第7章 信号的产生和变换电路
数字电路ch7
T2
RC
1n UOL
[UTH (UOH UOL UTH
UOL )]
(7 – 5)
*第7章 脉冲信号的产生与变换电路 若R1+RS>>R，则RE≈R，UE≈UOH，公式7 - 2和7-5就可化简
T1
RC
1n 2UOH UTH UOL UOH UTH
T1
RC
1n 2UOL UTH UOH UOL UTH
*第7章 脉冲信号的产生与变换电路 2） 振荡周期的计算
C
1
1
R
RS
1
u1
u2
u3
u4
G1
G2
G3
u1(uO)
0 u2
0
uO
u3
T2
T1
图 7-5 图7 - 3电路的工作波形
t
t
t UTH＋ (UOH － UOL ) UTH t UTH－ (UOH － UOL )
*第7章 脉冲信号的产生与变换电路 (1) T1的计算： 对应于T1段有 τ1 = REC u4(0+) = UTH-(UOH-UOL ) u4(∞) = UE
*第7章 脉冲信号的产生与变换电路
*第7章 脉冲信号的产生与变换电路
7.1 多谐振荡器 7.2 单稳态触发器 7.3 施密特触发器 7.4 555定时器
*第7章 脉冲信号的产生与变换电路
7.1 多 谐 振 荡 器
7.1.1 环形振荡器
uI1 1
uI2 1
uI3 1 uO
G1
G2
G3
图 7-1 最简单的环形振荡器
T 2Nt pd
*第7章 脉冲信号的产生与变换电路 2．带RC延迟电路的环形振荡器
电路与模拟电子技术(第二版)第7章习题解答
第七章 基本放大电路7.1 试判断题7.1图中各电路能不能放大交流信号，并说明原因。
解： a 、b 、c 三个电路中晶体管发射结正偏，集电结反偏，故均正常工作，但b 图中集电极交流接地，故无交流输出。
d 图中晶体管集电结正偏，故晶体管不能正常工作，另外，交流输入信号交流接地。
因此a 、c 两电路能放大交流信号，b 、d 两电路不能放大交流信号。
7.2 单管共射放大电路如题7.2图所示，已知三极管的电流放大倍数50=β。
（1）估算电路的静态工作点； （2）计算三极管的输入电阻be r ；（3）画出微变等效电路，计算电压放大倍数； （4）计算电路的输入电阻和输出电阻。
解：（1）A A R U U I B BE CC B μ40104103007.01253=⨯≈⨯-=-=-CC +o -题7.2图C CC (a)题7.1图mA A I I B C 210210405036=⨯=⨯⨯==--βV I R U U C C CC CE 61021031233=⨯⨯⨯-=-=-（2）Ω=+=+=9502265030026300C Cbe I r β （3）放大电路的微变等效电路如图所示 电压放大倍数7995.03||350||-=-=-=be L C u r R R A β（4）输入电阻：Ω≈⨯==950950||10300||3be B i r R r输出电阻 Ω==k R r C 307.3 单管共射放大电路如题7.3图所示。
已知100=β （1）估算电路的静态工作点；（2）计算电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻 （3）估算最大不失真输出电压的幅值；（4）当i u 足够大时，输出电压首先出现何种失真，如何调节R B 消除失真？解：电路的直流通路如图所示，CC BQ E BEQ BQ B U I R U I R =+++)1(βAmA R R U U I EB BEQ CC BQ μβ435.010130015)1(=⨯+≈++-≈由此定出静态工作点Q 为 mA I I BQ CQ 3.4==β，V R R I U U E C C CC CEQ 3.4)5.02(3.415)(≈+⨯-=+-=（2）Ω=⨯+=9053.426100300be r 由于R E 被交流傍路，因此16690.05.1100||-=⨯-=-=be L C u r R R A βΩ≈==k r R r be B i 9.0905.0||300||+u o -CC +u o -题7.3图CCRΩ==k R R C O 2（3）由于U CEQ =4.3V ，故最大不饱和失真输出电压为 V U U CEQ 6.37.03.47.00=-=-=' 最大不截止失真输出电压近似为V R I U L CQ 4.65.13.40=⨯='⋅='' 因此，最大不失真输出电压的幅值为3.6V 。
精品课件-电子线路基础(第二版)(闵锐)-第7章
第7章 信号产生与转换电路 第7章 信号产生与转换电路
7.1 电压比较器 7.2 非正弦波发生器 7.3 正弦波发生器 7.4 精密整流电路
第7章 信号产生与转换电路
7.1 电 压 比 较 器
电压比较器是对两个模拟输入电压进行比较，并将比较结 果输出的电路。通常两个输入电压一个为参考电压uR，另一个为外 加输入电压ui。比较器的输出有两种可能状态：高电平或低电平， 因此集成运放常常工作在非线性区。由于输出只有高低两种状态， 是数字量，因此比较器往往是模拟电路与数字电路的接口电路。
输出电压uo波形。
解 比较器中运放为开环结构，工作在非线性区，输 出电压uo为稳压管的正负高低电平值±5 V。
为UOL=-5（V1，）解当得u-当>uu+i，>-即R21 RV1R时2 ，ui 输R出1 R为2RU2 UOL=RE-F5
0
V。
时，输出
UOH=5
V（，2解）得当当u-u<iu<+-时2 ，V时即R，1 R1输R2出ui为 URO1HR=25R2
第7章 信号产生与转换电路 图7-11 例7-3 电压传输特性和电路图
第7章 信号产生与转换电路
由
u
高频电路原理和分析课件第7章_频率调制和解调
第7章 角度调制与解调
7.1 角度调制信号分析 7.2 调频器与调频方法 7.3 调频电路 7.4 鉴频器与鉴频方法 7.5 鉴频电路 7.6 调频收发信机及附属电路 7.7 调频多重广播
第7章 角度调制与解调
概述
在无线通信中，频率调制和相位调制是又一类重要的 调制方式。
1、频率调制又称调频(FM)——模拟信号调制，它是使 高频振荡信号的频率按调制信号的规律变化(瞬时频率变化 的大小与调制信号成线性关系)，而振幅保持恒定的一种调 制方式。调频信号的解调称为鉴频或频率检波。
些边频对称地分布在载频两边，其幅度取决于调制指数mf ；
(2) 由于mf=Δ ωm/Ω=Δ fm/F，且Δ ωm=kfUΩ，因此调制指 数mf既取决于最大频偏，又取决于调制信号频率F。 (3) 由于相邻两根谱线的间隔为调制信号频率，因此调制信 号频率越大，谱线间隔越大，在相同的调制指数mf时，最 大频偏也越大。
（7-3）
第7章 角度调制与解调
式中， m
m f 为调频指数。FM波的表示式为
u F M ( t ) U C c o s (c t m fs i n t ) R e [ U C e j e t e j m fs i n t ]
(7-4)
图7-1画出了频率调制过程中调制信号、调频信号及 相应的瞬时频率和瞬时相位波形。
J
2 n
(mf
)
1
n
PFM
1 2RL
Uc2
Pc
（7-14） （7-15）
第7章 角度调制与解调
(7-15)式说明，调频波的平均功率与未调载波的平均 功率相等。当调制指数mf由零增加时，已调制的载波功 率下降，而分散给其他边频分量。这就是说，调频的过 程就是进行功率的重新分配，而总功率不变，即调频器 可以看作是一个功率分配器。
第7章 信号处理电路 习题解答
7.3简述电荷放大器有什么特点，应用于何种场合。
解：电荷放大器应用于压电式加速度传感器、压力传感器等的后端放大。
上述两种传感器属于电容性传感器，这类传感器的阻抗非常高，呈容性，输出电压很微弱；他们工作时，将产生正比于被测物理量的电荷量，积分运算电路可以将电荷量转换成电压量，电路如下图所示。
解：1）LBF；2）BPF；3）HPF；4）BEF。
二、判断下列说法是否正确，用 “√”（正）和“ ”（误）填入括号内。
1）高通滤波器的通频带是指电压的放大倍数不变的频率范围。（）
2）低通滤波器的截止频率就是电压放大倍数下降1/2的频率点。（）
3）带通滤波器的频带宽度是指电压放大倍数大于或等于通带内放大倍数0.707的频率范围。（）
其中 ；
该滤波器为二阶低通滤波电路，幅频特性如下图：
7.7试说明图P7－8所示各电路属于哪种类型的滤波电路，是几阶滤波电路。
（1）
（2）
图P7-7
解：
图（1）所示电路二阶带通滤波器或者二阶带阻滤波器。
前一个运放为高通滤波器（截止频率f1），后一个运放为低通滤波器（截止频率f2），如果 ，则f1<f2，该滤波器为二阶带通滤波器；如果 ，则f1>f2，该滤波器为二阶带阻滤波器。
电容性传感器可等效为因存储电荷而产生的电动势Ut与一个输出电容Ct串联，如图中虚线框内所示。根据集成运放的特点，可得到输出电压为： 。
7.4简述隔离放大器有什么特点，应用于何种场合。
解：隔离放大器通常应用于远距离信号传输。
在远距离信号传输的过程中，常因强干扰的引入使放大电路的输出有很强的干扰背景，甚至将有用信号淹没，造成系统无法正常工作。隔离放大器将电路的输入侧和输出侧在电气上完全隔离，它既可切断输入侧和输出侧电路间的直接联系，避免干扰混入输出信号，又可使有用信号畅通无阻。目前集成隔离放大器有变压器耦合式、光电耦合式和电容耦合式三种。
第7章正弦信号发生器
••
AF 1
vo不再增大，自激振荡建立
自激振荡建立过程可用 下面的特性曲线来说明
vo
vi A vo
vo
vf F
F（反馈特性）
vvoo43
vo2 vo1
vi1’ vf1 vf2 vf3 vf4 vi2’ vi3’ vi4’ vi5’
A（放大特性）
vi’（vf）
若F不同时 F太小 F合适
F太大
返回
正弦振荡器——自激振荡产生单一频率的 正弦信号的电路。
2、自激振荡的平衡条件
• 设想：
vi vi
v’i A
vo
vo
vf F
要保证vo不变，则必有：
vf = vi 又：vf = F vO vi = vO /A
11-1振荡条件动画
vf = vi 即
返回
••
AF 1 ——自激振荡的平衡条件
2020/6/20
1
2RC
•
f=f0时，
•
F
•
F
1
max 3
0 • f=f0时， • 即：vf和vo同相
F
2020/6/20
返回
7.2.2 RC文氏桥振荡电路
1 对放大器的要求 2 分立元件RC文氏桥振荡电路 3 集成运放组成的RC文氏桥振荡电路
2020/6/20
返回
1 对放大器的要求
由起振条件知：
幅值条件：A•
7.1.2 自激振荡的建立过程及其起振条件
在电源接通的一瞬间，有很小的电扰
动信号（电冲击信号），由于这种电扰 vi A vo 动的不规则性，它包含着频率范围很宽
vo
的各次谐波。
vf F
若vf>vi’，则vo会越来越大。由于三极管的非线性
模拟电子技术基础第七章
第七章 信号的运算和处理
7.2.1 比例运算电路
一、反相 比例运算电路 1. 电路 组成 电路核心器件为集成运放;
电路的输入信号从反相输入端输入;
同相输入端经电阻接地; 电路引入了负反馈，其组态 为电压并联负反馈。 说明：由于集成运放输入极对称， 为保证外接电路不影响其对称性， 通常在运算电路中我们希望RP= RN 。
uo3
f
R3
uI 3
第七章 信号的运算和处理
2. 同相求和运算电路
iN 0
uo (1
Rf R
？
)u N u N u P
iP 0 i1 i 2 i 3 i 4 uI 1 uP uI 2 uP uI 3 uP uP R1 R2 R3 R4 1 1 1 1 uI 1 uI 2 uI 3 ( )uP R1 R 2 R 3 R 4 R1 R 2 R 3 uI 1 uI 2 uI 3 uP RP ( ) 式中RP R1 // R2 // R3 // R4 R1 R 2 R 3
即：uP>uN，uo =+ UOM ；
+UOM
uP<uN ，uo =- UOM 。
（2）仍具有“虚断”的特点。
即： iP=iN =0。
-UOM
对于工作在非线性区的应用电路，上述两个特点是分析其 输入信号和输出信号关系的基本出发点。
第七章 信号的运算和处理
7.2 基本运算电路
第七章 信号的运算和处理
第七章 信号的运算和处理
求解深度负反馈放大电路放大 倍数的一般步骤：
（1）正确判断反馈组态；
【 】
内容 回顾
（2）求解反馈系数；
（3）利用 F 求解
(完整版)模拟电子技术第7章信号的运算和处理
第 7章 信号 的运算和处理1、A 为理想运算放大器。
2(08分)1.某放大电路如图所示，已知A u u I 2u Iu o 与输入电压 u I 间 的关系式为（ 1）当时，证明输出电压I1R R 4 2 u o1u 。
I R R 31uI 12V 时， u 1.8V ，问 R 应取多大 ? （2）当o 1u I 1 0.5 mV ，A 、 A 为理想运算放大器，已知 (10分)2.左下图示放大电路中，1 2u I 2 0.5 mV 。
（ 1）分别写出输出电压 u 01、 u o2、 u的表达式，并求其数值。
ou＝？o（ 2）若不慎将 R 短路，问输出电压1A 、A 为理想运算放大器。
(06分)3.右上图示放大电路中，已知（1）写出输出电压 u 1 2u I 1、 u I 2间 的关系式。
与输入电压o （2）已知当 u =1V 时，I1uo u I 2＝？＝ 3V ，问(10分)4.电流 -电流变换电路如图所示， A 为理想运算放大器。
I L （1）写出电流放大倍数 A i ， ＝？I S 10mA IL的表达式。
若I SR FI＝？L（2）若电阻短路，(10分)5.电流放大电路如左下图所示，设A为理想运算放大器。
I L（1）试写出输电流的表达式。
（2）输入电流源I L两端电压等于多少？(10分)6.大电流的电流－电压变换电路如右上图所示，A为理想运算放大器。
1A～（1）导出输出电压U O的表达式U O f (I )。
若要求电路的变换量程为IR5V，问＝？3（2）当I I＝1A时，集成运放 A 的输出电流I O＝？(08分)7.基准电压－电压变换器电路如下图所示，设A为理想运算放大器。
（ 1）若要求输出电压 U 的变化范围为 4.2～10.2V，应选电位器 R＝？o W （ 2）欲使输出电压 U 的极性与前者相反，电路将作何改动？o(10分)8.同相比例运算电路如图所示，已知A为理想运算放大器，其它参数如图。
7脉冲波形的产生与整形电路
图
脉冲定时
EXIT
数模和模数转换器
7.3 施密特触发器
主要用途：把变化缓慢的信号波形变换为边沿 陡峭的矩形波。 特点： ⑴电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持 和转换完全取决于外加触发信号。触发方式：电平 触发。 ⑵电压传输特性特殊 ，电路有两个转换电平 （上限触发转换电平UT+和下限触发转换电平UT－）。 ⑶状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡 峭的矩形脉冲。
脉冲信号。
EXIT
数模和模数转换器
7.1 多谐振荡器
1．多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。
2．通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交
替，从而产生自激振荡，无需外触发。
3．输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的
谐波分量，故称作多谐振荡器。
EXIT
数模和模数转换器
7.1.1 矩形脉冲的主要参数 1. 常见的脉冲波形 脉冲波形是指突变的电流和电压的波形。
图7-1 常见的脉冲波形图 EXIT
数模和模数转换器
2. 矩形波及其参数
数字电路中用得最多的是矩形波。矩形波
有周期性与非周期性两种。
图7-2 非周期性和周期性矩形波 (a) 非周期性 (b) 周期性 EXIT
数模和模数转换器
图7-3 矩形波的主要参数
周期性矩形波的 周期用T表示，有时 也用频率f表示（f =1/ T）。 矩形波的另外几 个主要参数：
前面介绍的多谐振荡器的一个共同特点就是振 荡频率不稳定，容易受温度、电源电压波动和RC参
数误差的影响。
而在数字系统中，矩形脉冲信号常用作时钟信
号来控制和协调整个系统的工作。因此，控制信号
频率不稳定会直接影响到系统的工作，显然，前面
通信原理(陈启兴版)第7章课后习题答案
第7章 模拟信号的数字传输7.1 学习指导 7.1.1 要点本章的要点主要有抽样定理；自然抽样和平顶抽样；均匀量化和非均匀量化；PCM 原理，A 律13折线编码，译码；ΔM 原理，不过载条件；PCM ，ΔM 系统的抗噪声性能；PCM 与ΔM 的比较；时分复用和多路数字电话系统原理；1. 概述为了使模拟信号实现数字化传输，首先要通过信源编码使模拟信号转换为数字信号，或称为“模/数转换”即A/D 转换。
模/数转换的方法采用得最早而且应用较广泛的是脉冲编码调制(PCM)，PCM 通信系统原理图如图7-1所示。
图7-1 PCM 通信系统原理图抽样量化器编码器模拟信号PCM 信号译码器低通滤波器模拟信号数字通信系统PCM 信号由图7-1可见，PCM 系统由以下三部分组成。
(1) 模/数转换（A/D 转换）模/数转换包括三个步骤：抽样(Sampling)、量化(Quantization)和编码(Coding)。
a. 抽样是把在时间上连续的模拟信号转换成时间上离散的抽样信号，抽样信号在时间上是离散的，但是其取值仍然是连续的，所以是离散模拟信号。
b. 量化。
量化是把幅度上连续的抽样信号转换成幅度离散的量化信号，故量化信号已经是数字信号了，它可以看成是多进制的数字脉冲信号。
c. 是编码。
编码是把时间离散且幅度离散的量化信号用一个二进制码组表示。
(2) 数字方式传输——基带传输或带通传输；(3) 数/模转换（D/A ）——将数字信号还原为模拟信号。
包含了译码器和低通滤波器两部分。
2.抽样定理为模拟信号的数字化和时分多路复用（TDM ）奠定了理论基础。
根据抽样的脉冲序列是冲激序列还是非冲激序列，抽样可以分为理想抽样和实际抽样。
抽样是按照一定的抽样速率，把时间上连续的模拟信号变成一系列时间上离散的抽样值的过程。
能否由此样值序列重建源信号，取决于抽样速率大小，而描述这一抽样速率条件的定理就是著名的抽样定理。
(1) 低通信号的抽样定理定理：设有一个频带限制在（0，f H ）内的连续模拟信号m (t )，若以T s ≤1/(2f H )间隔对它抽样，则m (t )将被这些抽样值所完全确定。
7章-信号的运算和处理题解(第四版模电答案)
7章-信号的运算和处理题解(第四版模电答案)第七章信号的运算和处理自测题一、现有电路：A. 反相比例运算电路B. 同相比例运算电路C. 积分运算电路D. 微分运算电路E. 加法运算电路F. 乘方运算电路选择一个合适的答案填入空内。
（1）欲将正弦波电压移相＋90O，应选用。
（2）欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用。
（3）欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用。
（4）欲实现A u＝－100的放大电路，应选用。
（5）欲将方波电压转换成三角波电压，应选用。
（6）欲将方波电压转换成尖顶波波电压，应选用。
解：（1）C （2）F （3）E （4）A （5）C （6）D二、填空：（1）为了避免50Hz电网电压的干扰进入放大器，应选用滤波电路。
（2）已知输入信号的频率为10kHz～12kHz，为了防止干扰信号的混入，应选用滤波电路。
（3）为了获得输入电压中的低频信号，应选用滤波电路。
（4）为了使滤波电路的输出电阻足够小，保证负载电阻变化时滤波特性不变，应选用滤波电路。
解：（1）带阻（2）带通（3）低通（4）有源三、已知图T7.3所示各电路中的集成运放均为理想运放，模拟乘法器的乘积系数k 大于零。
试分别求解各电路的运算关系。
图T7.3解：图（a ）所示电路为求和运算电路，图（b ）所示电路为开方运算电路。
它们的运算表达式分别为I3142O 2O43'O 43I 12O2O1O I343421f 2I21I1f O1 )b (d 1)1()( )a (u R kR R R u ku R R u R R u R R u t u RCu u R R R R R R R u R u R u ⋅=⋅-=-=-=-=⋅+⋅+++-=⎰∥习题本章习题中的集成运放均为理想运放。
7.1 填空：（1）运算电路可实现A u＞1的放大器。
（2）运算电路可实现A u＜0的放大器。
（3）运算电路可将三角波电压转换成方波电压。
（4）运算电路可实现函数Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均大于零。
模拟电子技术答案 第7章 信号的运算和处理
第7章信号的运算和处理自测题一、现有电路：A.反相比例运算电路B.同相比例运算电路C.积分运算电路D.微分运算电路E.加法运算电路F.乘方运算电路选择一个合适的答案填入空内。
(1)欲将正弦波电压移相＋90o，应选用( C )。
(2)欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用( F )。
(3)欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用( E )。
(4)欲实现A u=−100 的放大电路，应选用( A )。
(5)欲将方波电压转换成三角波电压，应选用( C )。
(6)欲将方波电压转换成尖顶波波电压，应选用( D )。
二、填空：(1)为了避免50H z电网电压的干扰进入放大器，应选用( 带阻)滤波电路。
(2)已知输入信号的频率为10kH z~12kH z，为了防止干扰信号的混入，应选用( 带通)滤波电路(3)为了获得输入电压中的低频信号，应选用( 低通)滤波电路。
(4)为了使滤波电路的输出电阻足够小，保证负载电阻变化时滤波特性不变，应选用( 有源)滤波电路。
三、已知图T7.3所示各电路中的集成运放均为理想运放，模拟乘法器的乘积系数k大于零。
试分别求解各电路的运算关系。
(a)(b)图T7.3解：图(a)所示电路为求和运算电路，图(b)所示电路为开方运算电路。
它们的运算表达式分别为：(a) 12413121234()(1)//f I I O f I R u u R u R u R R R R R R =-+++⋅⋅+ 11O O u u dt RC =-⎰(b) '23322144O I O O R R R u u u ku R R R =-⋅=-⋅=-⋅O u =习题本章习题中的集成运放均为理想运放。
7.1填空：(1) ( 同相比例 )运算电路可实现A u ＞1 的放大器。
(2) ( 反相比例 )运算电路可实现A u ＜0 的放大器。
(3) ( 微分 )运算电路可将三角波电压转换成方波电压。
(4)( 同相求和 )运算电路可实现函数123Y aX bX cX =++，a 、b 和c 均大于零。
电路第7章一阶二阶电路
目录
• 一阶电路 • 二阶电路 • 一阶二阶电路的应用 • 一阶二阶电路的实验
01
一阶电路
一阶电路的定义
总结词
一阶电路是指包含一个动态元件的电 路。
详细描述
一阶电路通常由一个电感或电容等动 态元件与电阻、电压源或电流源等其 他元件组成。这种电路中只有一个动 态元件，因此被称为一阶电路。
详细描述
在时域分析中，我们通过建立和求解一阶微分方程来分析一阶电路的行为。频域分析则是将电路转换 为频域，通过分析频率响应来了解电路的性能。这两种方法各有优缺点，适用于不同类型的问题和场 景。
02
二阶电路
二阶电路的定义
总结词
二阶电路是指包含两个动态元件的线性电路。
详细描述
在电路理论中，二阶电路是由两个动态元件组成的线性电路。动态元件是指其电压或电流随时间变化的元件，如 电感器和电容器。线性是指电路中的元件关系满足线性关系，即输出与输入成正比。
二阶电路的特性
总结词
二阶电路具有振荡和过阻尼两种特性。
详细描述
二阶电路的特性主要取决于其阻尼比。当阻 尼比大于1时，电路呈现过阻尼特性，系统 将逐渐稳定；当阻尼比小于1时，电路呈现 振荡特性，系统将产生周期性振荡。此外， 二阶电路还具有能量存储和转换的特性，能
够实现电能与其他形式能量的转换。
二阶电路的分析方法
频谱分析
一阶二阶电路可以用于频谱分析， 将信号分解成不同频率的成分， 以便进一步处理。
调制解调
一阶二阶电路可以用于调制解调， 将信号从一种形式转换为另一种 形式，以便传输或处理。
04
一阶二阶电路的实验
一阶电路的实验
实验目的
通过实验了解一阶电路的响应特性，掌握一阶电路的时 域分析方法。
数字电子技术第7章脉冲波形的产生与变换简明教程PPT课件
v I' vO1 vO __________________ |
于是电路的状态迅速转换为 vO VOH VDD 。
' 由此可知，输入信号 v I 上升的过程中电路的状态发生转换是在 vI VTH 时，把此 时对应的输入电压值称为上限阈值电压，用 VT 表示。
1
使 v O1 迅速跳变为低电平。由于电容上的电压不能跃变，所以v I2 也同时跳变到低电平，并 使 vO 跳变为高电平，电路进入暂稳态。这时即使 vd 回到低电平， vO 的高电平仍将维持。 与此同时，电容C开始充电。
③暂稳态维持一段时间后自行回到稳态。随着充电过程的进行， v I2 逐渐上升，当上升到 略高于 VTH 时，又引发另外一个正反馈过程
根据以上分析，电路中各点电压波形如图所示。
(3) 主要参数计算
输出脉冲的宽度：
t W RC ln VDD 0 RC ln 2 0.69RC VDD VTH
输出脉冲的幅度：
Vm VOH VOL VDD
微分型单稳态触发器可以用窄脉冲触发。在 v I 的脉冲宽度大于输出脉冲宽度的情况 下，电路仍能正常工作，但是输出脉冲的下降沿较差。
根据以上分析，电路中各点电压的波形如图所示。
(3) 主要参数计算
输出脉冲的宽度：
t W ( R RO )C ln
VOH VOL VTH VOL
式中RO 为反相器 G 1 输出为低电平时的输出电阻。
输出脉冲的幅度：
Vm VOH VOL
积分型单稳态触发器的优点是抗干扰能力较强。它的缺点是输出波形的边沿比较差。 此外，积分型单稳态触发器必须在触发脉冲的宽度大于输出脉冲的宽度时才能正常工作。
模电第七章07信号处理电路
正弦波振荡信号的频率范围：一赫以下至几百 兆赫。
3
正弦波振荡电路的应用
1. 作为信号源，广泛用于量测、自动控制、通讯、 广播电视及遥控等方面。 2. 作为高频能源，用于高频感应加热、冶炼、淬 火以及超声波焊接等工业加工方面。
放大电路中存在噪声即瞬态扰动，这些扰动可分 解为各种频率的分量，其中也包括有fo分量。 选频网络：把fo分量选出，把其他频率的分量
衰减掉。这时，只要：
|AF|>1，且A+ B =2n，即可起振。
9
问题2：如何稳幅？
起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这 时若|AF|仍大于1，则输出将会饱和失真。
RC移相式正弦波振荡电路
三、用分立元件组成的RC振荡器
+
RF
R
R1
R–C1 R2
C +
C1 + – + T1 C2
R
C
+
RE1 R3
+UCC
RC2 +
+
– –
+
T2
C3
+
RE2 CE
RC网络正反馈，RF、RE1组成负反馈，调整到合
适的参数则可产生振荡。
30
7.1.4 LC 振荡电路
1 .变压器反馈式振荡电路 2 .三点式振荡电路
• 电路组成
放大电路: 三极管共发射极放大电路 选频网络:
LC并联回路作为共发射极放大电路三 极管的集电极负载，起选频作用
反馈网络:
由变压器副边绕组N2上的电压 作为反馈信号
• 用瞬时极性法分析振荡相位条件
第7章 习题解答
第7章 习题解答7.1 由74290所构成的计数电路如图7.50所示，试分析它们各为几进制计数器。
图7.50 习题7.1图Q3Q3Q3Q3解：74290是异步二-五-十进制计数器，下降沿触发；CKA 是二进制计数器脉冲输入，Q 0是输出；CKB 是五进制计数器脉冲输入，Q 3Q 2Q 1是输出；异步清零端R0(1)、R0(2)和异步置9控制端R9(1)、R9(2)都是高有效。
（1）R9(1)=R9(2)=0；R0(1)=R0(2)=Q 3；CKA 无脉冲输入；CKB 接外部时钟，所以74290中只有五进制计数器工作。
设五进制计数器的初态为Q 3Q 2Q 1=000，在CLK 下降沿的作用下进行加1计数，当Q 3=1时，R0(1)=R0(2)=1，计数器异步清零，重新计数。
也就是说，该电路有效状态的转换过程是：000→001→010→011→000（由于该芯片是异步清零，所以Q 3Q 2Q 1=100是过渡状态，在011之后短暂存在）。
由此可知，该电路是四进制计数器。
（2）CKA 没有脉冲输入，CKB 接外部时钟，所以只有五进制计数器工作。
R9(1)=R9(2)=0；R0(1) =Q 1，R0(2)=Q 2；设五进制计数器的初态为Q 3Q 2Q 1=000，在CLK 下降沿的作用下进行加1计数，当Q 2=Q 1=1（即计数值变为Q 3Q 2Q 1=011）时，R0(1)=R0(2)=1，计数器异步清零，重新计数。
也就是说，该电路有效状态的转换过程是：000→001→010→000（由于该芯片是异步清零，所以Q 3Q 2Q 1=011是过渡状态，在010之后短暂存在）。
由此可知，该电路是三进制计数器。
（3）CKB=Q 0，CKA 接外部时钟，两个计数器同时工作，构成一个8421BCD 码计数器。
R9(1)=R9(2)=0；R0(1)=R0(2)=Q 3。
设计数器的初态为Q 3Q 2Q 1Q 0=0000，在CLK 下降沿的作用下按8421BCD 码进行加1计数，当Q 3=1时，R0(1)=R0(2)=1，计数器异步清零，重新计数。
数字电路习题-第七章
第七章 D/A转换器和A/D转换器A/D转换器和D/A转换器是反馈控制系统中，不可缺少的集成电路器件，它在系统中起着“数字至模拟”或“模拟至数字”的桥梁性作用。
本章要求学生理解D/A转换器和A/D转换器的工作原理，掌握他们的主要性能指标和使用方法。
第一节 基本知识、重点与难点一、基本知识（一）D/A转换器和A/D转换器的基本原理D/A转换器和A/D转换器的主要技术参数有转换速度、转换精度、抗干扰能力等。
在选用D/A转换器和A/D转换器时，一般根据这几个性能指标综合考虑。
分辨率和转换误差影响D/A转换器的精度，转换时间影响转换器的转换速度。
A/D转换器是将模拟量转换成数字量，转换过程包括采样、保持、量化和编码4个步骤。
D/A转换器是将数字量转换成模拟量，它通过电阻网络、模拟开关和运算放大器将数字量转换成电流，再用加法器将各有效支路电流相加并转换成电压。
（二）D/A转换器1．权电阻网络权电阻网络由一组电阻组成，其中每个权电阻的阻值与该电阻所对应的权位成反比。
使流过每个接到基准电源U REF上电阻的电流和对应的权值成正比。
权电阻网络D/A转换器的优点是电路结构简单，所用元器件数量较少。
但当二进制数位较多时，权电阻值种类多，且阻值分散，使得转换精度较低。
2．R-2R网络R-2R网络D/A转换器中各支路的电流直接流入运算放大器的反相端，它们之间不存在传输误差，因而提高了转换速度，减小了动态过程中在输出端可能出现的尖峰脉冲。
由于只采用了R和2R两种阻值，因此能比较容易保证电阻网络的精度，也容易集成化。
3．集成D/A转换器目前市场集成D/A转换器的芯片种类较多，可根据电路系统要求的技术参数，参考数据手册，综合考虑选用集成D/A转换器。
（三）A/D转换器1．并行比较型A/D转换器并行比较型A/D转换器是高速A/D转换器，其转换不需要反复，在所有种类A/D转换器中转换速度最快。
然而这种A/D转换器的缺点是分辨率低，比较器的数量也随着数字量的增加而增加。
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1 f0 = = 2π LC
电子技术(电工学Ⅱ)
RC RB C1 C2
1 CC 2π L1 1 2 C1 +C 2
电子技术(电工学Ⅱ)
主讲： 主讲：陈国联
7.2 非正弦波信号发生器
7.2.1 方波信号发生器
1.
L
RC
电路的组成 R
F
uI UTH O R3 UTL uO uO UZ
u+ = U TL
R2 =− U R1 + R2 Z
TH = RF C ln(1 +
21
2 R2 ) R1
R2 U − UZ R1 + R2 Z TH = RFC ln R2 U − UZ R1 + R2 Z
20
电子技术(电工学Ⅱ)
t = τ ln uO UZ
U TH = R2 U R1 + R2 Z
10-1
100
101
102
ω0
ω
f f0
2.
文氏电桥正弦波振荡电路
RF R1
Uf
电子技术(电工学Ⅱ)
主讲： 主讲：陈国联
∞
C R C
U R A = o = 1 + F , ϕ A = 0o R1 Uf
Uo
稳幅措施 二极管稳幅电路 D
3
1
电子技术(电工学Ⅱ)
主讲： 主讲：陈国联
热敏电阻稳幅电路
RF2 RF
UTH
τ
e
t
−
t
τ
=
uC ( t ) − uC ( ∞ ) uC (0 + ) − uC ( ∞ )
O
±U
Z
−UZ
−UZ
TH
t = τ ln
TL
U TL = −
UTL
R2 U R1 + R2 Z
uC (0+ ) − uC (∞ ) uC (t ) − uC (∞ )
−
u+ = UTH
R2 = U R1 + R2 Z
o f i f
2
i
S 1
Ui
A F
Uo
如 U = U ， 则U 可替 代 U 自激振荡的条件为: AF=1 幅度平衡条件： 幅度平衡条件： AF = 1 相位平衡条件: ϕ + ϕ = 2nπ
i
U f = FU o = AFU i
Uf
A
F
(n=0,1,2…)
振荡的建立与稳定 建立振荡应满足: |AF| >1 S 2 1 选择某一频率的信 号形成增幅振荡 电路由 |AF| >1 |AF| = 1 电路变为等幅振荡 3. 正弦波振荡电路的组成 放大电路 正反馈电路 选频电路 稳幅电路
RC
1 f0 = 2πRC
Z
8
1. LC
并联谐振回路
I
电子技术(电工学Ⅱ)
(1)
U R + jω L R − jω L = U [jω C + 2 ] R + (ω L)2 ωL R = U[ 2 + j(ω C − 2 )] R + (ω L)2 R + (ω L)2
谐振频率
IC
U
C
I RL L R
Q= 1 LC
ω0 L
R
ω0 =
9
1 R = − LC L
(2)
谐振阻抗
I = U(
电子技术(电工学Ⅱ)
I
主讲： 主讲：陈国联
R ) R 2 + (ω 0 L) 2
IC
U
C
I RL L R
(4)
谐振时电压的瞬时极性 电感三点式
I
IC
电子技术(电工学Ⅱ)
主讲： 主讲：陈国联
Z0 =
C R2
2 R2 ) R1 2R TL = RW2C ln(1 + 2 ) R1 TH = RW1C ln(1 +
T = ( RW1 + RW2 )C ln(1 + 2 R2 ) R1 2 R2 ) R1
∞
R1
−UZ
UTL
uC
2 R2 T = TH + TL = 2 RF C ln(1 + ) R1
D
UO
↑→R ↓→|A|↓→|AF|=1
F
6
主讲：陈国联
7
主讲：陈国联
电子技术(电工学Ⅱ)
7.1.3 LC正弦波振荡电路
振荡电路的振荡频率 由于受放大电路带负载能力的限制R不能太小， 不能太小，C过 小振荡频率易受寄生电容的影响而不稳定， 小振荡频率易受寄生电容的影响而不稳定，所以RC振 荡电路的频率一般不超过200kH ，在高频场合多用LC 振荡电路 LC振荡电路的特点: 由于普通运放的频带较窄， 由于普通运放的频带较窄，LC振荡电路一般由分 振荡电路一般由分 立元件组成。 立元件组成。 LC振荡电路的分 类: 变压器反馈式 电感三点式 电容三点式
工作原理
∞ u1+ A1 R3 uO1 R R2 D Z
uO1 C ∞ A1
Z
UZ O uO –UZ uO O t t1 t
Ui
C2
* N
2
Uf
对于：f = f = 2π 1LC Z为阻性， 为阻性，且其值最大
0
Ui
RB2
RE
CE
O
f0
RB2
Uo
ϕ A = 180
Au
最大
1
RE
CE
f = f0 =
调整线圈匝数N 、N 使 A F > 1 即可产生振荡
2
u
ϕ A + ϕ F = 360
14
主讲：陈国联
15
主讲：陈国联
电子技术(电工学Ⅱ)
R Uf Z2 1 + jω RC F= = = R U o Z1 + Z 2 1 + jω RC + jω C 1 + jω RC
ω ω0 − ) ω0 ω
1
F
0.15 0.1 0.05
Z1
Uo
=
=
Z2
jω RC (1 + jω RC )2 + jω RC
jω RC 1 + j3ω RC − (ω RC )2 1
(3)
谐振时电流关系
U R 2 + (ω 0 L)2 L = = R I RC
I RL
电容三点式
I IC
L1
I RL
C1 L C2
U
IC
C L2
U
I C = jω 0CU = jω 0C I RL =
ωL L I = j 0 I = jQI RC R
R − jω 0 L R − jω 0 L U = Z I= 2 I R + jω 0 L R 2 + (ω 0 L)2 0 R + (ω 0 L) 2 Z0 R − jω 0 L I = (1 − jQ ) I ≈ − jQI = R
f0 =
电子技术(电工学Ⅱ)
RB
N 1 L1 N2 L2 C
N1 L1
CB RB2
1 1 = 2π L′C 2π ( L1 + L2 + 2M )C
1 2
RE
CE
RE
CE
电 路 特 点
M
为L 与L 之间的互感 ① 线圈L 和L 耦合 紧密,易起振 ② 输出波形较差, 含高次谐波
1 2
16
17
4.
电容三点式正弦波振荡电路
I = I C + I RL = jω CU +
ω 0C −
R 2 + (ω 0 L)2 = L C
2
ω0 L =0 R 2 + (ω 0 L)2
2
ω0 L =
1 LC
L − R2 C 1− R 2C = L
L ω L 1+ 0 = 2 RC R 1 LC 1− 1 1 + Q2 ≈
电子技术(电工学Ⅱ)
电子技术(电工学Ⅱ)
第7章 信号的产生和变换电路
7.1 正弦波振荡电路 7.2 非正弦波信号发生器
西安交通大学电工电子教学中心 陈国联
主讲： 主讲：陈国联
7.4 555集成定时器及其应用
1
电子技术(电工学Ⅱ)
7.1 正弦波振荡电路
7.1.1 正弦波振荡电路的基本原理
1.
自激振荡的条件 S接1：U = AU
2.
Ui
Uf
3
0.35
电子技术(电工学Ⅱ)
A F
Uo
2
电子技术(电工学Ⅱ)
1. RC
主讲： 主讲：陈国联
电子技术(电工学Ⅱ)
F= Uf = Uo 1 3 + j(
X: 1 Y: 0.3333 0.3 0.25 0.2
主讲： 主讲：陈国联
串并联网络的选频特性
R C R C
Uf
7.1.2 RC正弦波振荡电路
I
I U
I RL
IC
I
IC
L1
I RL
C1 L C2
U
I RL
C L2
U
10
(5)
频率特性
I
电子技术(电工学Ⅱ)
1 L jω C C Z= ≈ 1 1 R + jω L + R + j(ω L − ) ωC jω C ( R + jω L )
Z0 ≈ = ω0 L ω ω0 L ω ω0 1 1+ j − − 1+ j R ω 0 ω 0ω LC R ω0 ω L RC