2022-2023学年高二物理竞赛课件：非正弦信号产生电路

非正弦信号产生电路 非正弦信号产生电路 (1) 确定阈值电压 设图 (a)所示电路中运放为理想运放， ，且根据叠加原理有 令 ，则比较器的阈值电压为 所以得到迟滞比较器的两个阈值电压分别为 电压比较器 非正弦信号产生电路 若考虑稳压管电压，则阈值电压分别为 定义两个阈值电压的差值为门限宽度或回差电压，记作 电压比较器 非正弦信号产生电路 (2) 确定电压传输特性 电压比较器 迟滞比较器的输出电压在输入电压分别等于两个阈值电压时，跃变的方式是不同的。 并逐渐增大， ，则输出电压 继续增大直至达到并略大于阈值电压 时，输出电压由 跃变为 一、 二、 并逐渐减小， ，则输出电压 继续减小直至达到并略小于阈值电压 时，输出电压由 跃变为 【例】 设计迟滞电压比较器，使其电压传输特性曲线如图0(a)所示。要求输出用稳压二极管限幅电路，所用反馈电阻在 之间选择，参考电压 。 解：根据图0(a)所示电压传输特性曲线的变化方向，阈值电压 ，因此，电路选用带参考电压的反相输入迟滞比较器，如图0(b)所示。 整理得 非正弦信号产生电路 3. 集成电压比较器 电压比较器可以作为模拟电路和数字电路的接口电路。和集成运放相比，集成电压比较器的开环增益低，失调电压大，共模抑制比小，因而其灵敏度不如用集成运放构成的比较器高；但是集成电压比较器的响应速度快，传输延迟时间短，且一般不需外加限幅电路就能够直接驱动TTL、CMOS和ECL等数字电路。有些集成电压比较器芯片带负载能力很强，可以直接驱动继电器和指示灯。 集成电压比较器LM339内部集成了四个独立的电压比较器，可应用于A/D转换器、宽限VCO、MOS时钟发生器、高电压逻辑门电路和多谐振荡器等 (1) 电路结构 LM339集成电路管脚排列图 电压比较器 非正弦信号产生电路 (2) 构成单限比较器的常用接法 LM339集成电路构成单限比较器 电压比较器 非正弦信号产生电路 矩形波产生电路 1. 工作原理 振荡周期为 矩形波产生电路波形 矩形波产生电路 非正弦信号产生电路 矩形波产生电路 2. 实用的占空比可调矩形波产生电路 占空比可调的矩形波产生电路 电路输出波形的占空比为 非正弦信号产生电路 三角波产生电路 1. 工作原理 将方波产生电路的输出信号经过积分运算电路处理，就可以在积分运算电路的输出端得到三角波。 三角波产生电路 非正弦信号产生电路 三角波产生电路 电路改进成实用的三角波产生电路 实用的三角波产生电路 非正弦信号产生电路 三角波产生电路 2. 参数计算 电路中由集成运放 根据电压叠加原理， 同相输入端电压为 构成的同相输入迟滞比较器， 其中，迟滞比较器输出电压 当 时，积分电路的输出电压 即为比较器的阈值电压， 由于迟滞比较器为同相输入，因此得到电压传输特性曲线如图 - + UREF uO A R1 uI R2 DZ 0 uI (a) (b) 1 2 3 4 5 6 7 14 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 输出1 输出2 输出3 输出4 电源 输入1- 输入1+ 输入2- 输入2+ 地 输入4+ 输入4- 输入3+ 输入3- � - + 1/4 LM339 0 UT (a)电路 (b)电压传输特性 - + uO A uC + _ DZ R1 R2 R3 R4 C 0 0 +UZ -UZ uO uC t t - + uO A C R1 R2 R3 R4 D1 D2 (a) 0 0 +UZ -UZ T2 T1 (b) uC uO 充电 放电 - + R2 A1 + R1 R4 R3 R5 - A2 uO C uO 0 - + R2 A1 + R1 R4 R3 R5 - A2 uO C $