2022-2023学年高二物理竞赛课件：石英晶体正弦波振荡电路

石英晶体正弦波振荡电路 石英晶体正弦波振荡电路 SiO2结晶体按一定方向切割的晶片。 压电效应和压电振荡:机械变形和电场的关系 固有频率只决定于其几何尺寸,故非常稳定。 容性 感性 阻性 一般LC选频网络的Q为几百,石英晶体的Q可达104~106;前者Δf/f为10-5,后者可达10-10~10-11。 1. 石英晶体的特点 ‹#› 2. 电路 ① 石英晶体工作在哪个区? ② 是哪种典型的正弦波振荡电路? ① 石英晶体工作在哪个区? ② 两级放大电路分别为哪种基本接法? ③ C1的作用? (1)并联型电路 (2)串联型电路 ‹#› 讨论三:改错,使电路有可能产生正弦波振荡 同铭端对吗? 放大电路能放大吗?各电容的作用? ‹#› 讨论四 同铭端? 能产生正弦波振荡吗? “判振”时的注意事项: 1. 放大电路必须能够正常工作,放大电路的基本接法; 2. 断开反馈,在断开处加 f=f0的输入电压; 3. 找出在哪个元件上获得反馈电压,是否能取代输入电压。 三个电路有什么相同之处?这样的电路形式有什么好处? ‹#› 5 §8.2 电压比较器 一、概述 二、单限比较器 三、滞回比较器 四、窗口比较器 五、集成电压比较器 ‹#› 6 一、概述 1. 电压比较器的功能:比较电压的大小。 输入电压是模拟信号;输出电压表示比较的结果,只有高电平和低电平两种情况,为二值信号。使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压。 广泛用于各种报警电路。 2. 电压比较器的描述方法 :电压传输特性 uO=f(uI) 电压传输特性的三个要素: (1)输出高电平UOH和输出低电平UOL (2)阈值电压UT (3)输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向 ‹#› 3. 几种常用的电压比较器 (1)单限比较器:只有一个阈值电压 (3)窗口比较器: 有两个阈值电压, 输入电压uI单调变化时, 输出电压uo跃变两次。 (2)滞回比较器:两个阈值电压,输入电压的变化方向不同,阈值电压也不同,输入电压uI单调变化时,输出电压uo仅跃变一次,具有滞回特性, 回差电压: ‹#› 4、集成运放的非线性工作区 电路特征:集成运放处于开环或仅引入正反馈 理想运放工作在非线性区的特点: 1) 净输入电流为0 2) uP> uN时, uO=+UOM uP< uN时, uO=-UOM 无源网络 5、教学基本要求 1)电路的识别及选用;2)电压传输特性的分析。 ‹#› 确定运放工作区的方法: 若有负反馈,则运放工作在线性区; 若开环,或只引入了正反馈,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(即虚断仍存在)。 3.输出电阻仍可以认为是0。 ‹#› 二、单限比较器 (1)UT=0 (2)UOH=+ UOM, UOL=- UOM (3)uI > 0 时 uO =-UOM; uI < 0 时 uO =+ UOM 集成运放的净输入电压等于输入电压,为保护集成运放的输入级,需加输入端限幅电路。 二极管限幅电路使净输入电压最大值为±UD 1. 过零比较器 必要吗? ‹#› 阈值电压:UT = 0 输出: uI > 0 → uo = - UOM uI < 0 → uo = + UOM 1. 过零比较器 开环 同相过零 比较器 反相过零比较器 ‹#› $