第八波形的发生和信号的变换精要.ppt

宁波大学信息科学与工程学院 第八章 波形的发生和信号的变换 8.1 正弦波振荡电路 8.3 非正弦波振荡电路 锁相倍、分频电路 矩形波 三角波 锯齿波 尖顶波 阶梯波 非正弦波主要是指三角波和矩形波 uC UT+ UT- t UZ uO UZ -UZ t 8.3.1 矩形波发生电路 电路是一个滞回比较器。 给电路增加一个RC定时电路。 电路分析： 设：初始时，uC＝0，uO＝UZ 。 1. R3对C充电。 2. 充到UT+后，R3对C放电。 3. 放到UT-后，R3对C充电。 uC UT+ UT- t UZ uO UZ -UZ t 波形参数计算： 1. 输出电压 脉冲幅度＝2UZ 2. 脉冲周期 T1 T2 因此： 占空比可调电路： 8.3.2 三角波发生电路 方波经过积分电路就可以得到三角波。所以，三角波发生电路可以用矩形波发生电路＋积分电路构成。 基本电路与波形： 由于，三角波发生电路中有2个RC定时电路，可以省去滞回比较器的RC定时电路。 改进电路： A1：同相滞回比较器 A2：反相积分电路 阈值电压的计算： 积分运算关系： 而，uI＝UT 时，uP＝0 工作原理： 设：初始时，uC＝0，uO1＝UZ 。 1. A2向下积分。 2. 积分到UT-时，开始向上积分。 3. 积分到UT+后，又开始向下积分。 参数计算： 脉冲幅度＝2UT+＝2UZR1/R2 T1 T2 脉冲周期 与积分电路无关！ 通过R3C改变频率， 幅度不变！ uO1占空比： 如何改变该占空比？ 积分电路的充放电回路用二极管隔离，使二个通路的积分常数不同。 8.3.3 锯齿波发生电路 当D1通路的电阻很小时，有如图波形： 8.3.4　波形变换电路（自阅） 一. 三角波 ? 锯齿波变换电路 -1 1 + 二. 三角波 ? 正弦波变换电路 1、滤波法 2、折线法 原理 电路 8.3.5 函数发生器 函数发生器是一种可以同时产生方波、三角波和正弦波的专用集成电路；当调节外部电路参数时，还可获得占空比可调的矩形波和锯齿波。 一、电路结构 （ICL8038） ③ ② 1.二个电流源 2.二个同相输入　　单限比较器 3.RS触发器 4.二个缓冲电路 5.三角波变正弦波电路 当 Q = 0，S 断开， C 充电 (IS1) 至 2/3VCC Q = 1 当 Q = 1，S 闭合， C 放电 (IS2 -IS1) 至 1/3VCC Q = 0 当 IS2 = 2IS1，引脚 9 输出方波，引脚 3 输出三角波； 当 IS2 2IS1，引脚 9 输出矩形波，引脚 3 输出锯齿波。 二、工作原理 Qn+1=S+RQn ③ ② 三、性能特点 1 2 3 4 5 6 7 8 ICL 8038 14 13 12 11 10 9 正弦波 失真度调整 正弦波失 真度调整 正弦波输出 三角波输出 矩形波输出 调频偏置 电压输入 调频偏置 电压输出 接电阻 RA 接电阻 RB 接电容 C +VCC -VEE (或地) 8.3.20　ICL8038的引脚图 ICL8038可单电源供电，也可双电源供电。 四、常用接法 调占空比和正弦波失真 调 频 率 调占空比和正弦波失真 RW1 RP4 RW2 +VCC -VEE R RA ICL8038 4 5 1 3 10 11 12 8 RB RP3 C C1 6 9 2 图8.3.23失真度减小和频率可调电路 8.4 利用集成运放实现的信号变换电路 8.4.1 电压－电流转换电路 所以输出电流与输入电压成比例。 (a)负载不接地 一、电压－电流转换电路 (b)负载接地 可解得 对图（b）电路， R1和R2构成电流并联负反馈； R3 、R4和RL构成构成电压串联正反馈。由图可得 讨论： 1. 当分母为零时， iO →∞，电路自激。 2. 当R2 /R1 =R3 /R4时, 则 说明iO与vS成正比 , 实现了线性变换。 实用的电压－电流转换电路 由图可知 可见输出电压与输入电流成比例。 输出端的负载电流 二、电流－电压转换电路 8.4.2 精密整流电路 把交流电变为单向脉动电，称为整流。 把微弱的交流电转换成单向脉动电，则称为精密整流。此时二极管(由于其正向压降)无法直接来实现。 半波整流 全波整流 精密整流电路 A1、D1、D2： 半波精密整流 A2：反相加法器 半波精密整流原理 uI正半周时： D1截止、D2导通 uI负半周时： D1导通、D2截止 精密整流波形 电压－频率转换电路（VFC） 或 电压控制振荡电路（VCO） 输入端：直流电压 输出端：频率值与直流输入电压成正比的一定频率的信号 典型应用：数字式测量仪器 8.4.3 电压－频率转换