正弦波发生器基本原理.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 8.4.2 石英晶体振荡电路 利用石英晶体的高品质因数的特点，构成LC振荡电路。 1. 并联型石英晶体振荡器 石英晶体工作在fs与fp之间，相当一个大电感，与C1、C2组成电容三点式振荡器。由于石英晶体的Q值很高，可达到几千以上，所以电路可以获得很高的振荡频率稳定性。 X 感性 0 容性 2. 串联型石英晶体振荡器 石英晶体工作在fs处，呈电阻性，而且阻抗最小，正反馈最强，相移为零,满足振荡的相位平衡条件。 对于fs以外的频率，石英晶体阻抗增大,且相移不为零，不满足振荡条件，电路不振荡。 X 感性 0 容性 例：分析下图的振荡电路能否产生振荡，若产生振荡,石英晶体处于何种状态？ 8.5.1 方波发生器 1.电路结构 由滞回比较电路和RC定时电路构成 上下限: 8.5 非正弦波信号发生器 2.工作原理： (1) 设 uo = + UZ , 此时，uO给C 充电, uc ? ， 则：u+=UT+ 0 t uo +UZ -UZ uc UT+ 0 t 在 uc UT+ 时， u- u+ , 设uC初始值uC(0+)= 0 方波发生器 uo保持+UZ不变 +UZ 一旦 uc UT+ , 就有 u- u+ , uo 立即由＋UZ变成－UZ 。 此时，C向uO放电,再反向充电 (2) 当uo = -UZ 时， u+=UT- uc达到UT-时，uo上跳。 UT+ uc t UT- 当uo 重新回到＋UZ 后，电路又进入另一个周期性的变化。 -UZ 0 UT+ uc t UT- +UZ uo 0 t - UZ T 完整的波形： 动画演示 计算振荡周期T。 周期与频率的计算： 0 UT+ uc t UT- +UZ -UZ T1 T2 T T= T1 + T2 =2 T2 uc(t)=UC (?)+? UC (0+) -UC (?)? e ,?=RC - t ? T2阶段uc(t)的过渡过程方程为: f = 1/T 可推出: 3、占空比可调的方波发生器 UZ uo 0 t - UZ 改变电位器 RW 的滑动端，就改变了冲放电的时间，从而使方波的占空比可调。 电路结构：迟滞比较器+反相积分器 8.5.2 三角波发生器 工作原理： 若uo1=+UZ， uo2↓， u+ ↓。 当u+ ≤0时， uo1翻转为-UZ。 若uo1=-UZ， uo2↑， u+ ↑ 。 当u+ ≥0时， uo1翻转为+UZ。 波形图 振荡周期： 0 UT+ uo2 t UT- +UZ uo1 0 t - UZ T 8.5.3锯齿波发生器 改变积分器的正反向充电时间常数 uo1=+UZ，D截止，充电时间常数：R4C。 uo1=-UZ，D导通，充电时间常数：(R6∥R4)C。 +UZ uo1 0 t - UZ R6＜＜R4 8.5.4　555时基电路 1. 电路框图 555时基电路由分压器、两个比较器、触发器、缓冲器、复位电路、放电管等组成。其中分压器由三个高精度的阻值为5kΩ的电阻组成。 555时基电路框图 2. 工作原理 由图8-24可知，两个比较器分别被电阻R1、R2和R3构成的分压器设定的 VCC和 VCC参考电压所限定。三个5kΩ电阻组成的分压器，使两个比较器构成一个电平触发器，上触发电平为 VCC，下触发电平为 VCC。在 5脚控制端外接一个参考电源V，可以改变上、下触发电平值。比较器A的输出和比较器B的输出端接到触发器的输入端。加到比较器A同相端6脚的触发信号，只有当电位高于反相端5脚的电位时，触发器才翻转；而加到比较器B反相端2脚的触发信号，只有当电位低于B同相端的电位 VCC时，触发器才翻转。 8.5.5　压控振荡器 1. 电路结构 U为直流控制电压，A1组成积分电路，A2组成滞回比较器，场效应管T工作在开关状态，控制积分电容C的充放电，二极管D为隔离二极管。 2. 工作原理 滞回比较器A2的两个门限电压为 压控振荡器 设开始时uC=0V，uo1=0V，uo2=-UZ，D导通，使T截止，这时I1=I2=U/4，由于U为直流电压，则电容C被恒流充电，uC随时间线性上升，uo1则直线下降，当uo1=UTH2时，比较器A2发生翻转，uo2=+UZ，D截止，T饱和导通，这时I2=I1-I3=-U/4R，电容恒流放电，uo1上升