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模拟电子技术基础Fundamentals of Analog Electronic 第九章 波形的发生和变换电路 §9.1 正弦波振荡电路 一、正弦波振荡的条件和电路的组成 1. 正弦波振荡的条件 2. 起振与稳幅：输出电压从幅值很小、含有丰富频率，到仅有一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。 3. 基本组成部分 相位条件的判断方法：瞬时极性法 5. 分类 二、RC 正弦波振荡电路 RC串并联选频网络的频率响应 2. 电路组成 3. RC 桥式正弦波振荡电路（文氏桥振荡器） 频率可调的文氏桥振荡器 讨论一：合理连接电路，组成文氏桥振荡电路 讨论二：判断图示电路有可能产生正弦波振荡吗？ 三、LC 正弦波振荡电路 1. LC并联网络的选频特性 LC选频放大电路→正弦波振荡电路 2. 变压器反馈式电路 3. 电感反馈式电路 4. 电容反馈式（电容三点式）电路 四、石英晶体正弦波振荡电路 2. 电路 讨论三：改错，使电路有可能产生正弦波振荡 讨论四 §9.3 非正弦波发生电路 一、常见的非正弦波 二、矩形波发生电路 输出无稳态，有两个暂态；若输出为高电平时定义为第一暂态，则输出为低电平为第二暂态。 2. 电路组成 3. 工作原理：分析方法 3. 工作原理 4. 波形分析 5. 占空比可调电路 三、三角波发生电路 1. 电路组成 用积分运算电路可将方波变为三角波。 2. 工作原理 三角波发生电路的振荡原理 3. 波形分析 四、锯齿波发生电路 五、压控振荡器（u－f 转换电路） 讨论一 讨论二：已知三极管饱和压降为0。 §9.3 波形变换电路 一、利用基本电路实现波形变换 三、 三角波变正弦波 四、精密整流电路 精密整流电路的组成 全波精密整流电路 讨论：设计实现将峰值为1V、频率为100Hz的正弦波输入电压变换为峰值为5V、频率为200Hz锯齿波电压的电路。 方法一： 设电路已振荡，且在某一暂态，看是否能自动翻转为另一暂态，并能再回到原暂态。 方法二： 电路合闸通电，分析电路是否有两个暂态，而无稳态。 设合闸通电时电容上电压为0，uO上升，则产生正反馈过程： uO↑→ uP↑→ uO↑↑ ，直至 uO＝UZ， uP＝+UT，为第一暂态。 电容正向充电，t↑→ uN↑，t→∞ ， uN → UZ；但当uN ＝+UT时，再增大， uO从+ UZ跃变为－UZ， uP＝－UT，电路进入第二暂态。 电容反向充电，t↑→ uN↓，t→∞ ， uN →－ UZ；但当uN ＝－UT时，再减小， uO从－ UZ跃变为+UZ， uP＝+UT，电路返回第一暂态。 第一暂态：uO＝UZ， uP＝+UT。 脉冲宽度 为了占空比调节范围大，R3应如何取值？ 正向充电和反向充电时间常数可调，占空比就可调。 两个RC环节 实际电路将两个RC 环节合二为一 为什么采用同相输入的滞回比较器？ uO要取代uC，必须改变输入端。 集成运放应用电路的分析方法： 化整为零（分块），分析功能（每块），统观整体，性能估算。 滞回比较器 积分运算电路 求滞回比较器的电压传输特性：三要素 UOH =－UOL =UZ ，uI作用于集成运放的同相输入端，求 UT： 合闸通电，通常C 上电压为0。设uO1↑→ uP1↑→ uO1↑↑，直至uO1 ＝ UZ（第一暂态）；积分电路反向积分，t↑→ uO↓，一旦uO过－ UT ，uO1从＋ UZ跃变为－ UZ （第二暂态） 。 积分电路正向积分，t↑→ uO↑， 一旦uO过＋ UT ， uO1从 － UZ跃变为＋ UZ ，返回第一暂态。重复上述过程，产生周期性的变化，即振荡。 电路状态翻转时，uP1=? 如何调整三角波的幅值和频率？ 怎样修改可获得锯齿波？ “理性地调试”：哪些参数与幅值有关？哪些参数与频率有关？先调哪个参数？ T/2 1. R3应大些？小些？ 2. RW的滑动端在最上端和最下端时的波形？ ≈T 3. R3短路时的波形？ 若由输入电压确定，则将电压转换为频率 若uI＞0，则如何改动？ 单位时间内脉冲个数表示电压的数值，故实现A/D转换 已知uO1和uO2的峰-峰值均为10V，二极管为理想二极管。1. 求出稳压管的稳压值UZ和R4的阻值；2. 定性画出uO1、uO2的波形图；3. 求解q的表达式。 清华大学 华成英 hchya@ 1. 晶体管什么情况下导通？什么情况下截止？ 2. 晶体管饱和导通和截止uO1和uI的运算关系？ 3. uI的极性？ 4. uO1、 uO2的波形？ 5. uI与振荡频率的关系？ 一、利用基本电路实现波形变换 二、