模拟电子技术波形的发生和信号的转换.pptx

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1、波形的发生和信号的转换本章中电压比较器是集成运放的基本应用，是课程的重点；集成运放应用电路的分析方法是需掌握的内容。一、电压比较器二、非正弦波发生电路的工作原理、波形分析和主要参数的分析方法三、正弦波振荡电路的组成、种类和分析方法四、波形变换的方法五、几种信号转换电路电压比较器一、概述1.电压比较器的功能：比较电压的大小。广泛用于各种报警电路。输入电压是连续的模拟信号；输出电压表示比较的结果，只有高电平和低电平两种情况。使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压。2.电压比较器的描述方法:电压传输特性uO＝f(uI)电压传输特性

2、的三个要素：1)输出高电平UOH和输出低电平UOL2)阈值电压UT3)输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向3.几种常用的电压比较器1)单限比较器：只有一个阈值电压2)滞回比较器：输入电压的变化方向不同，阈值电压也不同，但输入电压单调变化使输出电压只跃变一次。3)窗口比较器：有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次。4.集成运放的非线性工作区电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈集成运放工作在非线性区的特点1)净输入电流为02)uP>uN时，uO＝＋UOM；uP

3、较器1)UT＝02)UOH＝＋UOM，UOL＝－UOM3)uI>0时uO＝－UOM，uI<0时uO＝＋UOM。集成运放的净输入电压等于输入电压，为保护集成运放的输入端，需加输入端限幅电路。集成运放的净输入电压最大值为±UD输出限幅电路为适应负载对电压幅值的要求，输出端加限幅电路。UOH＝＋UZ1＋UD2UOL＝－(UZ2＋UD1)uO＝±UZ1)保护输入端2)加速集成运放状态的转换UOH＝－UOL＝UZUOH＝UZUOL＝－UD不可缺少！电压比较器的分析方法：1.写出uP、uN的表达式，令uP＝uN，求解出的uI即为UT；

4、2.根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平；3.根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定uO的跃变方向。2.一般单限比较器1)若要UT<0，则应如何修改电路？2)若要改变曲线跃变方向，则应如何修改电路？3)若要改变UOL、UOH呢？三、滞回比较器设uI＜－UT，则uN＜uP，uO＝+UZ。此时uP＝+UT，增大uI，直至+UT，再增大，uO才从+UZ跃变为－UZ。设uI＞+UT，则uN＞uP，uO＝－UZ。此时uP＝－UT，减小uI，直至－UT，再减小，uO才从－UZ跃变为+UZ。1.若要电压传输特性曲线左右移动，则

5、应如何修改电路？2.若要电压传输特性曲线上下移动，则应如何修改电路？3.若要改变电压传输特性曲线跃变方向，则应如何修改电路？四、窗口比较器P417～P418自学如何改变滞回比较器的电压传输特性特点：1.可无需限幅电路，根据电源电压确定所需高、低电平；2.可直接驱动集成数字电路；3.响应速度快；4.可具有选通端；5.电源电压升高，工作电流增大，工作速度加快。五、集成比较器读图：求解电压传输特性非正弦波发生电路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。非正弦波发生电路一、矩形波发生电路输出无稳

6、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）→R→C→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。

7、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uO＝UZ，uP＝+UT，第一暂态。3.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。4.波形分析脉冲宽度5.占空比可

8、调电路为了占空比调节范围大，R3应如何取值？正向充电和反向充电时间常数可调，占空比就可调。二、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。两个RC环节实际电路将两个RC环节合二而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）