正弦波信号发生器制作.ppt

图7–52迟滞比较器电路及传输特性(a)电路；(b)传输特性?第32页,共59页，星期六，2024年，5月电路中R及带温度补偿的稳压管(VZ1、VZ2)组成输出限幅电路，使输出电压的高低电平限制在±(UVZ+UVD)。下面我们来分析该电路的传输特性。因为信号加在运放反相端，所以ui为负时，uo必为正，且等于高电平UoH=+(UVZ1+UVD2)。此时，同相端电压(U+)为参考电平Ur1:(7–59)(7–60)第33页,共59页，星期六，2024年，5月当ui由负逐渐向正变化，且ui=Uf=Ur1时，输出将由高电平转换为低电平。我们称uo从高到低所对应的ui转换电平为上门限电压，记为UTH。可见(7–61)而后，ui再增大，uo将维持在低电平。此时，比较器的参考电压Ur将发生变化，即(7–62)第34页,共59页，星期六，2024年，5月当ui由正变负的比较电平将是Ur2(负值)，故只有当ui变得比Ur2更负时，uo才又从低变高。所以，称Ur2为下门限电压，记为UTL。(7–63)第35页,共59页，星期六，2024年，5月综上所述，迟滞比较器的传输特性如图7–52(b)所示。由于它像磁性材料的磁滞回线，所以称之为迟滞比较器或滞回比较器。迟滞比较器的上、下门限之差称之为回差，用ΔU表示：(7–64)第36页,共59页，星期六，2024年，5月如图7–53所示。由于使电路输出状态跳变的输入电压不发生在同一电平上，若ui上叠加有干扰信号时，只要该干扰信号的幅度不大于回差ΔU，则该干扰的存在就不会导致比较器输出状态的错误跳变。应该指出，回差ΔU的存在使比较器的鉴别灵敏度降低了。输入电压ui的峰峰值必须大于回差，否则，输出电平不可能转换。第37页,共59页，星期六，2024年，5月图7–53迟滞比较器输出波形第38页,共59页，星期六，2024年，5月2)同相输入迟滞比较器电路如图7–54(a)所示，信号与反馈都加到运放同相端，而反相端接地(U-=0)。只有当同相端电压U+=U-=0时，输出状态才发生跳变。而同相端电压等于正反馈电压与ui在此端分压的叠加。据此，可得该电路的上门限电压和下门限电压分别为?(7–65a)(7–65b)第39页,共59页，星期六，2024年，5月其传输特性如图7–54(b)所示，读者可自行分析。迟滞比较器又名施密特触发器或双稳态电路，它有两个状态，且具有记忆功能。第40页,共59页，星期六，2024年，5月图7–54同相输入迟滞比较器及其传输特性(a)电路；(b)传输特性第41页,共59页，星期六，2024年，5月7–4–2弛张振荡器弛张振荡器即方波–三角波产生器。对于方波信号发生器，其状态有时维持不变，而有时则发生突跳。为区别于正弦振荡器，人们将这种有张有弛的信号发生器称之为弛张振荡器。弛张振荡器必须是一个正反馈电路，它由两部分组成：一部分是状态记忆电路;另一部分是定时电路，即控制状态转换时间的电路。如图7–55所示，一般用迟滞比较器作为状态记忆电路，而用积分器作为定时电路。第42页,共59页，星期六，2024年，5月图7–55弛张振荡器框图第43页,共59页，星期六，2024年，5月一、单运放弛张振荡器单运放将状态记忆电路和定时电路集中在一起，如图7–56(a)所示，其中带正反馈的运放构成迟滞比较器，RC构成积分器即定时电路。其波形如图7–56(b)所示。第44页,共59页，星期六，2024年，5月图7–56单运放弛张振荡器电路及波形第45页,共59页，星期六，2024年，5月假定输出为高电平(UoH=UVZ+UVD)，且电容初始电压uC(0)=0，那么电容被充电，uC(t)以指数规律上升，并趋向UoH。此时，运放同相端电压U+为(7–66)该电压为比较器的参考电平。当uC上升到该电平值时，即U-=U+，则输出状态要发生翻转，即由高电平跳变到低电平UoL。我们将此时的U+记为高门限电压UTH：(7–67)第46页,共59页，星期六，2024年，5月一旦Uo变为低电平，电容开始放电，后又反充电，uC以指数规律下降，并趋向UoL。但是，因为此时的U+变为另一个参考电平(下门限电压)?当uC下降到UTL时，输出又从低电平跳变到高电