7.2 非正弦波信号 产生电路
7.2.1 电压比较器
7.2.2 方波产生电路
7.2.3 压控方波产生电路
第 7 章 信号产生电路
7.2.1 电压比较器 (Comparer)
一、单限电压比较器
功能:
类型 基本比较器 简单比较器 ( 单门限 )窗口比较器 ( 双门限 )
迟滞比较器 ( 施密特触发器 )
比较电压信号 ( 被测试信号与标准信号 ) 大小
8
uI uO O uI
uO1. 过零电压比较器 uI < 0
uI > 0
UOmax
UOmax
UOH
UOL
第 7 章 信号产生电路
OuI
uO
2. 同相输入单门限比较器
8
uI
UREF UZ
UZ
UREF
uI < UREFUZ
uI > UREF
门限电压 UT
特点 : 1) 工作在非线性区2) 不存在虚短 ( 除了 uI = UREF 时 )
3) 存在虚断
门限电压 UT = UREF
第 7 章 信号产生电路
二、窗口比较器
uO
88
U1
U2
uI
V1
V2
uO1
uO2
设 U1 > U2 ,比较器采用单电源
uI uO1 uO2 V1 V2 uO
< U2
> U1
U2 < uI < U1
UOmax 截止 导通 UZ0
UOmax 0 导通 截止 UZ
0 0 截止 截止 0
UZ
OuI
uO
U1U2
第 7 章 信号产生电路
应用举例 — 三极管 值分选电路
88
5 V
2.5 V
V1
V2
V
+15 V
10 k
20 k
20 k
430 k
1 M 5 k
1.5 k
3CG
50 100 , LED 不亮。分析电路是否满足要求: < 50 或 > 100 , LED 亮,
[ 解 ] IB = (15 0.7 ) /1430 = 0.01 mA
当 < 50 时, IC < 0.5 mA , UC < 2.5 V, V2 导通, LED 亮当 > 100 时, IC > 1 mA , UC > 5 V V1 导通, LED 亮当 50 100 时, 2.5 V UC <5 V , LED 不亮
第 7 章 信号产生电路
1) 电路和门限电压
三、迟滞比较器1. 反相型迟滞比较器
uI R
R1
8
UREF
R2
R3
UZPP
uO
正反馈
21
2Z
21
1REFP RR
RU
RR
RUU
当 uI > uP 时, uO = UZ
当 uI < uP 时, uO = +UZ
当 uI = uP 时, 状态翻转
21
2Z1REFT RR
RURUU
21
2Z1REFT RR
RURUU
例: R1 = 30 k , R2 =15 k,UZ = 6 V, UREF = 0, 求 UT 。
)(V 23015
156
V)( 23015
156
-T
T
U
U ,
第 7 章 信号产生电路
特点:
2) 传输特性R
R1
8uI
UREF
R2
R3
UZPP
uO
OuI
uO
UT+UT
UZ
UZ当 uI 逐渐增大时 只要 uI < UT+ ,则 uO = U
Z一旦 uI > UT+ ,则 uO = UZ
当 uI 逐渐减小时只要 uI > U T ,则 uO = U
Z一旦 uI < UT ,则 uO = UZ
上门限
下门限
U = UT+ UT
U 回差电压
uI 上升时与上门限比 ,
uI 下降时与下门限比。
第 7 章 信号产生电路
2. 同相型迟滞比较器
R1
R 8
uI
UREF
R2
R3
UZ
NN
PP
uO
21
2Z1IP RR
RURuu
状态翻转时, uP = uN = UREF REF21
2Z1I URR
RURu
即
若 UREF = 01
2ZT
R
RUU 则
1
2ZT R
RUU
传输特性
OuI
uO
UT+UT
UZ
UZ
U = UT+ UT
1
2Z2
R
RU
第 7 章 信号产生电路
应用举例
抗干扰
O
uI
tt
单门限比较单门限比较UT
uO
UOH
UOLO tt
迟滞比较迟滞比较
O
uI
ttUT-
UT+
UOH
UOLO tt
整形
O
uI
ttUT+
UT-
O
uO
tt
UOH
UOL
O
uI
tt
UT+
UT-
O
uO
tt
UOH
UOL
uO
第 7 章 信号产生电路
7.2.2 方波产生电路 (Astable Multivibrator)1. 电路组成和输出波形
R1
C
8
R2
R3
UZ
uO
R
积分电路 滞回比较器
UZ
uO uC
tUT+
UT-
UZ
2. 振荡频率21
2ZT RR
RUU
21
2ZT RR
RUU
)2
1ln(21
2
R
RRCT
Tf
1
占空比 = 50%
第 7 章 信号产生电路
7.2.3 压控方波产生电路一、积分 - 施密特触发器型压控振荡器
V1
V2
+VCC
V3
施密特触发器
ud
uO
R
C
uC
I0
V4V5
压控恒流源压控恒流源
积分器积分器镜象电流源镜象电流源
uO = UOL
V3 截止,uO = UOH
C 充电至 UT+
V3 导通,
C 放电至 UT
uO = UOL
uC
t
UOm
uO
t
UT+
UT-
占空比 50%
I0
I0
第 7 章 信号产生电路
二、 8038 集成函数发生器
CC32 V
CC31 V
> I01
电子开关 SS
当 Q = 0 , S 断开,C 充电 (I01) 至 2/3VC
C
Q = 1当 Q = 1 , S 闭合,C 放电 (I02 I01) 至 1/3VC
C
Q = 0
当 I02 = 2I01 ,引脚 9 输出方波,引脚 3 输出三角波;当 I02 < 2I01 ,引脚 9 输出矩形波,引脚 3 输出锯齿波。
1. 原理
1111
88
+VCC
R
R
R
R
S
C
I01
I02
uC
66
99
33
22
VEE
或地
Q1010
Q
反相器
电压跟随器
正弦波变换器
第 7 章 信号产生电路
2. 应用1
2
3
4
5
6
7 8
ICL8038
14
13
12
11
10
9
1314正弦波
失真度调整正弦波失真度调整
正弦波输出三角波输出
矩形波输出调频偏置电压输入
调频偏置电压输出
接电阻 RA
接电阻 RB接电容 C
+VCC
VEE ( 或地 )
调占空比和正弦波失真
调频率
调占空比和正弦波失真
RP2
RP4
RP1
+VCC
VEE
RRA
ICL80384 5
1
3
10 11 128
RB
RP3
C
C1
6 9
2
第 7 章 信号产生电路