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
8u
I uO O uI
uO1,过零电压比较器 u
I < 0
uI > 0
UOmax
-UOmax
UOH
UOL
第 7 章 信号产生电路
O uI
uO
2,同相输入单门限比较器
8u
I
UREF?UZ
UZ
UREF
uI < UREF -UZ
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
8
8
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
O uI
uO
U1U2
第 7 章 信号产生电路应用举例 — 三极管? 值分选电路
8
8
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
UZP
uO
正反馈
21
2Z
21
1R E F
P 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
2Z1R E F
T RR
RURUU
21
2Z1R E F
T RR
RURUU
-?
-
例,R1 = 30 k?,R2 =15 k?,
UZ =?6 V,UREF = 0,求 UT。
)(V 2
3015
156
V)( 2
3015
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
UZP
uO
O uI
uO
UT+UT-
UZ
-UZ当 uI 逐渐增大时只要 uI < UT+,则 uO = UZ
一旦 uI > UT+,则 uO = -UZ
当 uI 逐渐减小时只要 uI > U T-，则 uO = -
UZ一旦 u
I < 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
N
P
uO
21
2Z1I
P RR
RURuu
状态翻转时,uP= uN = UREF
R E F
21
2Z1I U
RR
RURu?
即若 UREF = 0
1
2Z
T R
RUU?
则
1
2Z
T R
RUU -?
-
传输特性
O uI
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
t
单门限比较
UT
uO
UOH
UOLO t
迟滞比较
O
uI
tUT-
UT+
UOH
UOLO t
整形
O
uI
t
UT+
UT-
O
uO
t
UOH
UOL
O
uI
t
UT+
UT-
O
uO
t
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
uOR
积分电路 滞回比较器 -UZ
uO uC
t
UT+
UT-
UZ
2,振荡频率
21
2ZT
RR
RUU
21
2ZT
RR
RUU
-?
-
)21l n (2
1
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
V4 V5
压控恒流源恒流源积分器积分器镜象电流源电流源
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 S
当 Q = 0,S 断开,C 充电 (I01) 至 2/3VCC Q = 1
当 Q = 1,S 闭合,C 放电 (I02 -I01) 至 1/3VCC 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
11
8
8
+VCC
R
R
R
R
S
C
I01
I02
uC
6
9
3
2
-VEE
或地
Q
10
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 12
3
4
5
6
7 8
ICL
8038
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
RR
A
ICL8038
4 5
1
3
10 11 12
8
RB
RP3
C
C1
6 9
2
第 7 章 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
8u
I uO O uI
uO1,过零电压比较器 u
I < 0
uI > 0
UOmax
-UOmax
UOH
UOL
第 7 章 信号产生电路
O uI
uO
2,同相输入单门限比较器
8u
I
UREF?UZ
UZ
UREF
uI < UREF -UZ
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
8
8
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
O uI
uO
U1U2
第 7 章 信号产生电路应用举例 — 三极管? 值分选电路
8
8
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
UZP
uO
正反馈
21
2Z
21
1R E F
P 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
2Z1R E F
T RR
RURUU
21
2Z1R E F
T RR
RURUU
-?
-
例,R1 = 30 k?,R2 =15 k?,
UZ =?6 V,UREF = 0,求 UT。
)(V 2
3015
156
V)( 2
3015
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
UZP
uO
O uI
uO
UT+UT-
UZ
-UZ当 uI 逐渐增大时只要 uI < UT+,则 uO = UZ
一旦 uI > UT+,则 uO = -UZ
当 uI 逐渐减小时只要 uI > U T-，则 uO = -
UZ一旦 u
I < 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
N
P
uO
21
2Z1I
P RR
RURuu
状态翻转时,uP= uN = UREF
R E F
21
2Z1I U
RR
RURu?
即若 UREF = 0
1
2Z
T R
RUU?
则
1
2Z
T R
RUU -?
-
传输特性
O uI
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
t
单门限比较
UT
uO
UOH
UOLO t
迟滞比较
O
uI
tUT-
UT+
UOH
UOLO t
整形
O
uI
t
UT+
UT-
O
uO
t
UOH
UOL
O
uI
t
UT+
UT-
O
uO
t
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
uOR
积分电路 滞回比较器 -UZ
uO uC
t
UT+
UT-
UZ
2,振荡频率
21
2ZT
RR
RUU
21
2ZT
RR
RUU
-?
-
)21l n (2
1
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
V4 V5
压控恒流源恒流源积分器积分器镜象电流源电流源
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 S
当 Q = 0,S 断开,C 充电 (I01) 至 2/3VCC Q = 1
当 Q = 1,S 闭合,C 放电 (I02 -I01) 至 1/3VCC 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
11
8
8
+VCC
R
R
R
R
S
C
I01
I02
uC
6
9
3
2
-VEE
或地
Q
10
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 12
3
4
5
6
7 8
ICL
8038
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
RR
A
ICL8038
4 5
1
3
10 11 12
8
RB
RP3
C
C1
6 9
2
第 7 章 信号产生电路
