非正弦波信号发生器

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1、上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础8.2 非正弦波信号发生器非正弦波信号发生器主要组成部分主要组成部分(1)具有开关特性的器件（如具有开关特性的器件（如电压比较器、电压比较器、BJT等）等）(2)反馈网络反馈网络主要作用主要作用 产生高、低电平。产生高、低电平。主要作用主要作用 将输出电压适当地反馈给开关器件将输出电压适当地反馈给开关器件 使之改变输出状态。使之改变输出状态。(3)延时环节延时环节主要作用主要作用 实现延时，以获得所需要的振荡频率。实现延时，以获得所需要的振荡频率。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础主要特点主要特点振荡条件比较简单，只

2、要反馈信号能使振荡条件比较简单，只要反馈信号能使比较电路状态发生变化，即能产生周期比较电路状态发生变化，即能产生周期性的振荡。性的振荡。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础8.2.1 方波发生器方波发生器 1.电路组成电路组成RAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础延迟延迟环节环节迟滞比迟滞比较器较器RAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础2 工作原理工作原理设设t=0时时uC(0)=0 uO=+UZ则则=+FUZO211RuRRRu )(211RRR

3、F )(Z211URRR RAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础uC按指数规律上升按指数规律上升a.当当t0时时电容电容C充电充电uOuCOtuO,uC UZ-UZ-FUZ FUZiCuO、uC波波形图形图 uO=+UZRAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础b.当当uCFUZ 时时uOuCuR=FUZ uO=UZ-FUZ FUZOtuO,uC UZ-UZuO、uC波波形图形图iCRAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟

4、电子技术基础c.当当uO=UZ时时uR=FUZuOuCOtuO,uC UZ-UZ-FUZ FUZuO、uC波波形图形图uC按指数规律下降按指数规律下降电容电容C放电放电iCRAuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础d.当当uC R-，输出，输出波形的占空比是大于波形的占空比是大于还是小于还是小于50%？答答 如果电阻如果电阻R+R-，那么，那么，电容电容C的充电时间将大于的充电时间将大于放电时间，输出波放电时间，输出波形 的 占 空 比 大 于形 的 占 空 比 大 于50%。AuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+R+RD1D2

5、上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础8.2.2 三角波和锯齿波发生器三角波和锯齿波发生器1电路组成电路组成迟滞比较器迟滞比较器积分器积分器uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础O212O1211BuRRRuRRRu 图中图中ZO1Uu 2工作原理工作原理 O212Z211)(uRRRURRR uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(1)当当 时时ZO1Uu tuRCutttd11OO -tRCU-Z输出电压输出电压电容电容 C充电充电uO随时间线性下降随时

6、间线性下降设设uC(0)=0波形图波形图tuO,uO1OuOuO1UZuO1RCA1A2R1R2R3uODZB+uC+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础ZO1Uu-(2)当当 时时0B u令令0O212Z211B uRRRURRRuZ21OURRu-tuO,uO1OuOuO1UZUZ21Z/RRU-uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+uC+得得uO1翻转时的输出电压翻转时的输出电压波形图波形图上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(3)当当 uB0时时tuO,uO1OuOuO1UZUZ21Z/RRU-21Z/RRU波形图波形图得得uO1翻转时的输出

7、电压翻转时的输出电压uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+uC+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础21Z/RRU-tuO,uO1OuOuO1UZUZ21Z/RRU波形图波形图uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+uC+uO1 方波方波uO 三角波三角波输出波形输出波形上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(1)输出电压幅值输出电压幅值Z21omURRU 3.主要参数计算主要参数计算(a)三角波幅值三角波幅值(b)方波幅值方波幅值ZomUU tuO,uO1OuOuO1UZUZ21Z/RRU-21Z/RRU上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟

8、电子技术基础(2)振荡频率振荡频率三角波从零上升到三角波从零上升到Uom的时间是的时间是T/4由图可知由图可知uO1t+UZOuOO+UomtUomUZ4T-40O1omd1TtRuCU由于由于RCTU4Z -40Zd)(1TtRUC上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础故电路的振荡周期故电路的振荡周期Zom4UURCT 214RRCR 振荡频率振荡频率RCRRTf12041 上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础R+RD1D2(a)(b)答答 输出波形上升和下降的斜率不等。输出波形上升和下降的斜率不等。uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+uC+例例3

9、 如果用图如果用图(a)示电路替代图示电路替代图(b)示电路的电阻示电路的电阻R，那，那么输出电压么输出电压uO的波形如何变化？的波形如何变化？上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础tOuO替代替代RR+RD1D2例例4 在上图示电路中，如果电阻在上图示电路中，如果电阻R+R-，画出输出，画出输出电压的波形。电压的波形。解解 输出输出信号的波形如右图示。信号的波形如右图示。uO1RCA1A2R1R2R3uODZB+uC+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础 8.2.3 压控振荡器压控振荡器uO1RCA2A1R1R2R3uODZB+U+US1.原理图原理图图

10、中模拟开关图中模拟开关S受控于受控于uOa.当当uO=+UZ时，开关时，开关S接通接通+U。b.当当uO=UZ时，开关时，开关S接通接通U。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(1)工作原理工作原理O211O1212BuRRRuRRRu 图中图中ZOUu )(Z211O1212URRRuRRR uO1RCA2A1R1R2R3uODZB+U+US上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(a)当当 时时ZOUu U通过通过R向向 C充电充电S 接电源接电源+UtURCutttd1O1 -tRCU-uO1随时间线性下降随时间线性下降设设uC(0)=0+uCuO1R

11、CA2A1R1R2R3uODZB+U+US上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(b)当当 uB 0 时时ZOUu 电容电容 又正向充电又正向充电S又接又接UCuO1又随时间线性下降又随时间线性下降+uCuO1RCA2A1R1R2R3uODZB+U+US上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础uOC+uCuO1RCA2A1R1R2R3uODZB+-U+USuO1 三角波三角波uO 输出方波输出方波输出波形输出波形上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2)振荡波形图振荡波形图(3)振荡频率振荡频率tt0 0uO0+UZt1t2-UZ2TuO1Z21URR Z21URR-t1t2振荡波形图振荡波形图tRCUu O1而而由波形图知由波形图知当当212Tttt-时时Z21O1URRu 故故4Z21TRCUURR 上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础ZURCRURTf12041 由由4Z21TRCUURR 得得UURRRCTZ214 f0U，实现了电压控制振荡频率的目的。，实现了电压控制振荡频率的目的。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础一种压控振荡电路一种压控振荡电路电子模电子模拟开关拟开关UD1RFuO3RRD2uO1RA2A1R1R3uODZ+A3+A4+uO4CR2