清华模电课件第25讲非正弦波发生电路.ppt

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1、第八章第八章 信号发生电路信号发生电路一、常见的非正弦波一、常见的非正弦波二、矩形波发生电路二、矩形波发生电路三、三角波发生电路三、三角波发生电路四、锯齿波发生电路四、锯齿波发生电路五、波形变换电路五、波形变换电路一、常见的非正弦波一、常见的非正弦波矩形波矩形波三角波三角波锯齿波锯齿波尖顶波尖顶波阶梯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。矩形波是基础波形，可通过波形变换得到其它波形。二、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。为第一暂态，则输出为低电平为第二暂态。1.基本组成部

2、分基本组成部分 （1）开关电路：输出只有高电平和低电平两种）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。情况，称为两种状态；因而采用电压比较器。（2）反馈网络：自控，在输出为某一状态时孕）反馈网络：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。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）延迟环节：使得两个状态均维持一定的时间，决定振荡频率。间，决定振荡频率。利用利用RC电路实现。电路实现。2.电路组成电路组成正向充电：正向充电：uO（+UZ）RC地地反向充电：反向充电：地地C R uO（UZ）RC 回路回路滞回

3、比较器滞回比较器3.工作原理：分析方法工作原理：分析方法方法一：方法一：方法一：方法一：设电路已振荡，且在某一暂态，看是否能自动翻设电路已振荡，且在某一暂态，看是否能自动翻转为另一暂态，并能再回到原暂态。转为另一暂态，并能再回到原暂态。方法二：方法二：方法二：方法二：电路合闸通电，分析电路是否有两个暂态，而无电路合闸通电，分析电路是否有两个暂态，而无稳态。稳态。设合闸通电时电容上电压为设合闸通电时电容上电压为0，uO上升，则产生正反馈过程：上升，则产生正反馈过程：uO uN uO，直至直至 uOUZ，uP+UT，第一暂态。第一暂态。3.工作原理：分析工作原理：分析 电容正向充电，电容正向充电，

4、t uN，t，uN UZ；但当但当uN+UT时，再时，再增大，增大，uO从从+UZ跃变为跃变为-UZ，uPUT，电路进入第二暂态。电路进入第二暂态。电容反向充电，电容反向充电，t uN，t，uN-UZ；但当但当uN UT时，再减小，时，再减小，uO从从-UZ跃变为跃变为+UZ，uP+UT，电路返回电路返回第一暂态。第一暂态。第一暂态：第一暂态：uOUZ，uP+UT。脉冲宽度脉冲宽度4.波形分析波形分析 正向充电和反向充电时间常数可正向充电和反向充电时间常数可调，占空比就可调。调，占空比就可调。5.占空比可调电路占空比可调电路为了占空比调节范围大，为了占空比调节范围大，R3应如何取值？应如何取值

5、？三、三角波发生电路 1.电路组成电路组成 用积分运算电路可将方波变为三角波。用积分运算电路可将方波变为三角波。两个两个RC环节环节实际电路将两个实际电路将两个RC 环节合二为一环节合二为一为什么采用同相输为什么采用同相输入的滞回比较器？入的滞回比较器？uO要取代要取代uC，必须改变输入端。，必须改变输入端。集成运放应用电路的分析方法：集成运放应用电路的分析方法：化整为零（分块），分析功能（每块），统观整体，性能估算化整为零（分块），分析功能（每块），统观整体，性能估算2.工作原理工作原理滞回比较器滞回比较器积分运算电路积分运算电路求滞回比较器的电压传输特性：三要素求滞回比较器的电压传输特性：

6、三要素 UOH、UOL，UT，uI过过UT时曲线的跃变方向。时曲线的跃变方向。合闸通电，通常合闸通电，通常C 上电压为上电压为0。设。设uO1 uP1 uO1，直至，直至uO1 UZ（第一暂态）；积分电路反向积分，（第一暂态）；积分电路反向积分，t uO，一旦，一旦uO过过 UT，uO1从从 UZ跃变为跃变为 UZ（第二暂态）（第二暂态）。积分电路正向积分，积分电路正向积分，t uO，一旦一旦uO过过 UT，uO1从从 UZ跃变为跃变为 UZ，返回第一暂态。重复上述过程，产生周期性的，返回第一暂态。重复上述过程，产生周期性的变化，即振荡。变化，即振荡。电路状态翻转时，电路状态翻转时，uP1=?

7、三角波发生电路的振荡原理三角波发生电路的振荡原理3.波形分析波形分析 如何调整三角波的幅值和频率？如何调整三角波的幅值和频率？为什么为三角波？怎样获得锯齿波？为什么为三角波？怎样获得锯齿波？“理性地调试理性地调试”：哪：哪些参数与幅值有关？哪些参数与幅值有关？哪些参数与频率有关？先些参数与频率有关？先调哪个参数？调哪个参数？四、锯齿波发生电路四、锯齿波发生电路1.R3应大些？小些？应大些？小些？2.RW的滑动端在最上的滑动端在最上端和最下端时的波形？端和最下端时的波形？T3.R3短路时的波形？短路时的波形？五、波形变换电路五、波形变换电路1.利用基本电路实现波形变换利用基本电路实现波形变换 正

8、弦波变方波、变矩形波，方波变三角波，正弦波变方波、变矩形波，方波变三角波，三角波变方波，固定频率的三角波变正弦波三角波变方波，固定频率的三角波变正弦波如何得到？如何得到？利用利用电子电子开关开关改变改变比例比例系数系数2.三角波变锯齿波：二倍频三角波变锯齿波：二倍频3.三角波变正弦波三角波变正弦波若输入信号的频率变化不大，则可用滤波法实现。若输入信号的频率变化不大，则可用滤波法实现。范围是什么范围是什么？若输入信号的频率变化较大，则可用折线法实现若输入信号的频率变化较大，则可用折线法实现。三角波用傅立叶级数展开，除基波外，还含有三角波用傅立叶级数展开，除基波外，还含有3 3次、次、5 5次次谐波。谐波。讨论一已知已知uO1和和uO2的峰的峰-峰值均为峰值均为12V，二极管为理想二极管。，二极管为理想二极管。1.求出稳压管的稳压值求出稳压管的稳压值UZ和和R4的阻值；的阻值；2.定性画出定性画出uO1、uO2的波形图；的波形图；3.求解求解的表达式。的表达式。