模擬電子電路課件第12章

第十二章

波形產生電路及其應用介紹常見的電子系統中標準的波形信號：正弦波、三角波、方波和脈沖波

脈沖波：數字系統中作為時鐘信號實現同步。正弦波：通信系統中作為載波信號，承載信息。方波：測試和測量系統中，作為測試信號。①、正弦波的產生1、由放大器和LC或RC選頻網絡組成的正反饋環實現。

——線性振蕩器輸出幅度受限制，且可以設置。2、對三角波進行整形。介紹②、方波、三角波和脈沖波的產生電路

——非線性振蕩器（電路模塊：多諧振蕩器）多諧振蕩器分三種：

1、雙穩態多諧振蕩器

2、非穩態多諧振蕩器

3、單穩態多諧振蕩器第十二章波形產生電路及其應用12.1正弦波振蕩器12.2非正弦波振蕩器12.3集成函數信號發生器12.1正弦波振蕩器12.1.1電路組成（1）基本放大器

——對輸入信號予以放大，實現能量的轉換（2）正反饋網絡

——保證輸入信號和反饋信號同相位（3）選頻網絡

——使振蕩器產生單一頻率的輸出（4）穩幅環節

——使輸出信號幅值保持不變12.1正弦波振蕩器12.1.2正弦波振蕩器的振蕩條件當輸入信號時，凈輸入信號等于反饋信號。若電路接通瞬間存在電擾動

正弦波維持等幅振蕩的條件為：12.1正弦波振蕩器12.1.2正弦波振蕩器的振蕩條件寫成模和相位的形式：

（n為0,

1,

2…）

正弦波振蕩電路的起振條件為：：

相位平衡條件：

振幅平衡條件：

12.1正弦波振蕩器12.1.3文氏電橋振蕩器環路增益的頻率特性：：

當時：環路增益最大。為實數，且由振幅平衡條件可得，

元件參數需滿足條件

為保證振蕩器能夠起振，

應使R2/R1的取值略大于2。

電路的振蕩頻率：12.1.4帶穩幅環節的文氏電橋振蕩器剛起振時，vo較小，二極管VD1和VD2近似開路，反饋網絡并聯電阻較大，即運放增益較大，易于起振。隨著vo增大，二極管VD1或VD2導通，反饋網絡并聯電阻減小，即運放增益減小，在運放未進入非線性工作區域前，達到振幅平衡條件。12.1.5RC移相式振蕩器12.1.6LC振蕩器（1）考比茲振蕩器（2）哈特雷振蕩器1、三點式LC振蕩器12.1.6LC振蕩器2、變壓器反饋式LC振蕩器12.1.7石英晶體振蕩器

石英晶體的結構和電路符號石英晶體的等效電路模型串聯諧振時的諧振頻率：并聯諧振時的諧振頻率：石英晶體振蕩電路12.2非正弦波振蕩器

非正弦波振蕩器亦稱為多諧振蕩器，包括雙穩態多諧振蕩器、單穩態多諧振蕩器和非穩態多諧振蕩器3種。本節重點介紹雙穩態多諧振蕩器。何謂雙穩態電路有兩個穩定狀態并且可以穩定在任何一個狀態只有當觸發到來時，會從一個狀態進入另一個狀態。12.2非正弦波振蕩器

沒有外加激勵，假設噪聲增量信號出現在V+上，A很大，產生Vo（較大），Vo經分壓后反饋，使V+↑。該過程持續到輸出電壓到達L+（正飽和電平），電路處于穩態。反之若增量信號為負，輸出電壓達到L-（負飽和電平），電路處于另一個穩態。12.2.1集成電壓比較器1．單門限電壓比較器

單門限電壓比較器

單門限比較器的傳輸特性

1．單門限電壓比較器

單門限電壓比較器的波形變換作用12.2.1集成電壓比較器2．遲滯比較器（1）具有同相傳輸特性的遲滯比較器v-=vREF

v+=v-

同相傳輸特性曲線（2）具有反相傳輸特性的遲滯比較器反相傳輸特性曲線單門限電壓比較器和遲滯比較器對干擾信號的響應3．窗口比較器（1）當vI（1）VI>=VTH時，VD1截止，VD2導通。此時，v+=vI，v-=vTH，且v-<v+，故輸出電壓為高電平，vO=L+。（3）當VTL<vI<VTH時，VD1、VD2均導通。此時，v+=vI-VD(on)，v-=vI+VD(on)，且v->v+，故輸出電壓為低電平，vO=L-。(2)VI<=VTL

時，VD1導通，VD2截止。此時v+=VTL，v-=VI，且v-<v+，故輸出電壓為高電平，vo=L+。窗口比較器的傳輸特性曲線

由兩個集成運放構成的窗口比較器

由兩個集成運放構成的窗口比較器的傳輸特性曲線4．電壓比較器的可靠性分析（1）采用遲滯比較器（2）電源去耦（3）比較器的響應速度應與負載的響應速度匹配（4）避免自激現象的產生12.2.2矩形波振蕩器

12.2.2矩形波振蕩器

方波產生電路的電壓波形12.2