第7章波形发生电路.

返回波形发生电路正弦波发生电路产生正弦波的条件RC正弦波振荡电路LC正弦波振荡电路石英晶体振荡电压比较器非正弦波发生电路三角波发生器矩形波发生器锯齿波发生器第7章波形发生电路LC正弦波振荡电路设计返回7.2非正弦波发生电路非正弦波发生电路是电子技术中应用十分广泛的电路。本节的非正弦波发生电路包括方波、矩形波、三角波、锯齿波等电路。在频率不很高的情形下，目前，大多运用集成运放电路组成非正弦波发生电路。本节主要讨论由集成运放电路组成的非正弦波发生电路。非正弦波发生电路的核心电路是集成运放组成的电压比较器。下面首先讨论电压比较器的工作原理。返回7.2.1电压比较器将一个模拟电压信号与一参考电压相比较，输出一定的高、低电平。功能：特性：运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系uo=f(ui)是非线性函数。1.概述Exit返回运放工作在非线性状态的判定：电路开环或引入正反馈。若U+＞U-则UO=+UOM；若U+＜U-则UO=-UOM。虚断（运放输入端电流=0）注意：此时不能用虚短！运放工作在非线性状态的分析方法：Exit返回电压比较器的种类b.迟滞比较器:两个阈值电压UT1≠UT2.输入电压向单一方向变化时,输出电压跃变一次.a.单限比较器:一个阈值电压UT.c.窗口比较器:两个阈值电压UT1≠UT2.输入电压向单一方向变化时,输出电压跃变两次.图1图2图3Exit阈值：输出电压在高、低电平间发生跳变时对应的输入电压值。一般是固定的，有的有一个阈值，有的有两个阈值。返回电压比较器分析主要抓住三个要点：①确定电路输出电压uO高电平值UOH和低电平值UOL。②确定阈值电压值UT，输入电压uI等于阈值电压值UT的时刻，也正是输出电压uO发生跳变的时刻。③当输入电压uI变化经过阈值电压值UT时，输出电压uO跳变的方向；即是由UOH跳变到UOL，还是由UOL跳变到UOH。返回uoui0+UOM-UOM++uoui++uouiuoui0+UOM-UOM2.单限电压比较器（1）过零比较器:（门限电平=0）Exit单限电压比较器：只有一个阈值的电压比较器。基准电压不同，分过零比较器和一般单限电压比较器。返回++uouituituo+Uom-Uom例题：利用电压比较器将正弦波变为方波。Exit返回++uouiUREFuoui0+Uom-UomUREFUREF为参考电压当uiUREF时：uo=+Uom当uiUREF时：uo=-Uom运放处于开环状态Exit返回uoui0+Uom-UomUREF当uiUREF时：uo=+Uom当uiUREF时：uo=-Uom若ui从反相端输入运放处于开环状态++uouiUREFExit返回++uiuoui0+UZ-UZ用稳压管稳定输出电压uoUZuoui0+UOM-UOM++uoui忽略了UD限幅电路——使输出电压稳定Exit返回RDZuouiR2++–R1UREF(2)非过零单限比较器右图电路为反相输入非过零比较器，UREF为基准电压。根据叠加原理，集成运放反相输入端的电位为REFURRRuRRRu2121211REFTURRUuu120，则阈值电压令返回单限电压比较器具有电路简单、灵敏度高等优点，存在的主要问题是输出电压波形不够陡，抗干扰能力差。0tui阈值电压0tuO错误的输出+UZ-UZ干扰输出波形不够陡实际运放的开环增益不是，所以状态的跃变必须经过线性区，并需要经过一定的时间。3.滞回比较电路uOt返回特点:0211uRRRU－++uoRR2R1uiU+3.滞回比较器电路Exit1、正反馈加快了uO的转换速度，输出电压波形很陡。2、电路有两个阈值电压,抗干扰能力强根据虚断令u+=u-，可得两个不同的阈值电压。返回2）当uo正饱和时(uo=+UOM)：+om211+UURRRUT3）当uo负饱和时(uo=-UOM)：-om211+UURRRUT－++uoRR2R1uiU+Exit返回－++uoRR2R1uiU+uoui0+Uom-UomUT+UT-设ui,当ui=UT-,uo从-UOM+UOM这时,uo=-UOM,U+=UT-设初始值:uo=+UOM,U+=UT+设ui,当ui=UT+,uo从+UOM-UOMExit返回传输特性uoui0+Uom-UomUT+UT-UT+上门限电压UT-下门限电压UT+-UT-称为回差om211URRR+UTom211URRR-UT回差：omHURRRU2112返回tuiUT+UT-tuoUom-Uom例:设输入为正弦波,画出输出的波形。－++uoRR2R1uiU+Exit返回REFZURRRURRRU212211TREFZURRRURRRU212211T加上参考电压后的迟滞比较器上、下门限电压：uoui0UT+UT-传输特性+UZ-UZExit回差：ZHURRRU2112该电路的电压传输特性如右图ZREFURRRURRR211212当UREF＞0、且满足则UT+＞UT-＞0，返回4.窗口比较器单限比较器和滞回比较器有一共同特点：输入电压在单一方向变化时，输出电压只单方向跳变一次。在工业控制中，常需要检测信号是否处在某一正常电压范围内，若超出这一电压范围，就给出一个控制信号，使控制系统产生相应的运行动作。窗口比较器就具有检测信号是否处在某一正常电压范围内的功能。返回+-uiuORRURH-+RRURLRLuO1uO2RLRHUU要求或门电路输入信号uO1uO2uOUiURLURHUiURHURLURLuiUR1电压传输特性：0uiuOUOHUR2UR1UOLUOHUOHUOHUOLUOHUOLUOL0返回+-uiuORRUR1-+RRUR2RLuO1uO221RRUU如果输入信号uO1uO2uOuiUR2UR1UOHUOLUOHuiUR1UR2UOLUOHUOHUR1uiUR2UOHUOHUOH电压传输特性：0uiuOUOHUR1UR2由此可见，双限比较器的两个基准电压位置不能接错。一旦接错，将不能进行电压比较。返回