
FVmax 1 3
1 2RC
相频响应
f 0
模拟电子技术基础
Rds 1k
模拟电子技术基础
桥式振荡电路如图所示， 设A为理想运放， （1）标出A的极性 （2）场效应管的作用 是什么？其d、s 间的等效电阻的 最大值为多少？ （3）电路的振荡频率为 多少？
1 1 f 6 3 1061Hz 2 RC 2 0.003 10 50 10
1. 单门限电压比较器 特点：
开环，虚短和虚断不成立 增益A0大于105
vI
模拟电子技术基础
+VCC + A -VEE vO
VEE vO VCC
运算放大器工作在非线性状态下
8.2 电压比较器
1. 单门限电压比较器
（1）过零比较器
vI
模拟电子技术基础
+VCC + A -VEE vO
假设 V
1. 单门限电压比较器 （2）门限电压不为零的比较器 电压传输特性
vO VOH
模拟电子技术基础
+VCC vI + VREF A -VEE vO
O VOL
VREF
vI
输入为正负对称的正弦波 时，输出波形如图所示。
模拟电子技术基础
模拟电子技术基础
分析任务及方法
求传输特性 方向
输出电平VOH 、VOL
又，放大器为反相比例电路 a = 180° 所以: a + f = 360°或0°
模拟电子技术教学课件正弦波振荡电路
·
＋
I
C
＋
超前移相网络
U·i
R
U·o
·
＋
I
R
＋
滞后移相网络
U·i
C U·o
－
－
－
－
(a)
(b)
图10.17 RC串联移相网络
2024/7/27
15
H ( ) 1 0 .7
0 ( )
截止频率
C＝
1
τ= RC
H
U o U i
＋ 90° ＋ 45°
0
C
图10.18 RC串联超前网络的频率特性曲线
58
二.电容反响式振荡电路(电容三点式)
50 F 50mH
12V
0.047F 10 F
6.8k 10k
C
0.01F
8
1．起振过程及起振条件 •
Ui
·
•
Uo
••
A
Au Fu 1
•
•
•
U f Ui
Uf
·
F
A • uF • u A u ejA F u ejF A u F u ej(A F )
AuFu 1 幅度起振条件
AF2n n0,1,2相位起振条件
2024/7/27
9
2.平衡条件
••
Au Fu 1
•
•
U f Ui
L
Is
C
U o
r
Z
电路图
2024/7/27
48
(rjL)
Z
rjL
1
jC
1
jC
L
r j(C L1C)
L
令 1
0
模拟电子-8-9章题+答案
第8章信号处理电路一、填空题1．有源滤波电路中的集成运放工作在线性区，集成运放的作用是作为放大元件，电路中通常引入一个负反馈。
2．电压比较器中的集成运放工作在非线性区，集成运放的作用是作为开关元件，集成运放一般工作在开环状态。
3. 信号处理电路中，为了在有效信号中抑制50Hz的工频干扰，应该选用带阻滤波器；为了抑制频率高于20MHz的噪声，应该选用低通滤波器。
4. 信号处理电路中，为了保证有效信号为20Hz至200kHz的音频信号，而消除其他频率的干扰及噪声，应该选用带通滤波器；为了抑制频率低于100Hz的信号，应该选用高通滤波器。
二、选择题1. 某一滤波电路，只允许频率低于200Hz或者高于300kHz的信号通过，则该电路是（D ）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器2. 某一滤波电路，能够将频率高于800KHz的信号全部过滤掉，则该电路是（B ）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器3. 某一滤波电路，只有频率在80Hz至120kHz之间的信号才能通过，则该电路是（C ）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器4. 某一滤波电路，能够将频率低于50MHz的信号全部过滤掉，则该电路是（A ）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器三、判断题1、电压比较器的输出只有两种状态:高电平和低电平。
（对）2、在电压比较器中，集成运算放大器常工作在非线性区。
（对）3、在电压比较器中，集成运算放大器常工作在线性区。
（错）4、从电路结构看，电压比较器中的集成运算放大器常处于开环状态。
（对）5、从电路结构看，电压比较器中的集成运算放大器常处于闭环状态。
（错）6、过零比较器的门限电平等于零。
（对）7、单限比较器是指只有一个门限电平的比较器。
（对）8、为了使电压比较器输出状态的转换更加快速，可以在电路中引入正反馈。
（对）9、为了使电压比较器输出状态的转换更加快速，可以在电路中引入负反馈。
模拟电子技术基础第四版课后答案第八章
第8章波形的发生和信号的转换自测题一、改错：改正图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）。
(a) (b)图解：(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，改同名端。
二、试将图所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。
图解：④、⑤与⑨相连，③与⑧ 相连，①与⑥ 相连，②与⑦相连。
如解图所示。
解图三、已知图(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为正弦波振荡电路，电路2为同相输入过零比较器，电路3为反相输入积分运算电路，电路4 为同相输入滞回比较器。
(a)(b)图四、试分别求出图所示各电路的电压传输特性。
(a) (b)图解：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 =±U Z。
两个电路的电压传输特性如解图所示。
解图五、电路如图所示。
图(1)分别说明A 1和A 2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？解:(1)A 1：滞回比较器；A 2：积分运算电路。
(2)根据12111112121()02P O O O O N R R u u u u u u R R R R =⋅+⋅=+==++可得：8T U V ±=±u O1与u O 的关系曲线如解图 (a)所示。
(3) u O 与u O1的运算关系式1211121141()()2000()()O O O O O u u t t u t u t t u t R C=--+=--+ (4) u O1与u O 的波形如解图(b)所示。
【全版】正弦波振荡电路的振荡条件推荐PPT
1 正弦波振荡电路的振荡条件
X f Xid
（1）振幅条件： | AF | 1
（2）相位条件：
j a
+
jf
2np
n是整数
起振条件和稳幅原理
X id
基本放大
Xo
1 正弦波振振荡荡电路建的振荡立条件与稳定过程图:
1 正弦波振荡电路的振荡条件
2 RC正弦波振荡电路 产生自激振荡的条件
二. 正弦波振荡器的一般组成
1.放大电路 2.正反馈网络 3.选频网络——只对一个频率满足振荡条件，从而获得 单一频率的正弦波输出。
选频网络组成：R、C和L、C
正弦波振荡器命名
RC
LC（石英晶体）
低频
高频
4.稳幅电路——使环路增益随着输出电压幅度的增大而
自动下降，并逐渐趋近于1
只有正反馈电路才能产生自激振荡。
X i +
X id
+
Xf
基本放大 电路 A
反馈网 路F
X id
基本放大
电路 A
Xf
反馈电路 F
Xo
如果：X f Xid
则去掉 X , 仍有信号输出。 i
Xo
反馈信号代替了放大 电路的输入信号。
X id
基本放大
Xo
电Hale Waihona Puke A3 LC正弦波振荡器X 1 正弦波振荡电路的振荡条件
第8章 信号产生电路
8.1 正弦波振荡电路的振荡条件 8.2 RC正弦波振荡电路 8.3 LC正弦波振荡器 8.4 电压比较器 8.5 非正弦信号产生电路
8.1 正弦波振荡电路的振荡条件
一. 产生自激振荡的条件
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
山西农业大学模拟电子技术复习资料第8章
|AF|>1，且A+ B =2n，即可起振。
稳幅： 起振后，输出信号将逐渐增大，当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限 制它继续增加，若不采取稳幅，这时若|AF|仍大于1，则输出将会饱和失真。 达到需要的幅值后，将参数调整为AF=1，即可稳幅。 稳幅的作用就是，当输出信号幅值增加到一定程度时，使振幅平衡条件
由于电感对高频信号呈现较大的电抗，故波形中含高次谐波，为使振 荡波形好，采用电容反馈式电路。
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4.电容三点式振荡电路
U i
f0
2π
1 LC1C2 (C1C2)
U f
若要振荡频率高，则L、C1、C2的取值就要小。当电容减小到一定程 度时，晶体管的极间电容将并联在C1和C2上，影响振荡频率。 特点：波形好，振荡频率调整范围小，适于频率固定的场合。
C 1
C0
通常 C C0 ，所以 fs 与 fp 很接近
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感性 阻性
实际使用时外接一小电容Cs：
则新的谐振频率为：
Cs
fs21LC
1 C C0 Cs
fs
1 C C0 Cs
由于 C C0Cs
fs fs12(C0CCs)
从 AF1回到 AF1。
Uo 是振荡器的电压输出幅度，B是要求输出的幅度。起振时Uo=0，达到
稳定振荡时Uo=B。 U o B时， AF 1 U o B时， AF 1 U o B时， AF 1
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3.基本组成部分
1) 放大电路：放大作用 2) 正反馈网络：满足相位条件 3) 选频网络：确定f0，保证电路产生正弦波振荡(经常与反馈网络合二为一) 4) 非线性环节（稳幅环节）：使电路易于起振又能稳定振荡，波形失真小。
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一、选择题(02 分)1.选择填空。
(1)利用正反馈产生正弦波振荡的电路，其组成主要是____。
A．放大电路、反馈网络B．放大电路、反馈网络、选频网络C．放大电路、反馈网络、稳频网络(2)为了保证正弦波振荡幅值稳定且波形较好，通常还需要引入____环节。
A．微调，B．屏蔽，C．限幅，D．稳幅(08 分)2.将图示的文氏电桥和集成运放A连接成一个正弦波振荡电路，试在下列各题中选择正确案填空。
(1)应按下列的方法____来连接：A．①-⑦，②-⑥，③-⑧，④-⑤； B．①-⑧，②-⑤，③-⑦，④-⑥；C．①-⑦，②-⑤，③-⑧，④-⑥； D．①-⑦，②-⑧，③-⑤，④-⑥；(2)若要降低振荡频率，应____。
A．增大R1；B．减小R2；C．减小C；D．增大R(3)若振荡器输出正弦波失真，应____。
A．增大R1；B．增大R2；C．增大C；D．增大R(08 分)3.在图（a）所示电路中，A为理想运算放大器，其输出电压的两个极限值为 12V。
在不同情况下测得该电路的电压传输特性分别如图（b）、（c）、（d）、（e）所示。
选择填空：(1)正常工作时，该电路的电压传输特性如图所示；(2)当A点断开时，该电路的电压传输特性如图所示；(3)当B点断开时，该电路的电压传输特性如图所示；(4)当C点断开时，该电路的电压传输特性如图所示。
*****二、填空题(06 分)1.在左下图示电路中，已知A 为理想运算放大器，其输出电压的两个极限值为±12V ；发光二极管正向导通时发光。
填空：(1)集成运放同相输入端的电位+u ；(2)若1I u ＝6V ， 2I u ＝－3V ，则≥3I u V 时发光二极管发光； (3)若2I u ＝2V ， 3I u ＝－10V ，则≥1I u V 时发光二极管发光。
(06 分)2.在右上图示电路中，已知A 为理想运算放大器，其输出电压的两个极限值为±12V ；发光二极管正向导通时发光。
填空：(1)集成运放同相输入端的电位+u ；(2)若2I u ＝1V ，3I u ＝4V ，则≥1I u V 时发光二极管发光；(3)若1I u ＝－10V ，3I u ＝6V ，则≥2I u V 时发光二极管发光.(10 分)3.在图示电路中，已知A 1、A 2均为理想运算放大器，其输出电压的两个极限值为±12V ；二极管的正向导通电压均为0.7V 。
填空：(1) I u ＝10V 时，o u ＝ V ； (2)I u ＝6V 时，o u ＝ V ； (3)I u ＝1V 时，o u ＝ V ；(4)若A 点断开，I u ＝6V 时，o u ＝ V 。
三、解答题(08 分)1.试判断图示两电路能否产生正弦波振荡，若能振荡，请写出振荡频率0f 的近似表达式若不能振荡，请简述理由，设A 均为理想集成运放。
(10 分)2.正弦波振荡电路如左下图所示。
设A 为理想集成运放，R 2＝1.5k Ω，又知在电路振荡稳定时流过R 1的电流=1R I 0.6mA （有效值）。
试求：(1)输出电压U o （有效值）＝？ (2)电阻R 1＝？(10 分)3.正弦波振荡电路如右上图所示，设A 为理想集成运放，已知在电路振荡稳定时，流过R 1的流=1R I 0.6mA （有效值），输出电压U o （有效值）＝2.7V 。
试求：(1)电阻R 2＝？ (2)电阻R 1＝？(10 分)4.正弦波振荡电路如左下图所示。
设A 为理想集成运放，已知电阻R 2＝1.5k Ω，电路振荡稳定的输出电压U o （有效值）＝2.7V 。
试求：(1)流过电阻R 1的电流=1R I ?（有效值） (2)电阻R 1＝？(10 分)5.电路如图（a ）、（b ）所示，设A 均为理想集成运放。
(1)选择两电路中的R t 值及其温度系数的正、负号； (2)计算两电路输出电压的频率f 0。
(08 分)6.设图示电路中的A1、A2均为理想运放，请回答下列问题：(1)为使该电路有可能产生正弦波振荡，试分别用“＋”、“－”号标出A1的同相输入端和反相输入端；(2)若采用一只负温度系数的热敏电阻R t来稳定该电路输出振幅，试问R t应取代电路中的哪只电阻？(10 分)7.文氏电桥正弦波振荡电路如图（a）所示。
图（b）画出热敏电阻R t的特性，设A1、A2为理想集成运放。
试回答下列问题：(1)R t的温度系数是正的、还是负的？(2)当I t（有效值）多大时，该电路出现稳定的正弦波振荡？此时R t＝？(3)输出电压U o（有效值）＝？(15 分)8.图示是一个尚未连接好的文氏电桥正弦波振荡电路，设A为理想集成运放，试回答下列题：(1)为使电路满足振荡的相位平衡条件，各点之间应如何连接（在图中画出）？ (2)为使电路满足起振的幅值条件，R f 应如何选择？(3)为使电路产生100Hz 的正弦波振荡，电容C 应选多大？(4)现有一个具有负温度系数的热敏电阻R t ，为了稳幅，可将它替换哪个电阻（假设它和被替换电阻的阻值相同）？(08 分)9.电路如图所示。
试回答下列各问题：(1)如何将图中两部分电路的有关端点加以连接，使之成为正弦波振荡电路；(2)当电路振荡稳定时，A 组成的放大电路其闭环电压放大倍数?=uf A ，R t 为负温度系数的热敏电阻。
(08 分)10.在图示电路中，已知A 1、A 2均为理想运算放大器，其输出电压的两个极限值为±12V ；稳压管和二极管的正向导通电压均为0.7V 。
试画出该电路的电压传输特性。
图（b ）所示。
试求解稳压管的稳定电压Z U ±及基准电压REF U 。
(10 分)12.在图（a ）所示电路中，已知A 为理想运算放大器，该电路的电压传输特性如图（b ）所示。
试求解稳压管的稳定电压Z U ±和基准电压REF U 。
(10 分)13.在图（a ）所示电路中，已知A 为理想运算放大器；该电路的电压传输特性如图（b ）所示。
试求解稳压管的稳压值Z U 及基准电压REF U 。
图（b ）所示。
试求解稳压管的稳压值Z U 及基准电压REF U 。
(10 分)15.在图（a ）所示电路中，已知A 为理想运算放大器，该电路的电压传输特性如图（b ）所示。
试求解电阻R 1和R 2的比值。
(10 分)16.在图（a ）所示电路中，已知A 为理想运算放大器，该电路的电压传输特性如图（b ）所示。
试求解电阻R 1和R 2的比值。
(12 分)17.在图示两电路中，已知A 1、A 2均为理想运算放大器，试分别画出它们的电压传输特性，并说明电路名称。
(12 分)18.在图示电路中，已知A1、A2均为理想运算放大器，其输出电压的两个极限值为 12V。
试画出该电路的电压传输特性。
答案部分： 一、选择题()(02分)1.答案 (1) B (2) D(08分)2.答案 (1) C (2) D (3) B(08分)3.答案 (1)（d ） (2)（e ） (3)（b ） (4)（c ） 二、填空题( 小题,共 分)(08 分)1.答案（1）()32131I I I u u u ++ （２） －3 （3） 8 (08 分)2.答案（1）()32131I I I u u u ++ （2） －5 （3） 4(08 分)3.答案（1）－11.3 （2） 12 （3）－11.3 （4）12图示电路为双限电压比较器。
当I u > 8V 或I u < 4V 时，u O ＝－11.3V 。
当4V <I u < 8V 时，u O ＝12V 。
三、解答题(小题)(08 分)1.答案图（a ）：不能振荡。
因为︒-=180A ϕ，︒︒+-=90~90F ϕ，不可能满足振荡的相位平衡条件。
~图（b ）：不能振荡。
31==f f F，而1=u A ，不满足振荡的幅值平衡条件。
(10 分)2.答案（1）o R U U R I U 3121==⋅=+-，故=⋅=213R I U R o 2.7V（2）()211R R I U R o +=，故ΩK R 31=(10 分)3.答案(1) o R U U R I U 3121==⋅=+- 故ΩK I U R R o5.1312==(2)()211R R I U R o +=， 故ΩK R 31=(10 分)4.答案（1）o R U U R I U 3121==⋅=+- 故mA R U I oR 6.0321==(2)()211R R I U R o +=， 故ΩK R 31=(10 分)5.答案(1)图（a ）：Ω9402=≥f t R R ，温度系数为负，图（b ）：Ω3752=≤f t R R ，温度系数为正；(2)图（a ）：100210≈=RCf πH Z 图（b ）：6.790≈f H Z(08 分)6.答案（1）上“－”、下“＋” （2）R t 取代R f11(10 分)7.答案(1)R t 的温度系数是负的(2)R t ＝2k Ω，I t ＝1mA (3) ()=+=3R R I U t t o 3V(15 分)8.答案(1) ①接④接⑨，②接⑧，⑤接⑦，③接⑥（图略）(2)ΩK R R f 4021=≥ (3)．F C μ1.0≈ (4)替换R f(08 分)9.答案（1）①接⑨，②接⑧，③、⑩接⑤ （2）3=u A (08 分)10.答案I u > 8V 时，A 1输出为12V ，VD 1导通，u O ＝U Z 。
I u < 4V 时，A 2输出为12V ，VD 2导通，u O ＝U Z 。
4V <I u < 8V 时，A 1、A 2的输出均为－12V ，VD 1、VD 2均截止，u O ＝0V 。
（见下图）(10 分)11.答案 REF Z REF o U U U u u 21212121+±=+=+ 42121-=+R E F Z U U 82121-=+-REF Z U U =REF U 12V =Z U 4V(10 分)12.答案REF Z REF o U U U u u 21212121+±=+=+ 82121=+REF Z U U 42121=+-R E F Z U U =REF U 12V =Z U 4V(10 分)13.答案()I Z u U u 3231+±=+ 令-+=u u ， 将=1T U -6V ，=2T U -12V 代入，得REF Z U V U =-⋅+)12(323112 REF Z U V U =⋅+-63231 =REF U -6V =Z U 6V(10 分)14.答案()I Z u U u 3231+±=+ 令 -+=u u ， 将=1T U 6V ，=2T U 12V 代入，得REF Z U V U =⋅+63231 REF Z U V U =⋅+-123231 =REF U 6V =Z U 6V(10 分)15.答案 REF o U R R R u R R R u 212211+++=+ 令 -+=u u ， 将=1T U 9V ，=2T U 3V 代入，得9126212211=⨯++⨯+R R R R R R 3126212211=⨯++⨯+-R R R R R R 1/1/21=R R(10 分)16.答案 I Z u R R R U R R R u 212211)(++±+=+ 令 -+=u u ， 将=1T U 6V ，=2T U 12V 代入，得666212211=⨯++⨯+R R R R R R 6126212211=⨯++⨯+-R R R R R R 2/1/21=R R(12 分)17.答案图（a ）所示为反相比例运算电路。