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案例二：无线通信系统的实现
总结词
无线通信系统的实现案例探讨了模拟电子技术在无线通信领域的应用，重点介绍了无线发射机和无线 接收机的设计和实现。
详细描述
该案例首先介绍了无线通信系统的基本原理和组成，然后详细阐述了无线发射机和无线接收机的设计 和实现过程。通过电路图、原理分析和测试数据等手段，展示了无线通信系统的关键技术和性能指标 。最后，对无线通信系统的优势和局限性进行了分析和讨论。
模拟电子技术的发展趋势
总结词
随着科技的不断发展，模拟电子技术也在不断进步和 完善，未来将朝着更高精度、更高速度、更低功耗的 方向发展。
详细描述
随着集成电路和微电子技术的不断发展，模拟电子器件 的精度和稳定性得到了显著提高，同时其体积和成本也 在不断降低。此外，随着数字信号处理技术的广泛应用 ，模拟电子技术也与数字电子技术相互融合，形成了混 合信号处理技术。未来，模拟电子技术将继续朝着更高 精度、更高速度、更低功耗的方向发展，为各领域的科 技进步提供更加有力的支持。
02
模拟电子技术基础
电子元件
01
02
03
电子元件的种类
电子元件是构成电子设备 的基本单元，包括电阻、 电容、电感、二极管、晶 体管等。
电子元件的作用
电子元件在模拟电子技术 中起着关键作用，它们可 以用于信号处理、放大、 滤波、振荡等。
电子元件的特性
每种电子元件都有其独特 的电气特性，如电阻的阻 值、电容的容值、电感的 感值等。
音频信号的滤波
通过模拟电子技术，可以 对音频信号进行滤波处理 ，去除噪声和其他干扰。
音频信号的调制
通过模拟电子技术，可以 将音频信号调制到高频载 波上，以便于传输和广播 。
模电PPT【2024版】
一、结型场效应管（JFET）
N沟道结型场效应管
漏极d (drain)
栅极 g(gate)
导电沟道
源极s(source)
N沟道结构示意图
1、工作原理
•栅-源电压uGS < 0, PN结反 偏,无载流子，属于高阻区
• N型半导体中多子导电， 不经过 PN 结
▪ 栅-源电压uGS 控制耗尽层宽 度，进而控制沟道宽度
例：已知UZ、 [IZmin , IZmax]、RL ，求限流电阻R的取 值范围。
➢ Uo =UZ ➢ IDz [IZmin , IZmax]
IR
I DZ
Uz RL
R UI UZ IR
例 现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为6V和8V，正向
导通电压为0.7V。试问： （1）若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？ （2）若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？
理想 二极管
导通时△i与△u 成线性关系
理想开关： 导通时 UD＝0 截止时IS＝0
近似分析 中最常用
导通时UD＝Uon 截止时IS＝0
应根据不同情况选择不同的等效电路！
100V？5V？1V？
？
2、微变等效电路
当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极 管等效为一个电阻，称为动态电阻，也就是微变等效电路。
c-e间击穿电压
最大集电极耗散功 率，PCM＝iCuCE
安全工作区
讨论一：
PCM iCuCE
uCE=1V时的iC就是ICM
2.7
iC iB
U CE
U（BR）CEO
由图示特性求出PCM、ICM、U （BR）CEO 、β。
§1.4 场效应管（FET）
数电模电课件全集汇总
33
1.2.3 二极管电路的分析方法及应用
（1）二极管理想模型 如果二极管正向压降远小于和它串联的 电路的电压，反向电流远小于和它并联的电 路的电流，则可忽略二极管的正向压降和反 向电流对电路的影响，即认为二极管具有理 想的伏安特性。理想的二极管可以用一个理 想的开关来等效，正偏时开关闭合，反偏时 开关断开。
杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数 量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂 质浓度相等。
14
1.1.3 PN结及其单向导电性
利用半导体的制作工艺，在同一片半导体 基片上，分别制造P型半导体和N型半导体， 经过载流子的扩散，在它们的交界面处就 形成了PN结。 PN结具有单一型半导体所不具有的新特性， 利用这种新特性可以制造出各种半导体器 件。如二极管、三极管和场效应管等。
15
1.1.3 PN结及其单向导电性
1、PN结的形成 多数载流子因浓度上的差异而形成的运 动称为扩散运动。
16
1.1.3 PN结及其单向导电性
扩散运动的结果，在交界面P区一侧因失去了空穴而出现 负离子区；而N区一侧因失去自由电子出现了正离子区。 正负离子都被束缚在晶格内不能移动，于是在交界面两侧 形成了正、负空间电荷区。在空间电荷区内可以认为载流 子已被“耗尽”，故又称耗尽区或耗尽层。
24
1.2.2 伏安特性及主要参数
1、二极管的伏安特性曲线
二极管两端的电压U及其流过二极管的电流I之间的关 系曲线，称为二极管的伏安特性曲线。用实验的方法，在二 极管的正极和负极加上不同极性和不同数值的电压，同时测 量流过二极管的电流值，就得到二极管的伏安特性。
25
1.2.2 伏安特性及主要参数
27
1.2.2 伏安特性及主要参数
1.2.3 二极管电路的分析方法及应用
（1）二极管理想模型 如果二极管正向压降远小于和它串联的 电路的电压，反向电流远小于和它并联的电 路的电流，则可忽略二极管的正向压降和反 向电流对电路的影响，即认为二极管具有理 想的伏安特性。理想的二极管可以用一个理 想的开关来等效，正偏时开关闭合，反偏时 开关断开。
杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数 量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂 质浓度相等。
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1.1.3 PN结及其单向导电性
利用半导体的制作工艺，在同一片半导体 基片上，分别制造P型半导体和N型半导体， 经过载流子的扩散，在它们的交界面处就 形成了PN结。 PN结具有单一型半导体所不具有的新特性， 利用这种新特性可以制造出各种半导体器 件。如二极管、三极管和场效应管等。
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1.1.3 PN结及其单向导电性
1、PN结的形成 多数载流子因浓度上的差异而形成的运 动称为扩散运动。
16
1.1.3 PN结及其单向导电性
扩散运动的结果，在交界面P区一侧因失去了空穴而出现 负离子区；而N区一侧因失去自由电子出现了正离子区。 正负离子都被束缚在晶格内不能移动，于是在交界面两侧 形成了正、负空间电荷区。在空间电荷区内可以认为载流 子已被“耗尽”，故又称耗尽区或耗尽层。
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1.2.2 伏安特性及主要参数
1、二极管的伏安特性曲线
二极管两端的电压U及其流过二极管的电流I之间的关 系曲线，称为二极管的伏安特性曲线。用实验的方法，在二 极管的正极和负极加上不同极性和不同数值的电压，同时测 量流过二极管的电流值，就得到二极管的伏安特性。
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1.2.2 伏安特性及主要参数
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1.2.2 伏安特性及主要参数
模拟电路基础教程PPT完整全套教学课件全
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透彻掌握器 件特性
1
重视对电路 构成原理的
学习
2
理论与实践 的关系
3
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目前国内使用较多的电路设计仿真软件有PSPICE、Proteus和Multisim 等。就模拟电路仿真来说,Multisim 以其界面友好、功能强大、易于学习 的优点而受到高校电类专业师生和工程技术人员的青睐。Multisim13.0版 本已上市,但目前使用比较稳定、用户数较多的还是10.0版本。对于使用 者来说,只要有一台计算机和Multisim 软件,就相当于拥有了一间设备齐全 的电路实验室,可以调用元器件,搭建电路,利用虚拟仪器进行测量,对电路 进行仿真测试,可以实时修改各类电路参数,实时仿真,从而帮助使用者了解 各种电路变化对电路性能的影响,对电路的测量直观、智能,是进行电路分 析和设计的有效辅助工具。使用者在学习和解题的过程中,可以通过 Multisim 对电路中某个节点的电压波形、某条支路的电流波形、电路结构 变化产生的影响等方方面面问题快速仿真而得到答案。
模拟电路基础教程PPT课件
1.1.4 一般电子系统的构成 1.电子系统的分类
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模拟电子 系统
数字电子 系统
模拟电路基础教程PPT课件
2.电子系统的构成
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模拟电路基础教程PPT课件
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1.1.5 模拟电子技术的发展
在式(1-1-1)中,K 为常数,使u(t)和T(t)之间形成如图1-1-1所示的相 似形关系。如果K 不能保持为常数,则称模拟信号发生了失真。失真问 题是模拟电路中始终需要引起注意和克服的重要问题。
模拟电子技术基础的ppt【可编辑全文】
可编辑修改精选全文完整版模拟电子技术根底的ppt模拟电子技术以晶体管、场效应管等电子器件为根底，以单元电路、集成电路的分析和设计为主导，研究各种不同电路的结构、工作原理、参数分析及应用。
1、模拟信号我们将连续性的信号称为模拟信号，而将离散型的信号称为数字信号。
2、模拟电路模拟电路是对模拟信号进行处理的电路，其最根本的处理是对信号的放大，含有功能和性能各异的放大电路。
电子信息系统由信号的提取、信号的预处理、信号的加工和信号的驱动与执行四局部构成，如下列图所示。
1、根本概念导体：极易导电的物体;绝缘体：几乎不导电的物体;半导体：导电性介于导体和绝缘体之间的物质;2、本征半导体共价键：在硅和锗的结构中，每个原子与其相邻的原子之间形成共价键，共用一对价电子;自由电子：由于热运动，具有足够能量而挣脱共价键束缚的价电子;空穴：由于自由电子的产生，使得共价键中产生的空位置;复合：自由电子与空穴相碰同时消失的现象;载流子：运载电荷的粒子;导电机理：在本征半导体中，电流包括两局部，一局部是自由电子移动产生的电流，另一局部是由空穴移动产生的电流，因此，本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。
温度越高，载流子浓度越高，本征半导体导电能力越强。
3、本征半导体共价键：在硅和锗的结构中，每个原子与其相邻的原子之间形成共价键，共用一对价电子;自由电子：由于热运动，具有足够能量而挣脱共价键束缚的价电子;空穴：由于自由电子的产生，使得共价键中产生的空位置;复合：自由电子与空穴相碰同时消失的现象;载流子：运载电荷的粒子;导电机理：在本征半导体中，电流包括两局部，一局部是自由电子移动产生的电流，另一局部是由空穴移动产生的电流，因此，本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。
温度越高，载流子浓度越高，本征半导体导电能力越强。
以实际材料为例，迅速讲解相关知识，举例大量的实际电路知识，图示性强。
能使人很清晰的看懂知识点。
第一章：直流稳压电源的制作与调试(第1-12课时)第二章：分立元件放大电路分析与调试(第12-30课时)第三章：集成运算放大器根底及负反应电路(第31-37课时) 第四章：集成运算放大器的应用(第38-49课时)第五章：功率放大电路(第50-58课时)第六章：正弦波振荡电路(第59-63课时)第七章：光电子器件及其应用(第64-68课时)第八章：晶闸管及其应用电路(第69-76课时)。
模电的课件
理、步骤、数据记录等。
实验实施
03
按照实验方案进行实验操作，注意观察和记录实验数据，及时
处理异常情况。
实验结果分析与讨论
实验结果整理
对实验数据进行整理和分析，确保数据的准确性和可靠性。
结果讨论
根据实验结果，对实验原理、操作过程、数据处理等方面进行讨 论和总结。
改进建议
针对实验中存在的问题和不足，提出改进建议和措施，为今后的 实验教学提供参考。
模拟电路的特点
模拟电路具有连续性、真实性等特点 ，能够实现对模拟信号的放大、滤波 、转换等功能。
模拟电路与数字电路区别
信号形式
模拟电路处理的是连续的模拟信 号，而数字电路处理的是离散的
数字信号。
信号处理方式
模拟电路通过对模拟信号进行放大 、滤波等操作实现信号的处理，而 数字电路则通过逻辑门电路对数字 信号进行运算和处理。
放大电路
01
02
03
电压放大电路
通过电阻和电容等元件， 将输入信号放大，输出电 压幅度远大于输入电压幅 度。
电流放大电路
通过晶体管等元件，将输 入信号放大，输出电流幅 度远大于输入电流幅度。
功率放大电路
通过晶体管等元件，将输 入信号放大，输出功率远 大于输入功率，用于驱动 负载。
滤波电路
低通滤波电路
精度和稳定性
由于数字信号只有高低电平两种状 态，因此数字电路的精度和稳定性 通常比模拟电路更高。
模拟电路应用领域
通信领域
模拟电路在通信领域中有着广 泛的应用，如手机、电话、无 线电等通信设备中都离不开模
拟电路。
音频领域
模拟电路可以实现对音频信号 的放大和处理，因此在音响、 录音设备等音频领域中也有广 泛的应用。
模电课件ppt
线性系统分析
研究非线性电路的静态和动态特性，如分岔、混沌等现象。
非线性系统分析
利用控制理论和方法研究电路系统的反馈控制和自动调节。
控制系统分析
通过最优化算法和数学规划方法，寻求电路性能的最佳设计方案。
最优化系统分析
模拟电路元件
总结词
电阻是模拟电路中最基本的元件之一，用于限制电流。
详细描述
电阻的阻值大小由其材料、长度和横截面积决定，通常用欧姆（Ω）作为单位。在电路中，电阻用于调节电流和电压，实现各种不同的功能。
总结词
不同类型的电阻具有不同的特性，如碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻等。
详细描述
碳膜电阻具有较好的稳定性，适用于高精度的测量和控制系统；金属膜电阻具有较低的温度系数和稳定的性能，适用于高频电路；水泥电阻则具有较大的功率容量，适用于大电流电路。
01
02
03
04
总结词：电容是模拟电路中用于存储电荷的元件，具有隔直流通交流的特性。详细描述：电容的容量大小由其电极面积和间距决定，通常用法拉（F）作为单位。在电路中，电容用于滤波、旁路、耦合等作用，能够平滑电流或电压的波动。总结词：不同类型的电容具有不同的特性，如电解电容、陶瓷电容、薄膜电容等。详细描述：电解电容具有较大的容量和较低的价格，适用于低频电路；陶瓷电容具有较高的绝缘性能和稳定的温度系数，适用于高频电路；薄膜电容具有较小的体积和较高的可靠性，适用于小型化和便携式设备。
电压放大倍数是指输出电压与输入电压的比值，用于衡量模拟电路的放大能力。
电压放大倍数是模拟电路的重要性能指标之一，它反映了电路对输入信号的放大能力。在理想情况下，电压放大倍数越大，电路的放大能力越强。然而，在实际应用中，过高的放大倍数可能导致信号失真和稳定性问题。因此，需要根据实际需求选择合适的放大倍数。
研究非线性电路的静态和动态特性，如分岔、混沌等现象。
非线性系统分析
利用控制理论和方法研究电路系统的反馈控制和自动调节。
控制系统分析
通过最优化算法和数学规划方法，寻求电路性能的最佳设计方案。
最优化系统分析
模拟电路元件
总结词
电阻是模拟电路中最基本的元件之一，用于限制电流。
详细描述
电阻的阻值大小由其材料、长度和横截面积决定，通常用欧姆（Ω）作为单位。在电路中，电阻用于调节电流和电压，实现各种不同的功能。
总结词
不同类型的电阻具有不同的特性，如碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻等。
详细描述
碳膜电阻具有较好的稳定性，适用于高精度的测量和控制系统；金属膜电阻具有较低的温度系数和稳定的性能，适用于高频电路；水泥电阻则具有较大的功率容量，适用于大电流电路。
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总结词：电容是模拟电路中用于存储电荷的元件，具有隔直流通交流的特性。详细描述：电容的容量大小由其电极面积和间距决定，通常用法拉（F）作为单位。在电路中，电容用于滤波、旁路、耦合等作用，能够平滑电流或电压的波动。总结词：不同类型的电容具有不同的特性，如电解电容、陶瓷电容、薄膜电容等。详细描述：电解电容具有较大的容量和较低的价格，适用于低频电路；陶瓷电容具有较高的绝缘性能和稳定的温度系数，适用于高频电路；薄膜电容具有较小的体积和较高的可靠性，适用于小型化和便携式设备。
电压放大倍数是指输出电压与输入电压的比值，用于衡量模拟电路的放大能力。
电压放大倍数是模拟电路的重要性能指标之一，它反映了电路对输入信号的放大能力。在理想情况下，电压放大倍数越大，电路的放大能力越强。然而，在实际应用中，过高的放大倍数可能导致信号失真和稳定性问题。因此，需要根据实际需求选择合适的放大倍数。
模电lecture20 36页PPT文档
图19.04 对数型模拟乘法器
19.1.4 集成模拟乘法器的主要参数
模拟乘法器的主要参数与运放有许多相似之 处，分为直流参数和交流参数两大类。
(1)输出失调电压 V oo
当 vXvY0 时，vO 不等于零的数值。 (2)满量程总误差 E
当 vXV XM,A vY X V YM 时A ，X 实际的输出与理 想输出的最大相对偏差的百分数。
(3)馈通误差
当模拟乘法器有一个输入端等于零，另一 个输入端加规定幅值的信号 ，输出不为零的
数值。当 vX 0，v Y 为规定值，vO EYF, 称为
Y通道馈通误差；
当 vY 0, v X 为规定值， vO EXF ， 称为
X通道馈通误差。
(4)非线性误差 E NL
模拟乘法器的实际输出与理想输出之间的 最大偏差占理想输出最大幅值的百分比。
参数
型号 F1495 1595 AD532J
K S AD539J K
满量程 精度 （%）
0. 75 0.5 2 1 1
2 1
温度 系数 (%/℃)
0.04 0.03 0.04
满量程 非线性 X: %
1 0.5 0. 8 0. 5 0.5
满量程 非线性 Y:%
2 1 0.3 0.2 0.2
小信号 带宽
(MHz) 3 3 1 1 1 30 30
电源 电压
V -15,32 -15,32 ± 10 ～ ±18
± 4. ～ ±16.5
工作温度 范围
℃
0～70 -55～125 0～70 O～70 -55～125 0～70 O～70
集成模拟乘法器使用时，在它的外围还需要有一些元件 支持。早期的模拟乘法器，外围元件很多，使用不便，后期 的模拟乘法器外围元件就很少了。
19.1.4 集成模拟乘法器的主要参数
模拟乘法器的主要参数与运放有许多相似之 处，分为直流参数和交流参数两大类。
(1)输出失调电压 V oo
当 vXvY0 时，vO 不等于零的数值。 (2)满量程总误差 E
当 vXV XM,A vY X V YM 时A ，X 实际的输出与理 想输出的最大相对偏差的百分数。
(3)馈通误差
当模拟乘法器有一个输入端等于零，另一 个输入端加规定幅值的信号 ，输出不为零的
数值。当 vX 0，v Y 为规定值，vO EYF, 称为
Y通道馈通误差；
当 vY 0, v X 为规定值， vO EXF ， 称为
X通道馈通误差。
(4)非线性误差 E NL
模拟乘法器的实际输出与理想输出之间的 最大偏差占理想输出最大幅值的百分比。
参数
型号 F1495 1595 AD532J
K S AD539J K
满量程 精度 （%）
0. 75 0.5 2 1 1
2 1
温度 系数 (%/℃)
0.04 0.03 0.04
满量程 非线性 X: %
1 0.5 0. 8 0. 5 0.5
满量程 非线性 Y:%
2 1 0.3 0.2 0.2
小信号 带宽
(MHz) 3 3 1 1 1 30 30
电源 电压
V -15,32 -15,32 ± 10 ～ ±18
± 4. ～ ±16.5
工作温度 范围
℃
0～70 -55～125 0～70 O～70 -55～125 0～70 O～70
集成模拟乘法器使用时，在它的外围还需要有一些元件 支持。早期的模拟乘法器，外围元件很多，使用不便，后期 的模拟乘法器外围元件就很少了。
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vo0时vo3V Z 29V vo0时vo3V Z 29V
VT 9V33V VT 9V33V
3. 集成电压比较器
集成电压比较器比集成运算放大器的开环增益低、失调 电压大、共模抑制比小，因而它的灵敏度往往不如用集 成运算放大器构成的比较器高，但由于集成电压比较器 通常工作在两种状态之一，因此不需要频率补偿电容， 也就不存在像集成运算放大器那样因加入补偿电容引起 转换速率受限。
3. 石英晶体的等效电路
▪ Co为静电电容，约10-12F～10-11F。 ▪ L模拟晶体的惯性，约10-3～102H。
▪ C模拟晶体的弹性，约10-14～10-13F。
▪ R等效摩擦损耗，约几百。
▪ 回路的Q很大，可达104～106。
fs
2
1 LC
fp
2
1
1 1C
LCoC 2 LC Co
CoC
改变充放电回路的时间常数及滞回比较器的电阻，即可改
变振荡周期。
9.8.3 三角波产生电路
一、电路组成
同相输入迟 滞比较器
积分电路
二、工作原理
vO1 VZ
O t
VZ
vR1R 1R2vo1R1R 2R2vo
vO
Vom
O
当v+=v-=0时，滞回比较
t
根据输出方式不同，集成电压比较器可分为普通、集电 极开路输出或互补输出三种情况。
9.8.2 方波产生电路
一、电路组成
稳压管双 向限幅
二、工作原理
设t=0时，vC=0，vO=+VZ
则
v
R1 R1 R2
VZ
当vC=v+时，
R1
R1 R2
VZ
vC
输出跳变，vO=-VZ
O t1
t2
t
则 v R1R1R2VZ
其中 C C1C2 C1 C2
由C 于 C 0C f021LCfs
二、串联型石英晶体振荡电路
当振荡频率等于fS时，晶体阻抗最小，且为纯电阻，
此时正反馈最强，相移为零，电路满足自激振荡条件。 振荡频率 f0 fs 调节R可改变反馈的强弱，以获得良好的正弦波。
9.8 非正弦信号产生电路
非正弦信号产生电路有方波产生电路、三角波产 生电路、锯齿波产生电路等。
当 vOV OL
则 V T R F R 2R 2V O L V RE F V RE F R R F F V R R 2 E F R R F 2 V O R 2L 下门限电压 回差电压 V TV TV TR 2(R V F OH R V 2O)L
传输特性
vOV O， HV TR R F F V R R 2 E FR R F 2V O R 2 H vOV O， LV TR R F F V R R 2 E F R R F 2 V O R 2 L
模电全套课件20
2. 石英晶体的基本特性
▪ 石英晶体的物理特性 石英晶体是一种各向异性的结晶体， 主要成分是二氧化硅。
▪ 石英晶体的压电效应 若在晶片的两个极板间加一电场， 会使晶体产生机械变形；反之，若在极板间施加机械力， 又会在相应的方向上产生电场。
▪ 石英晶体的压电谐振 当晶片两极加上交变电压时，晶片 就会产生机械变形振荡，同时晶片的机械振荡又会产生交 流电场。当外加交变电压的频率等于晶片的固有频率（与 晶片尺寸有关）时，机械振荡幅度最大。
vO
+VOH
VT-
O VT+ vI
-VOL
通过上述几种电压比较器的分析，可得出如下结论： ① 用于电压比较器的运放，通常工作在开环或正反馈状态
和非线性区，其输出电压只有高电平VOH和低电VOL两种
情况。 ② 一般用电压传输特性来描述输出电压与输入电压的函数
关系。 ③ 电压传输特性的关键要素
输出电压的高电平VOH和低电平VOL
9.8.1 电压比较器
电压比较器是一种用来比较 输入信号vi和参考电压VREF 的电路。
特点：开环，虚短不成立， 增益A0大于105
VCC vOVCC 运算放大器工作在非线性状态下。
1. 单门限电压比较器
门限电压
当vID=vi-VREF＜0时，运放处于负饱和状态，vo=VOL； 当vID=vi-VREF＞0时，运放转入正饱和状态，vo=VOＨ； 两个二极管是为了避免集成运放内部管子进入深饱和
解：(1)当vI=1V时，
vO(=2)0当VvI=3V时，
vO
(3)v当O=vI6=V5sint(V)时
单门限比较器的抗干扰能力
应为高电平
错误电平
2. 迟滞比较器
vIvP时v， OVOL (低电 ) 平
vIvP时v， OVOH (高电 ) 平
设 vOV OH
则 V T R F R 2R 2V O H V RE F V RE F R R F F V R R 2 E F R R F 2 V O R 2 H 上门限电压
R1 R1 R2
VZ
vO
VZ
当vC=v+时，输出又一次
O
跳变，vO=+VZ
t
VZ
三、振荡周期
t
vC(t)vC( )vC(0)vC( )e
R1 R1 R2
vC
VZ
vC(0)R1R 1R2VZ
vC()VZ
O t1
t2
R1 R1 R2
VZ
vO
t
RC
VZ
T2RCln1( 2R1)
O
t
R2
VZ
门限电压 输出电压的跳变方向
➢令vP＝vN所求出的vI就是门限电压 ➢vI等于门限电压时输出电压发生跳变 ➢跳变方向取决于是同相输入方式还是反相输入方式
9.8.6 已知VZ=6V，(1)试画出该电路的电压传输特性；(2) 画出幅值为6V正弦信号电压vi所对应的输出电压波形。
解：F R2 1
R2 R3 3 voVZvo 3
区来提高响应速度。
（1）过零比较器
输入为正负对称的正弦波 时，输出为方波。
电压传输特性
（2）门限电压不为零的比较器
电压传输特性
9.8.1 已知Rb=51K，Rc=5.1K，=50，VCES≈0，ICEO ≈0，试求：(1)当vI=1V时，vO=?(2)当vI=3V时，vO=? (3)当vI=5sint(V)时，试画出vI、vO2和vO的波形。
X 感 性
O
fs fp
f
容
容
性
性
4. 石英晶体振荡器
▪ 石英晶体振荡器有并联型晶体振荡器和串联型晶体振 荡器两类。
▪ 并联型晶体振荡器中，石英晶体以并联谐振的形式出 现，起电感作用。
▪ 串联型晶体振荡器中，石英晶体以串联谐振的形式出 现，起电阻作用。
一、并联型石英晶体振荡电路
振荡频率
f0 2
1 LCC(CC00CC)
VT 9V33V VT 9V33V
3. 集成电压比较器
集成电压比较器比集成运算放大器的开环增益低、失调 电压大、共模抑制比小，因而它的灵敏度往往不如用集 成运算放大器构成的比较器高，但由于集成电压比较器 通常工作在两种状态之一，因此不需要频率补偿电容， 也就不存在像集成运算放大器那样因加入补偿电容引起 转换速率受限。
3. 石英晶体的等效电路
▪ Co为静电电容，约10-12F～10-11F。 ▪ L模拟晶体的惯性，约10-3～102H。
▪ C模拟晶体的弹性，约10-14～10-13F。
▪ R等效摩擦损耗，约几百。
▪ 回路的Q很大，可达104～106。
fs
2
1 LC
fp
2
1
1 1C
LCoC 2 LC Co
CoC
改变充放电回路的时间常数及滞回比较器的电阻，即可改
变振荡周期。
9.8.3 三角波产生电路
一、电路组成
同相输入迟 滞比较器
积分电路
二、工作原理
vO1 VZ
O t
VZ
vR1R 1R2vo1R1R 2R2vo
vO
Vom
O
当v+=v-=0时，滞回比较
t
根据输出方式不同，集成电压比较器可分为普通、集电 极开路输出或互补输出三种情况。
9.8.2 方波产生电路
一、电路组成
稳压管双 向限幅
二、工作原理
设t=0时，vC=0，vO=+VZ
则
v
R1 R1 R2
VZ
当vC=v+时，
R1
R1 R2
VZ
vC
输出跳变，vO=-VZ
O t1
t2
t
则 v R1R1R2VZ
其中 C C1C2 C1 C2
由C 于 C 0C f021LCfs
二、串联型石英晶体振荡电路
当振荡频率等于fS时，晶体阻抗最小，且为纯电阻，
此时正反馈最强，相移为零，电路满足自激振荡条件。 振荡频率 f0 fs 调节R可改变反馈的强弱，以获得良好的正弦波。
9.8 非正弦信号产生电路
非正弦信号产生电路有方波产生电路、三角波产 生电路、锯齿波产生电路等。
当 vOV OL
则 V T R F R 2R 2V O L V RE F V RE F R R F F V R R 2 E F R R F 2 V O R 2L 下门限电压 回差电压 V TV TV TR 2(R V F OH R V 2O)L
传输特性
vOV O， HV TR R F F V R R 2 E FR R F 2V O R 2 H vOV O， LV TR R F F V R R 2 E F R R F 2 V O R 2 L
模电全套课件20
2. 石英晶体的基本特性
▪ 石英晶体的物理特性 石英晶体是一种各向异性的结晶体， 主要成分是二氧化硅。
▪ 石英晶体的压电效应 若在晶片的两个极板间加一电场， 会使晶体产生机械变形；反之，若在极板间施加机械力， 又会在相应的方向上产生电场。
▪ 石英晶体的压电谐振 当晶片两极加上交变电压时，晶片 就会产生机械变形振荡，同时晶片的机械振荡又会产生交 流电场。当外加交变电压的频率等于晶片的固有频率（与 晶片尺寸有关）时，机械振荡幅度最大。
vO
+VOH
VT-
O VT+ vI
-VOL
通过上述几种电压比较器的分析，可得出如下结论： ① 用于电压比较器的运放，通常工作在开环或正反馈状态
和非线性区，其输出电压只有高电平VOH和低电VOL两种
情况。 ② 一般用电压传输特性来描述输出电压与输入电压的函数
关系。 ③ 电压传输特性的关键要素
输出电压的高电平VOH和低电平VOL
9.8.1 电压比较器
电压比较器是一种用来比较 输入信号vi和参考电压VREF 的电路。
特点：开环，虚短不成立， 增益A0大于105
VCC vOVCC 运算放大器工作在非线性状态下。
1. 单门限电压比较器
门限电压
当vID=vi-VREF＜0时，运放处于负饱和状态，vo=VOL； 当vID=vi-VREF＞0时，运放转入正饱和状态，vo=VOＨ； 两个二极管是为了避免集成运放内部管子进入深饱和
解：(1)当vI=1V时，
vO(=2)0当VvI=3V时，
vO
(3)v当O=vI6=V5sint(V)时
单门限比较器的抗干扰能力
应为高电平
错误电平
2. 迟滞比较器
vIvP时v， OVOL (低电 ) 平
vIvP时v， OVOH (高电 ) 平
设 vOV OH
则 V T R F R 2R 2V O H V RE F V RE F R R F F V R R 2 E F R R F 2 V O R 2 H 上门限电压
R1 R1 R2
VZ
vO
VZ
当vC=v+时，输出又一次
O
跳变，vO=+VZ
t
VZ
三、振荡周期
t
vC(t)vC( )vC(0)vC( )e
R1 R1 R2
vC
VZ
vC(0)R1R 1R2VZ
vC()VZ
O t1
t2
R1 R1 R2
VZ
vO
t
RC
VZ
T2RCln1( 2R1)
O
t
R2
VZ
门限电压 输出电压的跳变方向
➢令vP＝vN所求出的vI就是门限电压 ➢vI等于门限电压时输出电压发生跳变 ➢跳变方向取决于是同相输入方式还是反相输入方式
9.8.6 已知VZ=6V，(1)试画出该电路的电压传输特性；(2) 画出幅值为6V正弦信号电压vi所对应的输出电压波形。
解：F R2 1
R2 R3 3 voVZvo 3
区来提高响应速度。
（1）过零比较器
输入为正负对称的正弦波 时，输出为方波。
电压传输特性
（2）门限电压不为零的比较器
电压传输特性
9.8.1 已知Rb=51K，Rc=5.1K，=50，VCES≈0，ICEO ≈0，试求：(1)当vI=1V时，vO=?(2)当vI=3V时，vO=? (3)当vI=5sint(V)时，试画出vI、vO2和vO的波形。
X 感 性
O
fs fp
f
容
容
性
性
4. 石英晶体振荡器
▪ 石英晶体振荡器有并联型晶体振荡器和串联型晶体振 荡器两类。
▪ 并联型晶体振荡器中，石英晶体以并联谐振的形式出 现，起电感作用。
▪ 串联型晶体振荡器中，石英晶体以串联谐振的形式出 现，起电阻作用。
一、并联型石英晶体振荡电路
振荡频率
f0 2
1 LCC(CC00CC)