模拟电子技术基础(高等教育出版社 第四版) 8.3 非正弦波发生电路.ppt

8.3 非正弦波发生电路 常见的非正弦波 8.3.1 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 4. 波形分析 8.3.2 三角波发生电路 1. 电路组成 由矩形波发生器和积分运算电路组成。 3. 实用电路 三角波发生电路的振荡原理 4. 波形分析 8.3.3 锯齿波发生电路 8.3.4 波形变换电路 3. 三角波变正弦波 * 8.3.1 矩形波发生电路 8.3.2 三角波发生电路 8.3.3 锯齿波发生电路 8.3.4 波形变换电路 矩形波 三角波 锯齿波 尖顶波 阶梯波 矩形波是基础波形，可通过波形变换得到其它波形。 1. 基本组成部分 （1）开关电路：输出只有高电平和低电平两种情况，称为两种状态；因而采用电压比较器。 （2）反馈网络：实现自控，在输出为某一状态时孕育翻转成另一状态的条件。应引入反馈。 （3）延迟环节：使得两个状态均维持一定的时间，决定振荡频率。利用RC电路实现。 正向充电： uO（+UZ）→R→C→地 反向充电： 地→C→ R → uO（－UZ） RC 回路 滞回比较器 输出电压： uO=±UZ 阈值电压： 跃变方向：负向跃变（从反相端输入） 设某一时刻uO=+UZ，则uP=UT2，uO通过R3对C正向充电（如实线所示）， uN随时间t增长而逐渐升高，当t趋于无穷大时，uN趋于+UZ，但是一旦 uN＝UT2，再稍增大，uO就从+UZ跃变为-UZ，同时uP从UT2跃变为UT1 。 随后， uO又通过R3对C反向充电或放电（如虚线所示），uN随时间t增长而逐渐降低，当t趋于无穷大时，uN趋于-UZ，但是一旦 uN＝UT1，再稍减小，uO就从-UZ跃变为+UZ，同时uP从UT1跃变为UT2 。 周而复始，电路产生自激振荡。 脉冲宽度 可求出振荡周期： 振荡频率： 占空比： 2.输出波形 将矩形波发生器产生的方波电压作为积分运算电路的输入，在积分运算电路的输出就得到三角波电压。 矩形波 发生器 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 ； UT； uI过UT时曲线的跃变方向。 积分电路反向积分，t↑→ uO↓，一旦uO过－ UT ，uO1从＋ UZ跃变为－ UZ 。 积分电路正向积分，t↑→ uO↑， 一旦uO过＋ UT ， uO1从 － UZ跃变为＋ UZ ，返回初态。重复上述过程，产生周期性的变化，即振荡。 表明：调节R1、R2、R3、C，可以改变振荡频率；调节R1、R2可以改变三角波的幅值。 可求出振荡周期： 振荡频率： 1. 电路 ≈T 2. 波形 如果三角波发生电路的积分电路正向积分的时间常数远大于反向积分的时间常数，或反之，则输出电压上升和下降的斜率相差很多，就可以获得锯齿波。 利用二极管的单向导电性使积分电路两个方向的积分通路不同，就可得到锯齿波发生电路。 1. 利用基本电路实现波形变换 积分电路：方波变三角波；微分电路：三角波变方波 电压比较器：正弦波变矩形波 uC为低电平开关断开 uC为高电平开关闭合 利用电子开关改变比例系数 2. 三角波变锯齿波：二倍频 （2）折线法 根据正弦波与三角波的差别，将三角波分成若干段，按不同比例衰减，即可得到近似于正弦波的折线化波形。 若输入信号的频率变化较大，则可用折线法实现。 （1）滤波法 三角波用傅立叶级数展开，除基波外，还含有3次、5次……谐波。若输入信号的频率变化不大，则可用低通滤波器实现。 *