第9章 信号处理与信号产生电路(模电康第5版).ppt

第九章 信号处理与信号产生电路 9.8 非正弦信号产生电路 * 回主页 总目录 章目录 上一页 下一页 退出 * 回主页 总目录 章目录 上一页 下一页 退出 9.1 滤波电路的基本概念与分类 9.2 一阶有源滤波电路 9.3 高阶有源滤波电路 9.4 开关电容滤波器 9.5 正弦波振荡电路的振荡条件 9.6 RC正弦波振荡电路 9.7 LC正弦波振荡电路 9.8 非正弦信号产生电路 了解有源滤波电路的分类及一阶、二阶滤波电路的频率特性；掌握正弦波振荡的相位平衡条件、幅值平衡条件；掌握RC串并联式正弦波振荡电路的工作原理、起振条件、稳幅原理及振荡频率的计算；掌握LC正弦波振荡电路的判断。 有源滤波电路；正弦波振荡的相位平衡条件、幅值平衡条件；RC串并联式正弦波振荡电路的工作原理、起振条件、稳幅原理及振荡频率的计算；LC正弦波振荡电路的判断。 理论课10学时。 正弦波振荡电路的判断；二阶滤波电路的频率特性。 1. 单门限电压比较器 9.8.1 电压比较器 + - + - 同相输入单门限电压比较器 比较器是一种用来比较输入信号vI和参考电压VREF的电路。 符号C表示比较器，它在实际应用时最重要的两个动态参数是灵敏度和响应时间。 参考电压VREF可正、可负。 运放处于开环工作状态，具有很高的开环电压增益。 传输特性 + - + - 同相输入单门限电压比较器 比较器是一种用来比较输入信号vI和参考电压VREF的电路。 当vI VREF，即vID= vI-VREF 0时运放处于负饱和状态，vO= VOL。 当vI VREF，即vID= vI-VREF 0时运放处于正饱和状态，vO= VOH。 门限电压(阈值电压)VT：把比较器输出电压vO从一个电平跳变到另一个电平时相应的输入电压vI值。 同相输入单门限电压比较器：同相输入且只有一个门限电压。 传输特性 + - 提高响应速度的限幅电路 用集成运放构成的电压比较器，可如下图所示加限幅措施，避免内部管子进入深度饱和区，来提高响应速度。 反相输入单门限电压比较器：反相输入且只有一个门限电压。 过零比较器：参考电压VREF=0，输入信号电压vI 每次过零时，输出就要产生突变。 例9.8.1 如图所示，vI 为三角波，其峰值为6V。设电源电压±VCC=±12V，运放为理想元件，试分别画出VREF=0、VREF=+2V和VREF=-4V时比较器的输出电压vO波形。 + - + - 同相输入单门限电压比较器 解： vI VREF时，vO= VOL=-12V vI VREF时，vO= VOH=12V 12 -12 0 VREF=0 vO/V vO vI t 12 -12 0 VREF=2 vO/V vO vI t 12 -12 0 VREF=-4 vO/V vO vI t 这个电路具有波形变换和脉宽调制的功能，其脉冲宽度可通过改变VREF进行调节。 例9.8.2 如图是单门限电压比较器的另一种形式，试求出其门限电压VT，画出其电压传输特性。设运放输出的高、低电平分别为VOH和VOL。 解： 理想情况下，输出电压发生跳变时对应的vP= vN=0。 + - 利用叠加定理得 即 门限电压 0 vI VT时，vP vN，vO = VOH vI VT时，vP vN，vO = VOL 若要改变门限电压VT的大小和极性，则只要改变VREF的大小和极性，及电阻R1和R2的阻值； 若要改变vI 过VT时vO的跃变方向，则只要将运放的同相输入端和反相输入端所接外电路互换。 单门限电压比较器的优点：电路简单、灵敏度高； 缺点：抗干扰能力差。 vI t o VT =VREF vO t o VOH VOL vI中含有噪声或干扰电压。 在vI =VT =VREF 附近出现干扰，vO 时而为VOH，时而为VOL，导致比较器输出不稳定。 如果用这个输出电压vO去控制电机，将出现频繁的起停现象，显然这种情况是不允许的。 2. 迟滞比较器（施密特触发器） 迟滞比较器是一个具有迟滞回环传输特性的比较器。 + - 反相输入迟滞比较器电路 具有双门限值的反相输入迟滞比较器：在反相输入单门限电压比较器的基础上引入了正反馈网络。 由于正反馈的作用，这种比较器的门限电压是随输出电压vO的变化而改变的。它的灵敏度低一些，但抗干扰能力却大大提高了。 vI与VREF位置互换，就可组成同相输入迟滞比较器。 ⑴ 电路组成 ⑵门限电压的估算 + - 反相输入迟滞比较器电路 由于引入正反馈，因此输出电压vO与输入电压vI 不成线性关系，只有在输出电压vO发生跳变瞬