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1、第八章波形产生电路与变换电路8.1非正弦波产生电路8.2集成函数发生器8.3正弦波产生电路8.1非正弦波产生电路图8–1利用电容充放电产生脉冲波形原理图由图8-1得其三要素为其充放电的波形如图8-2所示,改变充放电时间常数,可得到不同波形。图8–2电容充放电的波形8.1.1矩形波产生电路图8–3矩形波产生电路1.工作原理在图8-3所示电路中,通过Ro和稳压管VDz1、VDz2对输出限幅,如果它们的稳压值相等,即Uz1=Uz2=Uz,那么电路输出电压正、负幅度对称：UOH=+Uz,UOL=-Uz,同相端电位由uo通过R2、R3分压后得到,这是引
2、入的正反馈；反相端电压受积分器电容两端的电压uC控制。当电路接通电源时,与必存在差别。或是随机的。尽管这种差别极其微小,但一旦出现,uo=UOH=+Uz。反之,当出现时,uo=UOL=-Uz。因此,uo不可能居于其它中间值。设t=0(电源接通时刻)，电容两端电压uC=0,滞回比较器的输出电压uo=+Uz,则集成运放同相输入端的电位为此时,输出电压uo=+Uz对电容充电,使由零逐渐上升。在等于以前,uo=+Uz不变。当时输出电压uo从高电平+Uz跳变为低电平-Uz。当uo=-Uz时,集成运放同相输入端的
3、电位也随之发生跳变,其值为同时电容器经R放电,使逐渐下降。在等于以前,不变,当时,uo从-Uz跳变为+Uz,也随之而跳变为,电容器C再次充电。如此周而复始,产生振荡,从uo输出矩形波，其波形如图8-4所示。QU图8–4矩形波产生电路波形图2.振荡周期计算其中（8-4）代入式(8-4)得同理求得如果UOH≠
4、UOL
5、,则上述,T1≠T2,输出为矩形波。如果
6、UOH
7、=
8、UOL
9、,但τ充≠τ放,T1≠T2,那么输出也为矩形波。通常定义矩形波为高电平的时间T2与周期T之比为占空比D,即图8–5占空比可调电路8.1.2三角波产生
10、电路图8–6三角波产生电路1.工作原理图8–7双运放非正弦波产生电路的波形2.计算(1)uo幅值计算。当时,对应的uo值为输出三角波的幅值Uom,即当uo1=+Uz时当uo1=-Uz时（8-11）(2)振荡周期的计算。由A2的积分电路可求出振荡周期,其输出电压uo从-Uom上升到+Uom所需时间为T/2,所以得将式(8-11)代入,可得8.1.3锯齿波产生电路图8–8锯齿波产生电路图8–9锯齿波产生电路波形锯齿波的幅度和振荡周期与三角波相似。当时,对应的uo值为当uo1=+Uz时当uo1=-Uz时振荡周期为T=T1+T2,电容充电时间T1为
11、则电容放电时间T2为则故振荡周期为式中rd1、rd2为二极管VD1、VD2导通时的电阻。8.1.4波形变换电路波形变换电路的功能是将一种形状的波形变换成另一种形状的波形,以适应各种不同的需要。8.2集成函数发生器ICL8038简介*图8–10ICL8038的原理框图图8-11ICL8038管脚图(顶视图)图8-12ICL8038基本接法上升时间t1为下降时间t2为因此振荡周期为振荡频率为其中RA和RB的阻值宜在范围内(“UCC-U⑧”是管脚⑥与管脚⑧之间的电压),且RB应小于2RA。⑧⑧当RA=RB时,管脚⑨、③和②的输出波形分别为矩形
12、波、三角波和正弦波,振荡频率为。调节电位器RW可使正弦波的失真度减小到1.5%以下。用100kΩ电位器接成可变电阻形式代替图8-12中的82kΩ电阻,调节它也可以减小正弦波的失真度。如果希望进一步减小正弦波的失真度,可用图8-13所示的调整电路,使正弦波的失真度减小到0.5%左右。图8–13频率可调和失真小的函数发生器图8–14扫描信号发生器(RA=RB)8.3正弦波产生电路8.3.1产生正弦波振荡的条件图8–15正弦波产生电路的基本结构正弦波发生电路的基本结构是引入正反馈的反馈网络和放大电路,如图8-15所示。接成正反馈是产生振荡的首要条件
13、,又称为相位条件。为了使电路在没有外加信号时,就产生振荡,所以还要求电路在开环时满足即正弦波产生电路一般应包括以下几个基本组成部分:(1)放大电路。(2)反馈网络。(3)选频网络。(4)稳幅电路。判断一个电路是否为正弦波振荡器,就看其组成是否含有上述四个部分。判断振荡的一般方法是:(1)是否满足相位条件,即电路是否为正反馈,只有满足相位条件才有可能振荡。(2)放大电路的结构是否合理,有无放大能力,静态工作点是否合适。(3)分析是否满足幅度条件,检验,若①,则不可能振荡。②,能振荡,但输出波形明显失真。③,产生振荡。振荡稳
14、定后。再加上稳幅措施,振荡稳定,而且输出波形失真小。8.3.2正弦波振荡电路1.RC串并联网络的选频特性图8–16RC串并联网络及其高低频等效电路当信号频率足够
