第八章

波形的產生與變換電路8.1正弦波振蕩的基本原理8.2RC正弦波振蕩電路8.3LC正弦波振蕩電路8.4石英晶體振蕩電路8.5比較器8.6方波發生器8.7三角波及鋸齒波發生器1a第八章波形的產生與變換電路8.1正弦波振蕩的基本原理一.產生自激振蕩的條件fidXXX-=改成正反饋只有正反饋電路才能產生自激振蕩。8.1正弦波振蕩器的基本原理+Xi–f基本放大器A反饋網絡FX+doXX2a一.產生自激振蕩的條件fidXXX-=改成正反饋只有正反如果：,ifXX=則去掉,iX仍有信號輸出。反饋信號代替了放大電路的輸入信號。Xi+f基本放大器A反饋網絡FX+doXXXdof基本放大器A反饋網絡FXX3a如果：,ifXX=則去掉,iX仍有信號輸出。反饋信號代替了放FA=1Xd=Xf所以，自激振蕩條件也可以寫成：自激振蕩的條件：（1）振幅條件：（2）相位條件：pjjnFA2=+n是整數因為：..動畫演示Xdof基本放大器A反饋網絡FXX4aFA=1Xd=Xf所以，自激振蕩條件也可以寫成：自激振蕩的條二.起振條件和穩幅原理起振條件：結果：產生增幅振蕩（略大于）1、被動：器件非線性2、主動：在反饋網絡中加入非線性穩幅環節，用以調節放大電路的增益穩幅過程：起振時，穩定振蕩時，穩幅措施：起振過程Xdof基本放大器A反饋網絡FXX5a二.起振條件和穩幅原理起振條件：結果：產生增幅振蕩（略大于）1.放大電路2.正反饋網絡3.選頻網絡——只對一個頻率滿足振蕩條件，從而獲得單一頻率的正弦波輸出。常用的選頻網絡有RC選頻和LC選頻4.穩幅環節——使電路易于起振又能穩定振蕩，波形失真小。三.正弦波振蕩器的一般組成6a1.放大電路三.正弦波振蕩器的一般組成6a8.2RC正弦波振蕩電路一.RC串并聯網絡的選頻特性R1C1串聯阻抗：R2C2并聯阻抗：選頻特性：7a8.2RC正弦波振蕩電路一.RC串并聯網絡的選頻1.定性分析：（1）當信號的頻率很低時。>>R1>>R2其低頻等效電路為：其頻率特性為：當ω=0時，uf=0，│F│=0=+90°當ω↑時，uf=↑，│F│↑↓0|F|0φF90°8a1.定性分析：（1）當信號的頻率很低時。>>R1>>R2其低（2）當信號的頻率很高時。＜＜R1＜＜R2其高頻等效電路為：其頻率特性為：當ω=∞時，uf=0，│F│=0=-90°當ω↓時，uf=↑，│F│↑↓0|F|0φF-90°9a（2）當信號的頻率很高時。＜＜R1＜＜R2其高頻等效電路為：ω0=？│F│max=？由以上分析知：一定有一個頻率ω0存在，當ω=ω0時，│F│最大，且=0°0|F|0φF90°0|F|0φF-90°10aω0=？│F│max=？由以上分析知：一定有一個頻率ω0存2.定量分析R1C1串聯阻抗：R2C2并聯阻抗：頻率特性：11a2.定量分析R1C1串聯阻抗：R2C2并聯阻抗：頻率通常，取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，則有：式中：可見：當時，│F│最大，且=0°

│F│max=1/312a通常，取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，則有：式中：可見：當RC串并聯網絡完整的頻率特性曲線：當時，│F│=│F│max=1/3φF+90°|F|13aRC串并聯網絡完整的頻率特性曲線：當二.RC橋式振蕩器的工作原理：在f0處滿足相位條件：因為：AF=131=F11f+=RRA1f2RR=只需：A=3輸出正弦波頻率：振幅條件：引入負反饋：選：14a二.RC橋式振蕩器的工作原理：在f0處滿足相位條件：因例題:R=1k，C=0.1F，R1=10k。Rf為多大時才能起振？振蕩頻率f0=？AF=1，31=F11f+=RRAA=3Rf=2R1=210=20k=1592Hz起振條件：15a例題:R=1k，C=0.1F，R1=10k。Rf為多大能自動穩幅的振蕩電路半導體熱敏電阻(負溫度系數）起振時Rt較大使A>3,易起振。當uo幅度自激增長時，Rt減小，A減小。

當uo幅度達某一值時，A→3。當uo進一步增大時，RT再減小,使A<3。因此uo幅度自動穩定于某一幅值。16a能自動穩幅的振蕩電路半導體熱敏電阻起振時Rt較大使A>3能自動穩幅的振蕩電路

起振時D1、D2不導通，Rf1+Rf2略大于2R1。隨著uo的增加，D1、D2逐漸導通，Rf2被短接，A自動下降，起到穩幅作用。將Rf分為Rf1

和Rf2，

Rf2并聯二極管EWB演示——RC振蕩器17a能自動穩幅的振蕩電路起振時D1、D2不導通，Rf1+RK：雙聯波段開關，切換R，用于粗調振蕩頻率。C：雙聯可調電容，改變C，用于細調振蕩頻率。振蕩頻率的調節：_++RfuoRCCR1KKR1R1R2R2R3R3振蕩頻率：18aK：雙聯波段開關，C：雙聯可調電容，改變C，用于細調振蕩頻率三.RC移相式振蕩電路1.RC移相電路

（1）RC超前移相電路

（2）RC滯后移相電路

φA+90°+180°+270°0°φA-90°-180°-270°0°19a三.RC移相式振蕩電路1.RC移相電路（1）RC超2.RC移相式振蕩電路在f0處滿足相位條件：20a2.RC移相式振蕩電路在f0處滿足相位條件：20a1.LC并聯諧振回路的選頻特性(阻性)LC并聯諧振特點：諧振時，總路電流很小，支路電流很大，電感與電容的無功功率互相補償，電路呈阻性。R為電感和回路中的損耗電阻8.3LC正弦波振蕩器當時，并聯諧振。諧振時，電路呈阻性：21a1.LC并聯諧振回路的選頻特性(阻性)LC并聯諧振特點：

Q為諧振回路的品質因數，Q值越大，曲線越陡越窄，選頻特性越好。諧振時LC并聯諧振電路相當一個大電阻。LC并聯諧振回路的幅頻特性曲線|Z|Q小Q大22aQ為諧振回路的品質因數，Q值越大，曲線越陡越窄，互感線圈的極性判別1234初級線圈次級線圈同名端1234+–+–

在LC振蕩器中，反饋信號通過互感線圈引出同名端：23a互感線圈的極性判別1234初級線圈次級線圈同名端1234+–二.變壓器反饋式LC振蕩電路

工作原理：三極管共射放大器。利用互感線圈的同名端：

滿足相位條件。振蕩頻率:24a二.變壓器反饋式LC振蕩電路工作原理：三極管共射放大判斷是否是滿足相位條件——相位平衡法：斷開反饋到放大器的輸入端點，假設在輸入端加入一正極性的信號，用瞬時極性法判定反饋信號的極性。若反饋信號與輸入信號同相，則滿足相位條件；否則不滿足。(+)(-)(+)25a判斷是否是滿足相位條件——相位平衡法：斷開反(+)(+)(+)(+)LC正弦波振蕩器舉例滿足相位平衡條件26a(+)(+)(+)(+)LC正弦波振蕩器舉例滿足相位平衡條件（+）（+）（–）（+）

LC正弦波振蕩器舉例振蕩頻率:（–）滿足相位平衡條件27a（+）（+）（–）（+）LC正弦波振蕩器舉例振蕩頻率:（–仍然由LC并聯諧振電路構成選頻網絡三.三點式LC振蕩電路原理：uf與uo反相uf與uo同相電感三點式：電容三點式：uf與uo反相uf與uo同相28a仍然由LC并聯諧振電路構成選頻網絡三.三點式LC振蕩電路原

1.電感三點式LC振蕩電路振蕩頻率：29a1.電感三點式LC振蕩電路振蕩頻率：29a2.電容三點式LC振蕩電路振蕩頻率：30a2.電容三點式LC振蕩電路振蕩頻率：30a例：試判斷下圖所示三點式振蕩電路是否滿足相位平衡條件。31a例：試判斷下圖所示三點式振蕩電路是否滿足相位平衡條件。31aQ值越高，選頻特性越好，頻率越穩定。8.4石英晶體振蕩電路1.頻率穩定問題頻率穩定度一般由來衡量——頻率偏移量。——振蕩頻率。LC振蕩電路Q——數百石英晶體振蕩電路Q——1000050000032aQ值越高，選頻特性越好，頻率越穩定。8.4石英晶體振蕩電路一.石英晶體2.基本特性1.結構：極板間加電場極板間加機械力晶體機械變形晶體產生電場壓電效應：交變電壓機械振動交變電壓機械振動的固有頻率與晶片尺寸有關，穩定性高。當交變電壓頻率=固有頻率時，振幅最大

符號壓電諧振33a一.石英晶體2.基本特性1.結構：極板間加電場極板間3.石英晶體的等效電路與頻率特性等效電路：（1）串聯諧振頻率特性：晶體等效純阻且阻值≈0（2）并聯諧振通常所以X感性0容性34a3.石英晶體的等效電路與頻率特性等效電路：（1）串聯諧振頻二.石英晶體振蕩電路利用石英晶體的高品質因數的特點，構成LC振蕩電路。1.并聯型石英晶體振蕩器

石英晶體工作在fs與fp之間，相當一個大電感，與C1、C2組成電容三點式振蕩器。由于石英晶體的Q值很高，可達到幾千以上，所以電路可以獲得很高的振蕩頻率穩定性。X感性0容性35a二.石英晶體振蕩電路利用石英晶體的高品質因數的特點，構2.串聯型石英晶體振蕩器

石英晶體工作在fs處，呈電阻性，而且阻抗最小，正反饋最強，相移為零,滿足振蕩的相位平衡條件。對于fs以外的頻率，石英晶體阻抗增大,且相移不為零，不滿足振蕩條件，電路不振蕩。X感性0容性36a2.串聯型石英晶體振蕩器石英晶體工作在fs處，呈電例：分析下圖的振蕩電路能否產生振蕩，若產生振蕩,石英晶體處于何種狀態？37a例：分析下圖的振蕩電路能否產生振蕩，若產生振蕩,石英晶體處于8.5比較器

將一個模擬電壓信號與一參考電壓相比較，輸出一定的高低電平。功能：構成：運放組成的電路處于非線性狀態，輸出與輸入的關系uo=f(ui)是非線性函數。uoui0+UOM-UOM38a8.5比較器將一個模擬電壓信號與一參考電壓相比較，輸出一1.運放工作在非線性狀態的判定：電路開環或引入正反饋。運放工作在非線性狀態基本分析方法2.運放工作在非線性狀態的分析方法：若U+＞U-則UO=+UOM；若U+＜U-則UO=-UOM。虛斷（運放輸入端電流=0）

注意：此時不能用虛短！uoui0+UOM-UOM39a1.運放工作在非線性狀態的判定：電路開環或引入正反饋。運放uoui0+UOM-UOM1.過零比較器:（門限電平=0）uoui0+UOM-UOM一.單門限電壓比較器40auoui0+UOM-UOM1.過零比較器:（門限電平=tuituo+Uom-Uom例題：利用電壓比較器將正弦波變為方波。41atuituo+Uom-Uom例題：利用電壓比較器將正弦波變為2.單門限比較器（與參考電壓比較）uoui0+Uom-UomUREFUREF為參考電壓當ui>UREF時,uo=+Uom當ui<UREF時,uo=-Uom

運放處于開環狀態42a2.單門限比較器（與參考電壓比較）uoui0+Uom-Uuoui0+Uom-UomUREF當ui<UREF時,uo=+Uom當ui>UREF時,uo=-Uom

若ui從反相端輸入43auoui0+Uom-UomUREF當ui<UREF時,uoui0+UZ-UZ（1）用穩壓管穩定輸出電壓忽略了UD3.限幅電路——使輸出電壓為一穩定的確定值當ui>0時,uo=+UZ當ui<0時,uo=-UZ

44auoui0+UZ-UZ（1）用穩壓管穩定輸出電壓忽略了UD3（2）穩幅電路的另一種形式：將雙向穩壓管接在負反饋回路中uoui0+UZ-UZ當ui>0時,uo=-UZ當ui<0時,uo=+UZ

45a（2）穩幅電路的另一種形式：uoui0+UZ-UZ當ui>二.遲滯比較器1.工作原理——兩個門限電壓。特點:電路中使用正反饋——運放工作在非線性區。（1）當uo=+UZ時，（2）當uo=-UZ時，UT+稱上門限電壓UT-稱下門限電壓UT+-UT-稱為回差電壓46a二.遲滯比較器1.工作原理——兩個門限電壓。特點:電路中使遲滯比較器的電壓傳輸特性：uoui0+UZ-UZUT+UT-設ui

,當ui=<UT-時,

uo從-UZ+UZ這時,uo=-UZ,u+=UT-設初始值:

uo=+UZ,

u+=UT+設ui,當ui=>UT+時,

uo從+UZ-UZ47a遲滯比較器的電壓傳輸特性：uoui0+UZ-UZUT+UT-例題：Rf=10k，R2=10k，UZ=6V，UREF=10V。當輸入ui為如圖所示的波形時，畫出輸出uo的波形。上下限：uoui08V3V傳輸特性+6V-6V48a例題：Rf=10k，R2=10k，UZ=6V，UR3V8Vuiuo+6V-6Vuoui08V3V傳輸特性+6V-6V49a3V8Vuiuo+6V-6Vuoui08V3V傳輸特性+6V1.電路結構由滯回比較電路和RC定時電路構成上下限:8.6方波發生器50a1.電路結構由滯回比較電路和RC定時電路構成上下限:8.62.工作原理：(1)設uo

=

+UZ,

此時，uO給C充電,uc，則：u+=UT+0tuo+UZ-UZucUT+0t一旦uc>UT+

,就有u->u+,uo

立即由＋UZ變成－UZ。在uc<UT+時，u-

<u+,

設uC初始值uC(0+)=0方波發生器uo保持+UZ不變+UZ51a2.工作原理：(1)設uo=+UZ,此時，此時，C向uO放電,再反向充電(2)當uo

=

-UZ時，u+=UT-uc達到UT-時，uo上跳。UT+uctUT-當uo

重新回到＋UZ

后，電路又進入另一個周期性的變化。-UZ52a此時，C向uO放電,再反向充電(2)當uo=-UZ0UT+uctUT-+UZuo0t-UZT完整的波形：動畫演示計算振蕩周期T。EWB演示——方波發生器53a0UT+uctUT-+UZuo0t-UZT完整的波形：周期與頻率的計算：0UT+uctUT-+UZ-UZT1T2TT=T1+T2=2T2

uc(t)=UC()+UC(0+)-UC()e,=RC-tT2階段uc(t)的過渡過程方程為:f=1/T可推出:54a周期與頻率的計算：0UT+uctUT-+UZ3、占空比可調的方波發生器UZuo0t-UZ改變電位器RW

的滑動端，就改變了沖放電的時間，從而使方波的占空比可調。55a3、占空比可調的方波發生器UZuo0t-UZ改變電位器8.7三角波及鋸齒波信號發生器電路結構：遲滯比較器+反相積分器一.三角波發生器工作原理：若uo1=+UZ，uo2↓，u+↓。當u+≤0時，uo1翻轉為-UZ。若uo1=-UZ，uo2↑，u+↑

。當u+≥0時，uo1翻轉為+UZ。56a8.7三角波及鋸齒波信號發生器電路結構：遲滯比較器+反相積波形圖振蕩周期：0UT+uo2tUT-+UZuo10t

-UZT57a波形圖振蕩周期：0UT+uo2tUT-+UZuo10t-

二.鋸齒波發生器改變積分器的正反向充電時間常數uo1=+UZ，D截止，充電時間常數：R4C。uo1=-UZ，D導通，充電時間常數：(R6∥R4)C。+UZuo10t

-UZR6＜＜R458a二.鋸齒波發生器改變積分器的正反向充電時間常數uo1=本章小結1．正弦波振蕩的條件：┃AF┃=1（振幅條件）（相位條件正弦波振蕩電路由放大器、反饋網絡、選頻網絡和穩幅環節構成。2．正弦波振蕩電路主要有RC振蕩電路和LC振蕩電路兩種。RC振蕩電路主要用于中低頻場合，LC振蕩電路主要用于高頻場合。石英晶體振蕩電路是一種特殊的LC振蕩電路，其特點是具有很高的頻率穩定性。3．當運放開環工作或引入正反饋時，運放工作在非線性狀態。其分析方法為：若U+＞U-則UO=+UOM；若U+＜U-則UO=-UOM。虛斷（運放輸入端電流=0）4．比較器是一種能夠比較兩個模擬量大小的電路。遲滯比較器具有回差特性。它們是運放非線性工作狀態的典型應用。

5．在方波、鋸齒波和三角波等非正弦波信號發生器中，運放一般也工作在非線性狀態。電路由比較器、積分器等環節組成。59a本章小結1．正弦波振蕩的條件：┃AF┃=1（振第八章

波形的產生與變換電路8.1正弦波振蕩的基本原理8.2RC正弦波振蕩電路8.3LC正弦波振蕩電路8.4石英晶體振蕩電路8.5比較器8.6方波發生器8.7三角波及鋸齒波發生器60a第八章波形的產生與變換電路8.1正弦波振蕩的基本原理一.產生自激振蕩的條件fidXXX-=改成正反饋只有正反饋電路才能產生自激振蕩。8.1正弦波振蕩器的基本原理+Xi–f基本放大器A反饋網絡FX+doXX61a一.產生自激振蕩的條件fidXXX-=改成正反饋只有正反如果：,ifXX=則去掉,iX仍有信號輸出。反饋信號代替了放大電路的輸入信號。Xi+f基本放大器A反饋網絡FX+doXXXdof基本放大器A反饋網絡FXX62a如果：,ifXX=則去掉,iX仍有信號輸出。反饋信號代替了放FA=1Xd=Xf所以，自激振蕩條件也可以寫成：自激振蕩的條件：（1）振幅條件：（2）相位條件：pjjnFA2=+n是整數因為：..動畫演示Xdof基本放大器A反饋網絡FXX63aFA=1Xd=Xf所以，自激振蕩條件也可以寫成：自激振蕩的條二.起振條件和穩幅原理起振條件：結果：產生增幅振蕩（略大于）1、被動：器件非線性2、主動：在反饋網絡中加入非線性穩幅環節，用以調節放大電路的增益穩幅過程：起振時，穩定振蕩時，穩幅措施：起振過程Xdof基本放大器A反饋網絡FXX64a二.起振條件和穩幅原理起振條件：結果：產生增幅振蕩（略大于）1.放大電路2.正反饋網絡3.選頻網絡——只對一個頻率滿足振蕩條件，從而獲得單一頻率的正弦波輸出。常用的選頻網絡有RC選頻和LC選頻4.穩幅環節——使電路易于起振又能穩定振蕩，波形失真小。三.正弦波振蕩器的一般組成65a1.放大電路三.正弦波振蕩器的一般組成6a8.2RC正弦波振蕩電路一.RC串并聯網絡的選頻特性R1C1串聯阻抗：R2C2并聯阻抗：選頻特性：66a8.2RC正弦波振蕩電路一.RC串并聯網絡的選頻1.定性分析：（1）當信號的頻率很低時。>>R1>>R2其低頻等效電路為：其頻率特性為：當ω=0時，uf=0，│F│=0=+90°當ω↑時，uf=↑，│F│↑↓0|F|0φF90°67a1.定性分析：（1）當信號的頻率很低時。>>R1>>R2其低（2）當信號的頻率很高時。＜＜R1＜＜R2其高頻等效電路為：其頻率特性為：當ω=∞時，uf=0，│F│=0=-90°當ω↓時，uf=↑，│F│↑↓0|F|0φF-90°68a（2）當信號的頻率很高時。＜＜R1＜＜R2其高頻等效電路為：ω0=？│F│max=？由以上分析知：一定有一個頻率ω0存在，當ω=ω0時，│F│最大，且=0°0|F|0φF90°0|F|0φF-90°69aω0=？│F│max=？由以上分析知：一定有一個頻率ω0存2.定量分析R1C1串聯阻抗：R2C2并聯阻抗：頻率特性：70a2.定量分析R1C1串聯阻抗：R2C2并聯阻抗：頻率通常，取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，則有：式中：可見：當時，│F│最大，且=0°

│F│max=1/371a通常，取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，則有：式中：可見：當RC串并聯網絡完整的頻率特性曲線：當時，│F│=│F│max=1/3φF+90°|F|72aRC串并聯網絡完整的頻率特性曲線：當二.RC橋式振蕩器的工作原理：在f0處滿足相位條件：因為：AF=131=F11f+=RRA1f2RR=只需：A=3輸出正弦波頻率：振幅條件：引入負反饋：選：73a二.RC橋式振蕩器的工作原理：在f0處滿足相位條件：因例題:R=1k，C=0.1F，R1=10k。Rf為多大時才能起振？振蕩頻率f0=？AF=1，31=F11f+=RRAA=3Rf=2R1=210=20k=1592Hz起振條件：74a例題:R=1k，C=0.1F，R1=10k。Rf為多大能自動穩幅的振蕩電路半導體熱敏電阻(負溫度系數）起振時Rt較大使A>3,易起振。當uo幅度自激增長時，Rt減小，A減小。

當uo幅度達某一值時，A→3。當uo進一步增大時，RT再減小,使A<3。因此uo幅度自動穩定于某一幅值。75a能自動穩幅的振蕩電路半導體熱敏電阻起振時Rt較大使A>3能自動穩幅的振蕩電路

起振時D1、D2不導通，Rf1+Rf2略大于2R1。隨著uo的增加，D1、D2逐漸導通，Rf2被短接，A自動下降，起到穩幅作用。將Rf分為Rf1

和Rf2，

Rf2并聯二極管EWB演示——RC振蕩器76a能自動穩幅的振蕩電路起振時D1、D2不導通，Rf1+RK：雙聯波段開關，切換R，用于粗調振蕩頻率。C：雙聯可調電容，改變C，用于細調振蕩頻率。振蕩頻率的調節：_++RfuoRCCR1KKR1R1R2R2R3R3振蕩頻率：77aK：雙聯波段開關，C：雙聯可調電容，改變C，用于細調振蕩頻率三.RC移相式振蕩電路1.RC移相電路

（1）RC超前移相電路

（2）RC滯后移相電路

φA+90°+180°+270°0°φA-90°-180°-270°0°78a三.RC移相式振蕩電路1.RC移相電路（1）RC超2.RC移相式振蕩電路在f0處滿足相位條件：79a2.RC移相式振蕩電路在f0處滿足相位條件：20a1.LC并聯諧振回路的選頻特性(阻性)LC并聯諧振特點：諧振時，總路電流很小，支路電流很大，電感與電容的無功功率互相補償，電路呈阻性。R為電感和回路中的損耗電阻8.3LC正弦波振蕩器當時，并聯諧振。諧振時，電路呈阻性：80a1.LC并聯諧振回路的選頻特性(阻性)LC并聯諧振特點：

Q為諧振回路的品質因數，Q值越大，曲線越陡越窄，選頻特性越好。諧振時LC并聯諧振電路相當一個大電阻。LC并聯諧振回路的幅頻特性曲線|Z|Q小Q大81aQ為諧振回路的品質因數，Q值越大，曲線越陡越窄，互感線圈的極性判別1234初級線圈次級線圈同名端1234+–+–

在LC振蕩器中，反饋信號通過互感線圈引出同名端：82a互感線圈的極性判別1234初級線圈次級線圈同名端1234+–二.變壓器反饋式LC振蕩電路

工作原理：三極管共射放大器。利用互感線圈的同名端：

滿足相位條件。振蕩頻率:83a二.變壓器反饋式LC振蕩電路工作原理：三極管共射放大判斷是否是滿足相位條件——相位平衡法：斷開反饋到放大器的輸入端點，假設在輸入端加入一正極性的信號，用瞬時極性法判定反饋信號的極性。若反饋信號與輸入信號同相，則滿足相位條件；否則不滿足。(+)(-)(+)84a判斷是否是滿足相位條件——相位平衡法：斷開反(+)(+)(+)(+)LC正弦波振蕩器舉例滿足相位平衡條件85a(+)(+)(+)(+)LC正弦波振蕩器舉例滿足相位平衡條件（+）（+）（–）（+）

LC正弦波振蕩器舉例振蕩頻率:（–）滿足相位平衡條件86a（+）（+）（–）（+）LC正弦波振蕩器舉例振蕩頻率:（–仍然由LC并聯諧振電路構成選頻網絡三.三點式LC振蕩電路原理：uf與uo反相uf與uo同相電感三點式：電容三點式：uf與uo反相uf與uo同相87a仍然由LC并聯諧振電路構成選頻網絡三.三點式LC振蕩電路原

1.電感三點式LC振蕩電路振蕩頻率：88a1.電感三點式LC振蕩電路振蕩頻率：29a2.電容三點式LC振蕩電路振蕩頻率：89a2.電容三點式LC振蕩電路振蕩頻率：30a例：試判斷下圖所示三點式振蕩電路是否滿足相位平衡條件。90a例：試判斷下圖所示三點式振蕩電路是否滿足相位平衡條件。31aQ值越高，選頻特性越好，頻率越穩定。8.4石英晶體振蕩電路1.頻率穩定問題頻率穩定度一般由來衡量——頻率偏移量。——振蕩頻率。LC振蕩電路Q——數百石英晶體振蕩電路Q——1000050000091aQ值越高，選頻特性越好，頻率越穩定。8.4石英晶體振蕩電路一.石英晶體2.基本特性1.結構：極板間加電場極板間加機械力晶體機械變形晶體產生電場壓電效應：交變電壓機械振動交變電壓機械振動的固有頻率與晶片尺寸有關，穩定性高。當交變電壓頻率=固有頻率時，振幅最大

符號壓電諧振92a一.石英晶體2.基本特性1.結構：極板間加電場極板間3.石英晶體的等效電路與頻率特性等效電路：（1）串聯諧振頻率特性：晶體等效純阻且阻值≈0（2）并聯諧振通常所以X感性0容性93a3.石英晶體的等效電路與頻率特性等效電路：（1）串聯諧振頻二.石英晶體振蕩電路利用石英晶體的高品質因數的特點，構成LC振蕩電路。1.并聯型石英晶體振蕩器

石英晶體工作在fs與fp之間，相當一個大電感，與C1、C2組成電容三點式振蕩器。由于石英晶體的Q值很高，可達到幾千以上，所以電路可以獲得很高的振蕩頻率穩定性。X感性0容性94a二.石英晶體振蕩電路利用石英晶體的高品質因數的特點，構2.串聯型石英晶體振蕩器

石英晶體工作在fs處，呈電阻性，而且阻抗最小，正反饋最強，相移為零,滿足振蕩的相位平衡條件。對于fs以外的頻率，石英晶體阻抗增大,且相移不為零，不滿足振蕩條件，電路不振蕩。X感性0容性95a2.串聯型石英晶體振蕩器石英晶體工作在fs處，呈電例：分析下圖的振蕩電路能否產生振蕩，若產生振蕩,石英晶體處于何種狀態？96a例：分析下圖的振蕩電路能否產生振蕩，若產生振蕩,石英晶體處于8.5比較器

將一個模擬電壓信號與一參考電壓相比較，輸出一定的高低電平。功能：構成：運放組成的電路處于非線性狀態，輸出與輸入的關系uo=f(ui)是非線性函數。uoui0+UOM-UOM97a8.5比較器將一個模擬電壓信號與一參考電壓相比較，輸出一1.運放工作在非線性狀態的判定：電路開環或引入正反饋。運放工作在非線性狀態基本分析方法2.運放工作在非線性狀態的分析方法：若U+＞U-則UO=+UOM；若U+＜U-則UO=-UOM。虛斷（運放輸入端電流=0）

注意：此時不能用虛短！uoui0+UOM-UOM98a1.運放工作在非線性狀態的判定：電路開環或引入正反饋。運放uoui0+UOM-UOM1.過零比較器:（門限電平=0）uoui0+UOM-UOM一.單門限電壓比較器99auoui0+UOM-UOM1.過零比較器:（門限電平=tuituo+Uom-Uom例題：利用電壓比較器將正弦波變為方波。100atuituo+Uom-Uom例題：利用電壓比較器將正弦波變為2.單門限比較器（與參考電壓比較）uoui0+Uom-UomUREFUREF為參考電壓當ui>UREF時,uo=+Uom當ui<UREF時,uo=-Uom

運放處于開環狀態101a2.單門限比較器（與參考電壓比較）uoui0+Uom-Uuoui0+Uom-UomUREF當ui<UREF時,uo=+Uom當ui>UREF時,uo=-Uom

若ui從反相端輸入102auoui0+Uom-UomUREF當ui<UREF時,uoui0+UZ-UZ（1）用穩壓管穩定輸出電壓忽略了UD3.限幅電路——使輸出電壓為一穩定的確定值當ui>0時,uo=+UZ當ui<0時,uo=-UZ

103auoui0+UZ-UZ（1）用穩壓管穩定輸出電壓忽略了UD3（2）穩幅電路的另一種形式：將雙向穩壓管接在負反饋回路中uoui0+UZ-UZ當ui>0時,uo=-UZ當ui<0時,uo=+UZ

104a（2）穩幅電路的另一種形式：uoui0+UZ-UZ當ui>二.遲滯比較器1.工作原理——兩個門限電壓。特點:電路中使用正反饋——運放工作在非線性區。（1）當uo=+UZ時，（2）當uo=-UZ時，UT+稱上門限電壓UT-稱下門限電壓UT+-UT-稱為回差電壓105a二.遲滯比較器1.工作原理——兩個門限電壓。特點:電路中使遲滯比較器的電壓傳輸特性：uoui0+UZ-UZUT+UT-設ui

,當ui=<UT-時,

uo從-UZ+UZ這時,uo=-UZ,u+=UT-設初始值:

uo=+UZ,

u+=UT+設ui,當ui=>UT+時,

uo從+UZ-UZ106a遲滯比較器的電壓傳輸特性：uoui0+UZ-UZUT+UT-例題：Rf=10k，R2=10k，UZ=6V，UREF=10V。當輸入ui為如圖所示的波形時，畫出輸出uo的波形。上下限：uoui08V3V傳輸特性+6V-6V107a例題：Rf=10k，R2=10k，UZ=6V，UR3V8Vuiuo+6V-6Vuoui08V3V傳輸特性+6V-6V108a3V8Vuiuo+6V-6Vuoui08V3V傳輸特性+6V1.電路結構由滯回比較電路和RC定時電路構成上下限:8.6方波發生器109a1.電路結構由滯回比較電路和RC定時電路構成上下限:8.62.工作原理：(1)設uo

=

+UZ,

此時，uO給C充電,uc，則：u+=UT+0tuo+UZ-UZucUT+0t一旦uc>UT+

,就有u->u+,uo

立即由＋UZ變成－UZ。在u