第九章信号产生电路选读.ppt

(b) 当 uB≤0 时 电容 反向充电 开关 S 接 –U uO1随时间线性上升 uO1 R C A2 A1 R1 R2 R3 uO DZ B – + – + -U +U S (c) 当 uB ≥ 0 时 电容 又正向充电 S又接U C uO1又随时间线性下降 + – uC uO1 R C A2 A1 R1 R2 R3 uO DZ B – + – + -U +U S uO输出方波 uO uO1输出三角波 C + – uC uO1 R C A2 A1 R1 R2 R3 uO DZ B – + – + -U +U S (2) 振荡波形图 (3) 振荡频率 t t 0 uO 0 +UZ t1 t2 -UZ uO1 t1 t2 振荡波形图 而 由波形图知 当 时 故 由 得 f0∝U，实现了电压控制振荡频率的目的 一种压控振荡电路 电子模拟开关 U D1 RF uO3 R R D2 uO1 R A2 A1 R1 R3 uO DZ – + – + A3 – + A4 – + uO4 C R2 例1 电路如图所示，图中运放A和二极管D1、D2都是理想器件,稳压管DZ的稳压值为UZ。试证明调节电位器RW改变矩形波占空比时，周期T将保持不变。 A + _ ? R C R1 R2 R3 DZ D2 D1 uO RW + + _ _ uF uC 练习题 解 由题意，画出uO和uC的波形图。 其中 波形图 A + _ ? R C R1 R2 R3 DZ D2 D1 uO RW + + _ _ uF uC T1 T2 T UZ -UZ UF -UF t uO uC 0 uO，uC 当uO=UZ时，uO通过D1对电容充电 当uO=-UZ时，电容通过D2 放电 可见，在改变RW滑动端位置时，T保持不变。 振荡周期 为常数 A + _ ? R C R1 R2 R3 DZ D2 D1 uO RW + + _ _ uF uC 例2 在图所示矩形波发生电路中，理想运放的最大输出电压Uomax=12V，最小的输出电压Uomin=0V 。 uO C A + – R4 R5 100kW +15V 100kW 0.01mF 100kW 100kW 100kW R1 R3 R2 + – uC ? ? UR （a）画出输出电压uO和电容电压uC的波形； （b）求出uC的最大值和最小值; （c）当UR的大小超出什么范围时，电路将不再产生矩形波？ 解（a）方波发生器的输出电压只有高、低两种电平，电容C随输出电压的极性进行充电或放电。当uC大于运放同相端电位u+时，输出为低电平；反之，输出为高电平。 uO C A + – R4 R5 100kW +15V 100kW 0.01mF 100kW 100kW 100kW R1 R3 R2 + – uC ? ? UR t 0 1 5 0 12 uO/V uC/V t 输出电压uO和电容电压uC的波形图 uO C A + – R4 R5 100kW +15V 100kW 0.01mF 100kW 100kW 100kW R1 R3 R2 + – uC ? ? UR （b）由图可知，运放同相端电位的最大值和最小值，即为uC的最大值和最小值。 对于运放同相端，由KCL得 当 时 当 时 uO C A + – R4 R5 100kW +15V 100kW 0.01mF 100kW 100kW 100kW R1 R3 R2 + – uC ? ? UR （c）如果UcmaxU+max，或 UcmimU+mim，电路不能产生方波。 UCmax=UOmax/2=6V UCmim=UOmim/2=0V 由图可知 由 知 即当UR3U+max-UOmax=6V 或 UR3U+mim-UOmim=0V时 电路不能产生方波 uO C A + – R4 R5 100kW +15V 100kW 0.01mF 100kW 100kW 100kW R1 R3 R2 + – uC ? ? UR 例3 图示电路为一压控振荡器。设输入电压0UI6V，运放A1、A2为理想器件；二极管D的正向压降为0.6V，稳压管DZ的稳定电压为±6V，它们的其他性能理想。 + _ + _ A1 A2 ? ? ? （a）运算放大器A1、A2各组成什么电路？ （b）画出uo1 和uo 波形； （c）写出振荡频率f0 与输入电压uI的函数关系式。 解（a）A1构成反相输入积分电路，A2构成同相输入比较电压比较器。 + _ + _ A1 A2 ? ? ? （b）当uO＝6V时，二极管D截止，电容C充电，uO1随时间负向线性增大。 当运放A2的同相端电位u2+过零时，比较器翻转，uO2=-6V。 + _ + _ A1 A2 ? ? ? 此时，D导通，uO2=0.6V。C