模拟第八章选读.ppt

2.等效电路和振荡频率 符号： 串联谐振频率 并联谐振频率 电抗频率特性 O f X fs fp 容性 容性 感性 图 8.1.27 图 8.1.28 二、石英晶体正弦波振荡电路 1.并联型石英晶体正弦波振荡电路 交流等效电路 振荡频率 由于 图 8.1.29 2.串联型石英晶体振荡电路 图 8.1.30　串联型石英晶体振荡电路 　　当振荡频率等于 fS 时，晶体阻抗最小，且为纯电阻，此时正反馈最强，相移为零，电路满足自激振荡条件。 振荡频率 　　调节 R 可改变反馈的强弱，以获得良好的正弦波。 8.2　电压比较器 　　　1.电压比较器将一个模拟量输入电压与一个参考　　　　电压进行比较，输出只有两种可能的状态：高　　　　电平或低电平。 　　　2.比较器中的集成运放一般工作在非线性区；处于　　　　开环状态或引入正反馈。 　　　3.分类：单限比较器、滞回比较器及窗口比较器。 8.2.1　概述 4.比较器是组成非正弦波发生电路的基本单元，在 测量、控制、D/A和A/D转换电路中应用广泛。 一、 电压比较器的传输特性 1.电压比较器的输出电压与输入端的电压之间函数关系 2.阈值电压： UT 当比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态所对应的输入电压。 3.电压传输特性的三要素 (1)输出电压的高电平UOH和低电平UOL的数值。 (2)阈值电压的数值UT。 (3)当uI变化且经过UT时， uO跃变的方向。 二、理想运放的非线性工作区 +UOM uO uP-uN O -UOM 集成运放的电压传输特性 在电压比较器中，集成运放不是工作在开环状态，就是工作在正反馈。 8.2.2　单限比较器 一、过零比较器 　　由于理想运放的开环差模增益为无穷大，所以 当 uI 0 时，uO= + UOM； 当 uI 0 时，uO = - UOM ； 　　过零比较器的传输特性为： uI uO +UOM -UOM O 　　UOM 为集成运放的最大输出电压。 阈值电压： 当比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态所对应的输入电压。 图8.2.3 利用稳压管限幅的过零比较器 　　设任何一个稳压管被反向击穿时，两个稳压管两端总的的稳定电压为 UZ UOM uI uO +UOM -UOM O +UZ -UZ 　　当 uI 0 时，不接稳压管时， uO= + UOM ，接入稳压管后，左边的稳压管被反向击穿，集成运放的反向输入端“虚地”， uO = + UZ ； 　　当 uI 0 时，右边的稳压管被反向击穿，uO = - UZ ； 图 8.2.6 利用稳压管限幅的过零比较器(二) 电路图 传输特性 uI uO +UOpp -UOpp O +UZ -UZ 问题：如将输入信号加在“+”端，传输特性如何？ 问题：过零比较器如图所示，输入为正负对称的正弦波时，输出波形是怎样的？ 传输特性 uI uO +UOpp -UOpp O +UZ -UZ 将正弦波变为矩形波 二、单限比较器 　　单限比较器有一个门限电平，当输入电压等于此门限电平时，输出端的状态立即发生跳变。 　　当输入电压 uI 变化，使反相输入端的电位为零时，输出端的状态将发生跳变，门限电平为： uI uO +UOM -UOM O +UZ -UZ 　　过零比较器是门限电平为零的单限比较器。 图 8.2.7 R1 R2 　存在干扰时单限比较器的 uI、uO 波形 　　单限比较器的作用：检测输入的模拟信号是否达到　　某一给定电平。 　　缺点：抗干扰能力差。 　　解决办法： 采用具有滞回 传输特性的比较器。 复习： 1.RC正弦波串、并联振荡电路 电路图 振荡频率 起振条件 如何稳幅 如何调频 2.电压比较器 过零比较器 uI uO +UOpp -UOpp O +UZ -UZ 单限比较器 R1 R2 uI uO +UOM -UOM O +UZ -UZ 电压比较器分析方法小结 （1）由限幅电路确定电压比较器的输出高电平UOH　　　　和输出低电平UOL 。 （2）写出up和uN的电位表达式，令up=uN ，解得输　　　入电压就是阈值电压UT。 （3） u0在uI 过UT时的跃变方向决定于作用于集成运放的哪个输入端。当uI从反向输入端输入时， uIUT ,u0=U0H ; uIUT ,u0=U0L 。反之，结论相反。 [例8.2.1]　在图8.2.6所示电路中，UZ=±6V ，在图8.2.7中所示电路中， R1= R2 =5kΩ ，基准电压UREF=2V ，稳压管的稳定电压UZ=±5V ；它们的输入电压均为图8.2.8（a）所示的三角波。试画出图8.2.6所示电路的输出电压u01和图8.2.7所示电路的输出电压u02 　 解 图8.2.6为过零比较器 图8.