信号生产电路ppt课件

,信号生产电路,1 运放工作在线性区时的特点 2 运放工作在非线性区时的特点 3 电压比较器 4 迟滞比较器 5 方波、三角波、锯齿波发生器,(6-1),+UOM,-UOM,Ao越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。,1 运放工作在线性区时的特点,例：若UOM=12V，Ao=106， 则|ui|12V时，运放 处于线性区。,线性放大区,(6-2),由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓的理想运放。,理想运放的条件,放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。,运放工作在线性区的特点,一、在分析信号运算电路时对运放的处理,(6-3),二、分析运放组成的线性电路的出发点,虚短路 虚开路 放大倍数与负载无关， 可以分开分析。,(6-4),非线性应用：是指由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系 uo=f( ui ) 是非线性函数。,由运放组成的非线性电路有以下三种情况：,1. 电路中的运放处于非线性状态。,比如：运放开环应用,运放电路中有正反馈，运放处于非线性状态。,2 运放工作在非线性区时的特点,(6-5),2. 电路中的运放处于线性状态，但外围电路有非线性元件（二极管、三极管、稳压管等）。,ui0时：,ui0时：,(6-6),3. 另一种情况，电路中的运放处于非线性状态，外围电路也有非线性元件（二极管、三极管）。,由于处于线性与非线性状态的运放的分析方法不同，所以分析电路前，首先确定运放是否工作在线性区。,确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。,若有负反馈，则运放工作在线性区； 若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。,处于非线性状态运放的特点：,1. 虚短路不成立。 2. 输入电阻仍可以认为很大。 3. 输出电阻仍可以认为是0。,(6-7),3 电压比较器,特点：运放处于开环状态。,当ui UR时 , uo = +Uom 当ui UR时 , uo = -Uom,一、若ui从同相端输入,(6-8),UR,当ui UR时 , uo = -Uom,二、 若ui从反相端输入,(6-9),三、过零比较器: (UR =0时),(6-10),例：利用电压比较器将正弦波变为方波。,(6-11),电路改进：用稳压管稳定输出电压。,电压比较器的另一种形式 将双向稳压管接在负反馈回路上,(6-12),比较器的特点,1. 电路简单。,2. 当Ao不够大时， 输出边沿不陡。,3. 容易引入干扰。,过零附近仍处于放大区,(6-13),一、下行迟滞比较器,分析,1. 因为有正反馈，所以输出饱和。,2. 当uo正饱和时(uo =+UOM) ：,U+,3. 当uo负饱和时(uo =UOM) ：,4 迟滞比较器,特点：电路中使用正反馈， 运放处于非线性状态。,1. 没加参考电压的下行迟滞比较器,(6-14),分别称UH和UL上下门限电压。称(UH - UL)为回差。,当ui 增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom；,当ui 减小到UL时，输出由-Uom跳变到Uom 。,传输特性：,小于回差的干扰不会引起跳转。跳转时，正反馈加速跳转。,(6-15),例：下行迟滞比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。,(6-16),2. 加上参考电压后的下行迟滞比较器,加上参考电压后的上下限：,(6-17),下行迟滞比较器两种电路传输特性的比较:,(6-18),例：R1=10k，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V当输入 ui 为如图所示的波形时，画出输出uo的波形。,(6-19),首先计算上下门限电压：,(6-20),根据传输特性画输出波形图。,2V,(6-21),u+=0 时翻转，可以求出上下门限电压。,二、上行迟滞比较器,当u+ u- =0 时, uo= +UOM 当u+ u- =0时, uo= -UOM,1. 没加参考电压的上行迟滞比较器,(6-22),上下门限电压：,(6-23),上下门限电压：,当uo= +UOM时：,当uo= -UOM时：,2. 加上参考电压后的上行迟滞比较器,(6-24),传输特性：,(6-25),迟滞比较器电路改进：为了稳定输出电压，可以在输出端加上双向稳压管。,思考题：如何计算上下限？,(6-26),一、电路结构,上下门限电压：,下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端。,5 方波发生器,(6-27),二、工作原理,1. 设 uo = + UOM,此时，输出给C 充电!,则：u+=UH,一旦 uc UH , 就有 u- u+ ,在 uc UH 时，,u- u+ ,uo 保持 + UOM 不变；,uo 立即由UOM 变成UOM,(6-28),此时，C 经输出端放电。,2. 当uo = -UOM 时，,u+=UL,uc降到UL时，uo上翻。,当uo 重新回到UOM 以后，电路又进入另一个 周期性的变化。,(6-29),0,T,输出波形：,(6-30),RC电路：起反馈和延迟作用，获得一定的频率。,下行迟滞比较器：起开关作用，实现高低电平的转换。,方波发生器各部分的作用：,(6-31),三、周期与频率的计算,f=1/T,uc上升阶段表示式:,uc下降阶段表示式:,(6-32),方波发生器电路的改进：,(6-33),思考题：点 b 是电位器 RW 的中点，点 a 和点 c 是 b 的上方和下方的某点 。试定性画出点电位器可动端分别处于 a、b、c 三点时的 uo - uc 相对应的波形图。,(6-34),电路一：方波发生器 矩形波积分电路三角波,6 三角波发生器,此电路要求前后电路的时间常数配合好，不能让积分器饱和。,(6-35),uo,三角波的周期由方波发生器确定，其幅值也由周期T和参数R、C决定。,(6-36),电路二：电路一的改型,反向积分电路,上行迟滞比较器,特点：由上行的迟滞比较器和反相积分器级联构成，迟滞比较器的输出作为反相积分器的输入，反相积分器的输出又作为迟滞比较器的输入。,(6-37),上行的迟滞比较器,回顾:,上下门限电压：,(6-38),回顾:,反相积分器,(6-39),(6-40),周期和频率的计算：,(6-41),电路三：是电路二的改型电路,调整电位器 RW 可以使三角波上下移动。即给纯交流的三角波叠加了一个直流分量。,(6-42),T1 时间段，电容 C 通过 R 放电,T2 时间段，电容 C 通过 R 充电,充放电的 时间T1、T2可通过 R、R调整。 当R=0时，则为锯齿波发生器。,电路四：是电路二的改进电路,uo1被嵌位 于Uz,(6-43),7 锯齿波发生器,改变三角波发生器中积分电路的充放电时间常数，使放电的时间常数为0，即把三角波发生器转换成了锯齿波发生器。,(6-44),(6-45),