第6章　信号产生电路 模拟电子技术(第2版)理论教学课件.ppt

6.1 课堂提问和讨论 课堂提问和讨论 ： 正弦波振荡电路由哪几部分组成?各部分的作用是什么?产生正弦波振荡的条件是什么？ 试总结三点式LC振荡电路的结构特点。 石英晶体谐振器阻抗特性有何特点？为什么在并联型晶体振荡电路中，石英晶体作为一个电感元件使用？若将石英晶体作为一个电容使用行不行？ 。 6.2　非正弦波信号产生电路 6.2.3　集成函数发生器8038简介 1 6.2.1　电压比较器 2 6.2.2　矩形波信号产生电路 3 6.2.1 电压比较器 电压比较器是对输入信号进行鉴幅与比较的电路，是组成非正弦波信号产生电路的基本单元电路，在测量和控制系统中应用广泛，其基本功能是对两个输入电压进行比较，并根据结果输出高、低电平电压。 1. 单限电压比较器 最简单的电压比较器如图6.2.1（a）所示。图中，vI为待比较的输入电压，门限电压VT＝0，集成运算放大器工作在开关状态。当vI＞0时， vO=VOL＝－VOM，当vI＜0时， vO=VOH＝VOM 。其传输特性如图6.2.1（b）所示。由于运算放大器的状态在vI＝0时翻转，故称为过零电压比较器。 6.2.1 电压比较器 由于vI由反相端输入，同相端且只有一个门限电压（此时, VT= 0），故又称为反相输入单限电压比较器。 图6.2.1 过零电压比较器 （a）电路图 （b）传输特性 vI 0 vI 0 VOH VOL 门限电压VT 门限电压VT 待比较电压 6.2.1 电压比较器 同相输入单限电压比较器，如图6.2.2（a）所示。图中，VREF接反相端，vI接同相端，稳压管限定输出电平幅度，R为限流电阻。当vI＞VREF时，vO=VOH＝VZ，当vI＜VREF时，vO=VOL＝－VZ，其传输特性如图6.2.2（b）所示。 vI VREF vI VREF 门限电压 VT （a）电路图 （b）传输特性 图6.2.2 同相输入单限电压比较器 6.2.1 电压比较器 2. 迟滞比较器 如图6.2.3（a）所示，将vO通过反馈网络加到同相输入端，形成正反馈，将vI加到反相输入端，参考电压VREF通过R2接到同相端，即构成反相型（或下行）迟滞比较器，也称为反相型（或下行）施密特触发器。 图6.2.3（a）反相型迟滞比较器 当vI足够小时，VOH＝＋VZ，此时同相端电压用VT＋表示，由叠加定理有 6.2.1 电压比较器 当vI＞VT＋时， vO由高电平变为低电平VOL＝－VZ，此时同相端电压用VT－ 表示，其大小变为 显然VT－＜VT＋，因此，当vI再增大时，输出将维持低电平VOL。反之，当vI由大变小时，输出先为低电平VOL，同相端电压为VT－。只有当vI减小到vI＜VT－时，输出将由低电平VOL又跳变到高电平VOH，此时同相端电压又变为VT＋。若vI继续减小，输出将维持高电平VOH。所以，有迟滞比较器的传输特性如图6.2.3（b）所示。 6.2.1 电压比较器 可见，它有两个门限电压VT＋和VT－，分别称为上门限电压和下门限电压，两者的差称为门限宽度或回差电压 调节R1和R2，可改变△V。△V越大，比较器抗干扰 的能力越强，但分辨度越差。 图6.2.3（b）反相型迟滞比较器传输特性 下门限电压 上门限电压 ?V 6.2.1 电压比较器 同相型（或上行）施密特触发器，如图6.2.3（c）所示，其两个门限电压为 ， , VOL＝－VZ , VOH＝＋VZ 图6.2.3（c）同相型迟滞比较器及其传输特性 下门限电压 ?V 上门限电压 6.2.2 矩形波信号产生电路 由迟滞比较器构成的矩形波信号产生电路，如图6.2.4所示。 图中 振荡稳定后，C交替充、放电，如图6.2.4（a）所示。当vO＝VOH＝VZ时，C充电，同相端电压为上门限电压VT＋；当vc＞VT＋时，vO＝VOL＝－VZ，同相端电压变为下门限电压VT－，C 开始放电，如图6.2.4（b）所示；当vc＜VT－时， vO＝ VOH，C 又开始充电，重复上述过程。由此可得一矩形波电压输出，如图6.2.4（c）所示。其振荡周期和频率分别为 ， ， 图6.2.4所示是一种较好的固定频率的低频振荡电路，但输出矩形波的前后沿陡度取决于集成运放的转换速率SR，当振荡频率较高时，应选用SR较大的集成运放。 图6.2.4 矩形波信号产生电路 （a） C 充电电路 （ b ） C 放电电路 （ c ） vO和 vC 波形 6.2.2 矩形波信号产生电路 6.2.3 集成函数发生器8038简介 8038集成函数发生器是一种多用途的波形发生器，可以用来产生正弦波、方波、三角波和锯齿波，其振荡频率可通过外加的直流电压进行调节，所以是压控集成信号产生器。 外接电容C 的充、放电电流由两个电流源控制。所