第八章 波形的发生和信号产生电路.ppt

RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波 选频放大电路 电感反馈式振荡电路 图8.1.27 石英晶体谐振器的 结构示意图及符号 图8.1.28 石英晶体的等效电路 及其频率特性 图8.1.29 并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 图8.2.2 电压比较器电压传输特性举例 图8.2.5 电压比较器的输出限幅电路 图8.2.8 例8.2.1 波形图 图8.2.11 例8.2.2 波形图 图8.2.13 双限比较器及其电压传输特性 三点式LC振荡电路 3. 电容三点式振荡电路 Q值越高，选频特性越好，频率越稳定。 8.1.4 石英晶体振荡电路 1. 频率稳定问题 频率稳定度一般由 来衡量 ——频率偏移量。 ——振荡频率。 LC振荡电路 Q ——数百 石英晶体振荡电路 Q ——10000 ? 500000 2. 石英晶体的基本特性与等效电路 结构 极板间加电场 极板间加机械力 晶体机械变形 晶体产生电场 压电效应 交变电压 机械振动 交变电压 机械振动的固有频率与晶片尺寸有关，稳定性高 当交变电压频率 = 固有频率时，振幅最大。 压电谐振 返回 返回 2. 石英晶体的基本特性与等效电路 A. 串联谐振 特性 晶体等效阻抗为纯阻性 B. 并联谐振 通常 所以 2. 石英晶体的基本特性与等效电路 实际使用时外接一小电容Cs 则新的谐振频率为 由于 由此看出 调整 3. 石英晶体振荡电路 返回 返回 §8.2 电压比较器 回顾： 1. 虚短路不成立。 2. 输入电阻仍可以认为很大。 3. 输出电阻仍可以认为是0。 处于非线性状态运放的特点： 确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。 若有负反馈，则运放工作在线性区； 若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。 电压比较器分类： 1、过零比较器 2、单限比较器 3、滞回比较器 4、双限比较器 电压比较器参数： 1、输出的高、低点平 2、高低电平转换时所对应的输入电平，即阈值电压 电压比较器的分析方法： 用临界法解出阈值电压，且要标出在阈值电压点上，输出电压的变化方向。所谓的临界法是，当输入电压是阈值电压时，U+=U-。 返回 一、过零比较器 参考电压 阈值电压 输出高电平 输出低电平 反相过零比较器 同相过零比较器 返回 二、单限比较器 参考电压 阈值电压 可以通过调整UREF，从而来调整uT。 返回 三、滞回比较器 （为了解决单限比较器抗干扰能力差的问题） 滞回比较器的特性图： 调整UREF，可以调整图形在横轴上的位置；而回差电压与UREF无关，只与UZ有关。 返回 返回 * 电子技术 第八章 波形发生电路 和信号转换 模拟电路部分 §8.1 正弦波振荡电路的分析方法 §8.1.1 产生正弦波振荡的条件 在反馈一章我们说过引入负反馈是为了改善电路的性能，但在一定地频率下有可能产生自激振荡，在负反馈电路中是尽量避免的。负反馈电路中当AF＝－1，电路就要产生自激振荡。 先把开关S放在1处，有输出；若此时把开关S放大2上去，且Uf与刚才的输入一样，则此时有跟刚才一样的输出；输出又保证了输入，输入又保证了输出，这样就形成了自激振荡。 如果： 则去掉 仍有信号输出。 反馈信号代替了放大 电路的输入信号。 自激振荡条件的推导 自激振荡的条件 如果： (1) 正反馈足够强，输入信号为 0 时仍有信号输出，这就是产生了自激振荡。 (2) 要获得非正弦自激振荡,反馈回路中必须有RC积分电路。例如：后面介绍的方波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器等。 (3) 要获得正弦自激振荡，反馈回路中必须有选频电路。所以将放大倍数和反馈系数写成： 自激振荡的条件： 因为： 所以，自激振荡条件也可以写成： （1）振幅条件： （2）相位条件： n是整数 相位条件意味着振荡电路是正反馈； 振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。 如果是负反馈，相位条件是奇数倍 问题1：如何起振？ Uo 是振荡器的电压输出幅度，B是要求输出的幅度。起振时Uo=0，达到稳定振荡时Uo=B。 放大电路中存在噪声即瞬态扰动，这些扰动可分解为各种频率的分量，其中也包括有fo分量。 选频网络：把fo分量选出，把其他频率的分量衰减掉。这时，只要： |AF|1，且?A+ ?B =2n?，即可起振。 问题2：如何稳幅？ 起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这时若|AF|仍大于1，则输出将会饱和失真。 达到需要的幅值后，将参数调整为AF=1，即可稳幅。 具体方法将在后面具