波形的发生和信号的转换

LM339介绍
8.3 非正弦波振荡电路
矩形波
三角波
锯齿波
尖顶波
阶梯波
非正弦波主要是指三角波和矩形波
8.3.1 矩形波发生电路
电路是一个滞回比较器。
UT R1R 1R2UZ UTR1R 1R2UZ
给电路增加一个RC定时电路。
uC
电路分析：
设：初始时，uC＝0，uO＝UZ 。
1. R3对C充电。
uO
波形的发生和信号的变换
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8.1 正弦波振荡电路
一. 概 述
正弦振荡器：不需要任何输入信号，能产生稳定输出、 有一定幅度和频率正弦波的电路。
方法1.热敏电阻(负温度系数〕替换Rf 方法2. Au1Rf rd
热敏电阻(正温度系数〕替换R1
R1
频率可调振荡电路：
R2
K：双联波段开关，
切换R，用于粗调 振荡频率。
R1
R3
Rf
振荡频率：
f0
1
2 RC
R2
R1
K
K
R C
R3 C
_
uo
+
+
R1
C：双联可调电容，改变C， 用于细调振荡频率。
1
电子琴的振荡电路：
〔此时虚短成立！〕
电压传输特性
单限比较器的作用：检测输入的模拟信号是否到达 某一给定电平。 缺点：抗干扰能力差。
解决方法： 采用具有滞回传输特性的比 较器。

uo
u2= u6 =2VCC /3 、uo由1翻
转为 0 。同时555内的晶体
管 T 导通,电容 C 经 R2 、
0
t
T放电, 一直至VCC /3 ，使 得uo 回到 1 , 进入循环 ...
6.3.1 555定时器的工作原理 555定时器的内部电路包括以下几部
分 : 一个由三个相等电阻组成的分压器; 两个电压比较器: A1、A2 ;一个 RS 触发 器; 一个反相器和一个晶体管T等。具体 的 结构见后图。
555电路结构图
TH
6
CO
＞2VCC/3
5
TR
2
＞VCC/3D
VCC
8
R
-
+
R
A1
uo 立即由＋UZ 变成－UZ
2. 当uo = -UZ 时， u+=UL
– uc + R
C
－ +
+
R1
R2
此时，C 经输出端放电。
uc
UH
uo
t
UZ UL
uc降到UL时，uo上翻。
当uo 重新回到＋UZ 以后，电路又进入另一个 周期性的变化。
uc
– uc + R
UH
C
－
+
+
R1
uo 0
UL
UZ uo
uo
输入到此比较器的 反相输入端。
UZ
上下门限电2压：
UH
R1
R1 R2
UZ
UL
R1
R1 R2
UZ
二、工作原理
uc
– uc + R
U+H
C

8.2.4 窗口比较器
图8.2.13
8.2.5 集成电压比较器 一、集成电压比较器的特点和分类
1、特点 响应速度快，传输延迟时间短，一般不需要外 加限幅电路就可直接驱动TTL、CMOS和ECL等数 字电路；有些芯片带负载能力强，可直接驱动继电 器和指示灯。 2、分类 单、双和四电压比较器； 通用、高速、低功耗、低电压和高精度型电压 比较器； 普通输出、集电极（漏极）开路输出或互补输 出型。 此外，还有的集成电压比较器带有选通端。
例8.2.2 在图6.2.9电路 中， R1=50KΩ, R2=100KΩ, ±UZ=±9V， 已知uI波形，试画出 uO的波形。
图8.2.11
例8.2.3 设计一个电压比较器，使其具有如图8.2.12（a） 所示的电压传输特性。要求电阻在20～100KΩ 之间。
图8.2.12
解：
若R1取为25KΩ，则R2应取为50 KΩ ；或各取为 50 KΩ和100 KΩ 。
由于C<<C0，所以fp≈fs。
二、石英晶体正弦波振荡电路 1、并联型石英晶体正弦波振荡电路 电路如图8.1.29所示，石英晶体等效为电感，和 C1、C2组成电容反馈式正弦波振荡电路。振荡频率 为 f p。 2、串联型石英晶体正弦波振荡电路 电路如图8.1.30所示，石英晶体等效为电阻，振荡 频率为fs。
，即
，φF=0o。
二、桥式正弦波振荡电路 f=f0时， ，所以 图8.1.6 在图8.1.7中
采用非线性环节， 例如热敏电阻以稳定 输出电压。
图8.1.7
三、振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路
图8.1.9
8.1.3 LC正弦波振荡电路 一、 LC谐振回路的频率特性
图8.1.10
谐振频率

2. 基本组成部分
1) 放大电路：放大作用 放大电路： 2) 正反馈网络：满足相位条件 正反馈网络： 3) 选频网络：确定 0，保证电路产生正弦波振荡 选频网络：确定f 4) 非线性环节（稳幅环节）：稳幅 非线性环节（稳幅环节）： ）：稳幅
}
常合二为一
3、分析方法
1) 是否存在主要组成部分； 是否存在主要组成部分； 2) 放大电路能否正常工作，即是否有合适的 点，信号是 放大电路能否正常工作，即是否有合适的Q点 否可能正常传递，没有被短路或断路； 否可能正常传递，没有被短路或断路； 3) 是否满足相位条件，即是否存在 f0，是否可能振荡 ； 是否满足相位条件， 4) 是否满足幅值条件，即是否一定振荡。 是否满足幅值条件，即是否一定振荡。
−
必要吗？ 必要吗？ 反馈电压取自哪个线圈？ 反馈电压取自哪个线圈？ 反馈电压的极性？ 反馈电压的极性？
电感的三个抽头分别接晶 体管的三个极， 体管的三个极，故称之为电 感三点式电路。 感三点式电路。
3. 电感反馈式电路
特点：耦合紧密，易振， 特点：耦合紧密，易振，振 幅大， 幅大，C 用可调电容可获得 较宽范围的振荡频率。 较宽范围的振荡频率。波形 较差，常含有高次谐波。 较差，常含有高次谐波。
2. 电路组成
+UZ −UZ
滞回比较器 RC 回路
R1 ±UT = ± ⋅U Z R1 + R2
正向充电： 正向充电： uO（+UZ）→R→C→地 地 反向充电： 反向充电： （－U 地→C→ R → uO（－ Z）
3. 工作原理：分析方法 工作原理：
方法一： 设电路已振荡，且在某一暂态， 方法一： 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： 电路合闸通电，分析电路是否有两个暂态， 方法二： 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0， 设合闸通电时电容上电压为 ， 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 uO＝ UZ， uP＝+UT，第一暂态。 第一暂态。