模拟电路详解：正弦波振荡电路、电压比较器、非正弦波发生电路

　　正弦波振荡电路

　　概念和原理

　　

 

　　振荡条件

　　

 

　　正弦波振荡电路的组成部分

　　

 

　　滤波电路：即选频网络，保留了所需要的信号，过滤了不需要的信号

　　非线性环节：为了保证最终的正弦波幅值能达到一个稳态(饱和)

　　理想集成运放工作在线性区，所以要加非线性元件

　　分立元件(晶体管)本身是非线性元件，不需要额外加元件

　　RC正弦波振荡电路

　　RC桥式正弦波振荡电路

　　只选定了fo处的信号，滤去了其他频率的信号，此时 | F|=1/3，| A|≥3

　　

 

　　典型的RC桥式正弦波振荡电路

　　没有外部输入，输入就是反馈构成的选频网络，接在了同相输入端，是一个同相比例运算电路

　　下图中还需要在Rf处并联一个稳压管(非线性元件)才能够稳定输出

　　

 

　　例题

　　“反馈构成的选频网络”的输入来自原电路的输出

　　“反馈构成的选频网络”的输出是原电路的输入(原电路没有外部输入)

　　

 

　　在fo处，|F|=1/3，|答|≥3

　　

 

　　

 

　　LC正弦波振荡电路

　　LC正弦波振荡电路

　　

 

　　变压器反馈式

　　

 

　　电感三点式

　　

 

　　电容三点式

　　

 

　　

 

　　判断LC正弦波振荡电路能否振荡

　　

 

　　例题

　　

 

　　

 

　　

 

　　电压比较器

　　在第五章和第六章中，研究的运算电路是引入负反馈的集成运放，其工作在线性区，可以实现信号的运算

　　第七章，即本节所讲的电压比较器，是集成运放工作在非线性区时的电压比较特性，即输出电压为高/低电平，此时集成运放无反馈(开环)或之引入正反馈

　　电压传输特性

　　解题重点：画出电压传输特性曲线

　　描述"输出电压"`与"输入电压"之间的函数关系

　　

 

　　电压比较器传输特性的基本要素

　　

 

　　电压比较器的分析方法

　　

 

　　单限比较器

　　过零比较器

　　单限比较器的特例

　　输入电压与0进行比较

　　过零——同相输入端/反相输入端其中一个接地(零电平)

　　另一个输入端无参考电压

　　阈值电压UT为0

　　

 

　　一般单限比较器

　　存在参考电压UREF，阈值电压不再为0

　　利用虚断列写KCL方程

　　

 

　　滞回比较器

　　引入正反馈

　　有两个阈值电压UT+与UT-

　　仅在“下一个”阈值电压处发生一次跃变

　　

 

　　输入无参考电压UREF，所以阈值电压关于原点对称

　　

 

　　窗口比较器

　　利用二极管的单向导电性

　　重点在于判断二极管的工作状态

　　有两个阈值电压URL与URH

　　会发生两次跃变

　　

 

　　电压比较器例题

　　

 

　　非正弦波发生电路

　　矩形波是基础波形，可以通过波形变换得到其他波形

　　

 

　　矩形波(方波)——积分——三角波

　　矩形波(方波)——正、反向积分速度不同——锯齿波

　　矩形波(方波)——微分——尖顶波

　　本节重点：求解非正弦波振荡电路的振荡频率(周期)及振幅

波形种类	主要参数	备注
矩形波	方波	占空比可调：加两个二极管
三角波发生电路		调整三角波的振幅和频率： 先调整R1&R2得到符合需求的三角波振幅，再调整R3得到合适的频率以满足设计的要求
锯齿波发生电路