08092第9章

马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology模拟电子技术基础FundamentalsofAnalogElectronicTechnology中国矿业大学马草原马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology9.1滤波电路的基本概念和分类9.2一阶有源滤波电路9.3高阶有源滤波电路9.4开关电容滤波电路9.5正弦波振荡电路的振荡条件第九章信号处理与信号产生电路9.6RC正弦波振荡电路9.7LC正弦波振荡电路9.8非正弦信号产生电路马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology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。1.基本组成部分（1）开关电路：因为输出只有高电平和低电平两种情况，即两个暂态；故采用电压比较器。（2）反馈网络：因需自控，在输出为某一暂态时孕育翻转成另一暂态的条件，故应引入反馈。（3）延迟环节：要使两个暂态均维持一定的时间，故采用RC环节实现，从而决定振荡频率。9.8.4方波发生电路马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology2.电路组成Z211TURRRU正向充电：uO（+UZ）→R→C→地反向充电：地→C→R→uO（－UZ）RC回路滞回比较器9.8.4方波发生电路马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology3.工作原理：分析方法方法一：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。方法二：电路合闸通电，分析电路是否有两个暂态，而无稳态。设合闸通电时电容上电压为0，uO上升，则产生正反馈过程：uO↑→uP↑→uO↑↑，直至uO＝UZ，uP＝+UT，为第一暂态。9.8.4方波发生电路马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology3.工作原理：电容正向充电，t↑→uN↑，t→∞，uN→UZ；但当uN＝+UT时，再增大，uO从+UZ跃变为－UZ，uP＝－UT，电路进入第二暂态。电容反向充电，t↑→uN↓，t→∞，uN→－UZ；但当uN＝－UT时，再减小，uO从－UZ跃变为+UZ，uP＝+UT，电路返回第一暂态。第一暂态：uO＝UZ，uP＝+UT。9.8.4方波发生电路马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology求出、终了值、时间常数，根据三要素，即起始值)21ln(2213RRCRT%50kTTq占空比脉冲宽度4.波形分析9.8.4方波发生电路马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology方波电路+占空比可调电路正向充电和反向充电时间常数可调，占空比就可调。9.8.5矩形波发生电路马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology1.电路组成用积分运算电路可将方波变为三角波。两个RC环节实际电路将两个RC环节合二为一为什么采用同相输入的滞回比较器？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9.8.6三角波发生电路马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology2.工作原理滞回比较器积分运算电路求滞回比较器的电压传输特性：三要素UOH=－UOL=UZ，uI作用于集成运放的同相输入端，求UT：)()(11O12O13OtuttuCRu代入，求出，将令ZO1N1P1O212O1211P10UuuuuRRRuRRRuZ21TURRU9.8.6三角波发生电路马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology)()(11O12O13OtuttuCRu合闸通电，通常C上电压为0。设uO1↑→uP1↑→uO1↑↑，直至uO1＝UZ（第一暂态）；积分电路反向积分，t↑→uO↓，一旦uO过－UT，uO1从＋UZ跃变为－UZ（第二暂态）。积分电路正向积分，t↑→uO↑，一旦uO过＋UT，uO1从－UZ跃变为＋UZ，返回第一暂态。重复上述过程，产生周期性的变化，即振荡。O212O1211P1uRRRuRRRu电路状态翻转时，uP1=?三角波发生电路的振荡原理9.8.6三角波发生电路马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology3.波形分析)(21TZ3TUTUCRU2314RCRRT如何调整三角波的幅值和频率？怎样修改可获得锯齿波？“理性地调试”：哪些参数与幅值有关？哪些参数与频率有关？先调哪个参数？T/29.8.6三角波发生电路马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology三角波电路+占空比可调1.R3应大些？小些？2.RW的滑动端在最上端和最下端时的波形？≈T3.R3短路时的波形？若由输入电压确定，则将电压转换为频率9.8.7锯齿波发生电路马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology（u－f转换电路）15RRZI213121UuCRRRTf若uI＞0，则如何改动？单位时间内脉冲个数表示电压的数值，故实现A/D转换9.8.8压控振荡器马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology讨论一500Ou(b)iA1C0.02FuO1R1R2(a)UZ10kR3R5R4uO2A2DZD1D2已知uO1和uO2的峰-峰值均为10V，二极管为理想二极管。1.求出稳压管的稳压值UZ和R4的阻值；2.定性画出uO1、uO2的波形图；3.求解q的表达式。马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology清华大学华成英[e-mail]1.晶体管什么情况下导通？什么情况下截止？2.晶体管饱和导通和截止uO1和uI的运算关系？3.uI的极性？4.uO1、uO2的波形？5.uI与振荡频率的关系？讨论二：已知三极管饱和压降为0。A1A2TR1R2R2R2R2R1R3CR1=2R2uIuO1uO2R4马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology9.9波形变换电路一、利用基本电路实现波形变换二、三角波变锯齿波电路三、三角波变正弦波电路四、精密整流电路马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology一、利用基本电路实现波形变换正弦波变方波、变矩形波、变二倍频，方波变三角波，三角波变方波，固定频率的三角波变正弦波如何得到？利用电子开关改变比例系数二.三角波变锯齿波：二倍频马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology三角波用傅立叶级数展开，除基波外，还含有3次、5次……谐波。三、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。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。马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology为什么一般的整流电路不能作为精密的信号处理电路？四、精密整流电路若uImaxUon，则在uI的整个周期中uO始终为零；若uImaxUon，则uO仅在大于Uon近似为uI，失真。精密整流电路是信号处理电路，不是电源中AC-DC的能量转换电路；实现微小信号的整流。马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology设R＝Rf。导通，截止，，时，IO21'OIDD00uuuu。导通，截止，，时，0DD00O12'OIuuu对于将二极管和晶体管作电子开关的集成运放应用电路，在分析电路时，首先应判断管子相当于开关闭合还是断开，它们的状态往往决定于输入信号或输出信号的极性。精密整流电路的组成半波整流，若加uI的负半周，则实现全波整流0Iu0Iu为什么是精密整流？马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology全波精密整流电路)0(0)0(2IO1IIO1uuuuuIO1Ouuu。时，IOI0uuu。时，IOI0uuuIOuu绝对值运算电路马草原[e-mail],CaoyuanofChinaUniversityofMiningandTechnology讨论：设计实现将峰值为1V、频率为100Hz的正弦波输入电压变换为峰值为5V、频率为200Hz锯齿波电压的电路。