9.4 非正弦波振荡电路
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非正弦波信号产生电路非正弦波信号产生电路 一、单门限电压比较器 1.电路组成 电压比较器是用来比较两个输入电压的大小,据此决定其输出是高电平还是低电平。
以图1所示的同相电压比较器电路为例,参考电压VREF加于运放的反相端,VREF可以是正值或负值。
而输入信号vI加于运放的同相端。
2、工作原理 3、传输特性 以图1所示的同相电压比较器电路为例分析可知,比较器输出vo的临界转换条件是集成运放的差动输入电压,即。
由此可求出图1a电路的电压传输特性,如图1b所示。
当vI由低变高经过VREF时,vo由VOL变为VOH;反之,当vI由高变低经过VREF时,vo由VOH变为VOL。
我们把比较器输出电压vo从一个电平跳变到另一个电平时相应的输入电压vI值称为门限电压或阈值电压Vth,对于图1a所示电路,。
由于vI从同相输入且只有一个门限电压,故称为同相输入单门限电压比较器。
反之当vI从反相端输入,VREF改接到同相端,则称为反相输入单门限电压比较器。
其相应传输特性如图1b中的虚线所示。
4.过零比较器和限幅措施 对于图1a所示电路,当,则输出电压每次过零时,输出电压就产生跳变。
这种比较器称为过零比较器。
如果希望减小比较器的输出电压幅值,可外加双向稳压管Dz,如图2所示。
这时,输出电压的幅值受Dz的稳压值VZ限制,电路的正向输出幅度与负向输出幅度基本相等。
或。
电阻R起限流作用,保护稳压管。
二、迟滞比较器 单门限电压比较器虽然有电路简单、灵敏度高等特点,但其抗干扰能力差。
例如,在单门限电压比较器输入vI中含有噪声或干扰电压时,其输入和输出电压波形如图1所示,由于在vI=Vth=VREF附近出现干扰,vO将时而为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,这种情况是不允许的。
提高抗干扰能力的一种方案是采用迟滞比较器。
1.电路组成 迟滞比较器是一个具有迟滞回环特性的比较器。
非正弦波产生电路(矩形波产生电路-三角波
产生电路)
在学习之前我们先来学习一下有关非正弦波形的一些知识。
矩形波、锯齿波、三角波等非正弦波,实质是脉冲波形。
我们一般用惰性元件电容C和电感L的充放电来实现。
一:非正弦波产生电路它是由积分电路和滞回比较器电路组成的。
积分电路的作用是产生暂态过程。
滞回比较器起开关作用。
即:通过开关的不断的闭合,来破坏稳态,产生暂态过程。
(1)矩形波产生电路
用滞回比较器作开关,RC组成积分电路,即可组成矩形波产生电路。
电路图如(1)所示:
工作原理:
电路是通过电阻Ro和稳压管对输出限幅,如它们的稳压值相等,则电路输出电压正、负幅度对称。
在利用数据比较器和积分电路的特性即可得到矩形波。
振荡周期计算:
它等于正半周期和服半周期的和。
我们可通过电容充放电的三要素和转换值求得。
其中:;;;
因此振荡周期:
从中我们可以看到:改变R、C或R2、R3均可改变电路的振荡周期。
我们以上所述的是建立在的基础上。
若,则产生的矩形波。
(2)三角波产生电路
用集成运放的积分电路代替矩形波产生电路的RC电路,(略加改进)即可形成。
它的电路图如图(2)所示:
它的前级集成运放组成滞回比较电路,后级组成积分电路。
它可同时产生方波(前级集成运放产生)和三角波(后级集成运放产生)。
三角波的电容充放电时间相等,若电容的充放电时间不等而且相差很大,便产生锯齿波。
第9章非正弦周期电流电路电子技术中广泛使用着非正弦周期信号,例如脉冲信号发生器、锯齿波发生器等。
本章首先介绍了非正弦周期量产生的原因,其次讲述了非正弦周期信号的分解与合成,在此基础上对非正弦周期信号进行了谐波分析;介绍了非正弦周期信号的频谱表示法及频谱的特点;最后对非正弦周期信号作用下线性电路的分析计算进行了研究。
本章的学习重点:●非正弦周期信号的谐波分析法;●非正弦周期信号的频谱分析法;●非正弦周期信号作用下线性电路的分析与计算。
9.1 非正弦周期信号1、学习指导(1)非正弦周期信号的产生当电路中激励是非正弦周期信号时,电路中的响应也是非正弦的;当不同波形的周期信号加到电路中,在电路中产生的电压和电流当然也是非正弦波;若一个电路中同时有几个不同频率的正弦激励共同作用,电路中的响应一般也是非正弦量;电路中含有非线性元件时,即使激励是正弦量,电路中的响应也可能是非正弦周期函数。
非正弦周期信号的波形变化具有周期性,这是它们的共同特点。
(2)非正弦周期信号的合成与分解电子技术工程中大量使用着非正弦周期信号,当几个不同频率的正弦波合成时,其合成的结果是一个非正弦波,受此分析结果的启发,设想一个非正弦周期信号也一定可以分解为一系列的振幅不同、频率成整数倍的正弦波,由此引入了利用傅里叶级数表示非正弦周期信号的分析方法。
2、学习检验结果解析(1)电路中产生非正弦周期波的原因是什么?试举例说明。
解析:电路中产生非正弦周期波的原因一般有以下几个方面:①当电路中激励是非正弦周期信号时,电路中的响应当然也是非正弦的。
例如实验设备中的函数信号发生器,其中的方波和等腰三角波,它们在电路中产生的电压和电流不再是正弦的;123②同一电路中同时作用几个不同频率的正弦激励时,电路中的响应一般不再是正弦的。
例如晶体管放大电路,它工作时既有为静态工作点提供能量的直流电源,又有需要传输和放大的正弦输入信号,在它们的共同作用下,放大电路中的电压和电流既不是直流,也不是正弦交流,而是二者相叠加以后的非正弦波;③当电路中含有非线性元件时,即使激励是正弦量,电路中的响应也可能是非正弦周期函数。