[理学]梁明理著电子线路课件第六章.ppt

第六章 波形发生器 三.相位条件的判断方法 6.1.2、RC 正弦波振荡电路 三. 三点式LC振荡电路 电感三点式LC振荡电路 电容三点式LC振荡电路 6.1.4 石英晶体振荡电路 一、石英晶体的物理特性极其等效电路 2.等效电路和振荡频率 C0——静态电容。即两极板之间的电容，与晶片的几何尺寸、极板面积有关， 几PF~几十PF。 L——机械振荡的惯性。 10-3~102H C——晶片的弹性 10-4~10-1PF R——晶片振动时因摩擦而造成的损耗 102Ω ∵L大，C小，R小 ∴ 很大 104~106 另一方面，晶片本身的固有频率只与晶片的几何尺寸有关，所以很稳定，而且可以做得很精确。 2.等效电路和振荡频率 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 一、石英晶体的物理特性极其等效电路 二、石英晶体振荡器 1、并联型晶体振荡器 晶体工作在谐振频率fP和fS之间，石英晶体呈电感性，作为振荡器回路的一个电感与电路的其他元件组成三点式振荡器。 由于CQC0+ ，所以, f0=fp。在回路中起决定作用的是C，由于C很稳定，所以振荡频率的稳定度很高。 其中 并联型石英晶体振荡电路 2.串联型石英晶体振荡电路 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。 二、石英晶体振荡器 +EC 4.5k 1.5k uo 6.2　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、滞回比较器及双限比较器。 　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。 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。 1. 基本单门限电压比较器 电压传输特性 输入为正负对称的正弦波时，输出波形如图所示。 6.2.1　单限比较器 　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。 6.2.1　单限比较器 2、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 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。 过零比较器是门限电平为零的单限比较器。 利用稳压管限幅的过零比较器 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 利用稳压管限幅的过零比较器(二) 　　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 ； 　　UREF 为参考电压； uI 为输入电压；输出电压 uO 为 +UZ 或 -UZ。 　　当 uP = uN 时，输出电压的状态发生跳变。 　　比较器有两个不同的门限电平，故传输特性呈滞回形状。 +UZ uI uO -UZ O UT- UT+ 　滞回比较器 6.2.2　滞回比较器 　　若 uO= ? UZ ，当 uI 逐渐减小时，使 uO 由 ?UZ 跳变为 ?UZ 所需的门限电平 UT- 回差(门限宽度)?UT ： 　　若 uO = ?UZ ，当 uI 逐渐增大时，使 uO 由 +UZ 跳变为 -UZ 所需的门限电平 UT+ 6.2.2　滞回比较器