清华模电课件第25讲非正弦波发生电路.ppt

第八章 信号发生电路,一、常见的非正弦波,二、矩形波发生电路,三、三角波发生电路,四、锯齿波发生电路,五、波形变换电路,一、常见的非正弦波,矩形波,三角波,锯齿波,尖顶波,阶梯波,矩形波是基础波形，可通过波形变换得到其它波形。,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：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。（2）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。（3）延迟环节：使得两个状态均维持一定的时间，决定振荡频率。利用RC电路实现。,2.电路组成,正向充电：uO（+UZ）RC地,反向充电：地C R uO（UZ）,RC 回路,滞回比较器,3.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 uN uO，直至 uOUZ，uP+UT，第一暂态。,3.工作原理：分析,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，uPUT，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：uOUZ，uP+UT。,脉冲宽度,4.波形分析,正向充电和反向充电时间常数可调，占空比就可调。,5.占空比可调电路,为了占空比调节范围大，R3应如何取值？,三、三角波发生电路,1.电路组成 用积分运算电路可将方波变为三角波。,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？,uO要取代uC，必须改变输入端。,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,2.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，UT，uI过UT时曲线的跃变方向。,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。,电路状态翻转时，uP1=?,三角波发生电路的振荡原理,3.波形分析,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？,“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？,四、锯齿波发生电路,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？,T,3.R3短路时的波形？,五、波形变换电路,1.利用基本电路实现波形变换 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,如何得到？,利用电子开关改变比例系数,2.三角波变锯齿波：二倍频,3.三角波变正弦波,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。,三角波用傅立叶级数展开，除基波外，还含有3次、5次谐波。,讨论一,已知uO1和uO2的峰-峰值均为12V，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.求解的表达式。,