第八章信号的发生和转换.
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8 细胞信号转导
第八章细胞信号转导一、细胞通讯1、细胞通讯1）定义：是指一个细胞发出的信息通过介质（配体）传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。
2）细胞通讯方式：a分泌化学信号进行通讯（大多数）b 接触性依赖的通讯——细胞直接接触，通过与质膜结合的信号分子影响其他细胞c间隙连接（动物间）或胞间连丝（植物间）通过交换小分子实现代谢偶联或电偶联3) 细胞分泌化学信号的作用方式：内分泌：由内分泌细胞分泌信号分子到血液中，通过血液循环运送到体内各个部位，作用于靶细胞。
（激素）旁分泌：细胞通过分泌局部化学递质到细胞外液中，经过局部扩散，作用于邻近靶细胞。
（生长因子）自分泌：细胞对自身分泌的物质产生反应。
（癌变细胞）化学突触：神经递质由突触前膜释放，经突触间隙扩散到突触后膜，实现电信号－化学信号－电信号的转换和传导。
细胞通过胞外信号介导的细胞通讯通常涉及如下步骤：①产生信号的细胞合成并释放信号分子；②运送信号分子到靶细胞；③信号分子与靶细胞受体特异性结合并导致受体激活④活化受体启动胞内一种或多种信号转导途径；⑤引发细胞功能、代谢或发育的改变；⑥信号的解除并导致细胞反应终止。
2、细胞的信号分子与受体1）细胞的信号分子①亲脂性信号分子：分子小，疏水性强，可进入细胞，形成激素—受体复合物调节基因表达（甾类激素和甲状腺素）②亲水性信号分子：不能穿过膜，仅能与细胞表面上的特殊受体结合，通过信号转导机制，在细胞内产生第二信使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶的活性，引起细胞应答反应（神经递质、生长因子、细胞因子、局部化学递质和大多数激素）③气体性信号分子(NO)：能进入细胞直接激活效应酶2）受体①定义：受体是一种能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子物质，当与配体结合后，通过信号转导作用将胞外信号转换为胞内化学或物理信号，以启动一系列过程，最终表现为生物学效应。
放大电路中的反馈
第八章 波形发生和信号的转换
1
• 在电子电路中，常常需要各种波形的信号，如正 弦波、矩形波、三角波和锯齿波等，作为测试信号 或控制信号。同时也为将所采集的信号能够用于测 量、控制、驱动负载或送入计算机等，常会需要将 信号进行转换，如：将电压转换成电流，将电流转 换成电压，将电压转换成频率与之成正比的脉冲 等……
(UR
=
0
时)
uo
ui
+
+ uo
+UOM
0 -UOM
ui
跳变一次
+
+ uo ui
uo
+UOM
0 -UOM
ui
24
例：利用电压比较器将正
ui
弦波变为方波。
ui
+
+ uo
uo
+Uom -Uom
t t
25
电路改进：用稳压管稳定输出电压。
uo
ui
+ +
uo
+UZ
UZ
0
ui
-UZ
电压比较器的另一种形式 ——将双向稳压管接
2
第一节 正弦波振荡电路
在各种波形的信号中，正弦波应用最广泛，而且它也是低 频电子电路的测试信号，所以我们首先以正弦波产生电路为 例来了解波形（信号）产生电路的组成原则，工作原理等。 1、正弦波振荡电路：在没有外加输入信号的情况下，依靠 电路自激振荡而产生正弦波输出电压的电路。广泛用于测量、 遥控、通信、自动控制、热处理和超声波电焊等设备中。 2、正弦波振荡电路的种类：（用选频网络命名） ① RC正弦波振荡电路；② LC正弦波振荡电路；③ 石英晶 体正弦波振荡电路。
1
• 在电子电路中，常常需要各种波形的信号，如正 弦波、矩形波、三角波和锯齿波等，作为测试信号 或控制信号。同时也为将所采集的信号能够用于测 量、控制、驱动负载或送入计算机等，常会需要将 信号进行转换，如：将电压转换成电流，将电流转 换成电压，将电压转换成频率与之成正比的脉冲 等……
(UR
=
0
时)
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+
+ uo
+UOM
0 -UOM
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跳变一次
+
+ uo ui
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+UOM
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例：利用电压比较器将正
ui
弦波变为方波。
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+ uo
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+Uom -Uom
t t
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电路改进：用稳压管稳定输出电压。
uo
ui
+ +
uo
+UZ
UZ
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-UZ
电压比较器的另一种形式 ——将双向稳压管接
2
第一节 正弦波振荡电路
在各种波形的信号中，正弦波应用最广泛，而且它也是低 频电子电路的测试信号，所以我们首先以正弦波产生电路为 例来了解波形（信号）产生电路的组成原则，工作原理等。 1、正弦波振荡电路：在没有外加输入信号的情况下，依靠 电路自激振荡而产生正弦波输出电压的电路。广泛用于测量、 遥控、通信、自动控制、热处理和超声波电焊等设备中。 2、正弦波振荡电路的种类：（用选频网络命名） ① RC正弦波振荡电路；② LC正弦波振荡电路；③ 石英晶 体正弦波振荡电路。
模拟电子技术 第八章 波形的发生和信号的转换1(新)
R1 U T U Z R2
第二节 非正弦波发生电路
三角波发生电路的振荡原理
电路状态翻转时，uP1=?
1 uO uO1 (t2 t1 ) uO (t1 ) R3C
R1 R2 uP1 uO1 uO R1 R2 R1 R2
合闸通电，通常C 上电压为0。设uO1↑→ uP1↑→ uO1↑↑，直至 uO1 ＝ UZ（第一暂态）；积分电路反向积分，t↑→ uO↓，一旦uO 过－ UT ，uO1从＋ UZ跃变为－ UZ （第二暂态） 。 积分电路正向积分，t↑→ uO↑， 一旦uO过＋ UT ， uO1从 － UZ跃变为＋ UZ ，返回第一暂态。重复上述过程，产生周期性的 第八章 波形的发生和信号的转换 变化，即振荡。
四、锯齿波发生电路
1. R3应大些？小些？ 2. RW的滑动端在最上端 和最下端时的波形？
≈T
3. R3短路时的波形？
第八章 波形的发生和信号的转换
第二节 非正弦波发生电路
讨论一
已知uO1和uO2的峰-峰值均为12V，二极管为理想二极管。 1、求出稳压管的稳压值UZ和R4的阻值； 2、定性画出uO1、uO2的波形图； 3、求解δ的表达式。
模拟电子技术
电子教案
沈阳工业大学
电子技术教研室
第八章 波形的发生和信号的转换
第八章 波形的发生和信号的转换
第八章 波形的发生和信号的转换
目
录
第一节 电压比较器
第二节 非正弦波发生器
第三节 正弦波发生器
第四节 信号转换电路
第八章 波形的发生和信号的转换
第一节 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
电子技术基础第八章 波形发生和信号转换
8.2.4 窗口比较器
图8.2.13
8.2.5 集成电压比较器 一、集成电压比较器的特点和分类
1、特点 响应速度快，传输延迟时间短，一般不需要外 加限幅电路就可直接驱动TTL、CMOS和ECL等数 字电路；有些芯片带负载能力强，可直接驱动继电 器和指示灯。 2、分类 单、双和四电压比较器； 通用、高速、低功耗、低电压和高精度型电压 比较器； 普通输出、集电极（漏极）开路输出或互补输 出型。 此外，还有的集成电压比较器带有选通端。
例8.2.2 在图6.2.9电路 中， R1=50KΩ, R2=100KΩ, ±UZ=±9V， 已知uI波形，试画出 uO的波形。
图8.2.11
例8.2.3 设计一个电压比较器，使其具有如图8.2.12（a） 所示的电压传输特性。要求电阻在20～100KΩ 之间。
图8.2.12
解：
若R1取为25KΩ，则R2应取为50 KΩ ；或各取为 50 KΩ和100 KΩ 。
由于C<<C0，所以fp≈fs。
二、石英晶体正弦波振荡电路 1、并联型石英晶体正弦波振荡电路 电路如图8.1.29所示，石英晶体等效为电感，和 C1、C2组成电容反馈式正弦波振荡电路。振荡频率 为 f p。 2、串联型石英晶体正弦波振荡电路 电路如图8.1.30所示，石英晶体等效为电阻，振荡 频率为fs。
，即
，φF=0o。
二、桥式正弦波振荡电路 f=f0时， ，所以 图8.1.6 在图8.1.7中
采用非线性环节， 例如热敏电阻以稳定 输出电压。
图8.1.7
三、振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路
图8.1.9
8.1.3 LC正弦波振荡电路 一、 LC谐振回路的频率特性
图8.1.10
谐振频率
图8.2.13
8.2.5 集成电压比较器 一、集成电压比较器的特点和分类
1、特点 响应速度快，传输延迟时间短，一般不需要外 加限幅电路就可直接驱动TTL、CMOS和ECL等数 字电路；有些芯片带负载能力强，可直接驱动继电 器和指示灯。 2、分类 单、双和四电压比较器； 通用、高速、低功耗、低电压和高精度型电压 比较器； 普通输出、集电极（漏极）开路输出或互补输 出型。 此外，还有的集成电压比较器带有选通端。
例8.2.2 在图6.2.9电路 中， R1=50KΩ, R2=100KΩ, ±UZ=±9V， 已知uI波形，试画出 uO的波形。
图8.2.11
例8.2.3 设计一个电压比较器，使其具有如图8.2.12（a） 所示的电压传输特性。要求电阻在20～100KΩ 之间。
图8.2.12
解：
若R1取为25KΩ，则R2应取为50 KΩ ；或各取为 50 KΩ和100 KΩ 。
由于C<<C0，所以fp≈fs。
二、石英晶体正弦波振荡电路 1、并联型石英晶体正弦波振荡电路 电路如图8.1.29所示，石英晶体等效为电感，和 C1、C2组成电容反馈式正弦波振荡电路。振荡频率 为 f p。 2、串联型石英晶体正弦波振荡电路 电路如图8.1.30所示，石英晶体等效为电阻，振荡 频率为fs。
，即
，φF=0o。
二、桥式正弦波振荡电路 f=f0时， ，所以 图8.1.6 在图8.1.7中
采用非线性环节， 例如热敏电阻以稳定 输出电压。
图8.1.7
三、振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路
图8.1.9
8.1.3 LC正弦波振荡电路 一、 LC谐振回路的频率特性
图8.1.10
谐振频率
第八章 细胞信号转导
结合GTP的α亚基的功能是激活腺 苷酸环化酶。
随着使命的完成，α亚基所结合的 GTP水解成GDP，α亚基恢复原来的 构象，终止对腺苷酸环化酶的活化作 用。α亚基与βγ亚基重新结合，形成 没有活性的三聚体。
Gs调节模型
霍乱毒素能催化ADP核糖共价结合到 Gs的α亚基上，使α亚基丧失GTP酶的 活性，GTP永久结合在Gs的α亚基上， 使α亚基处于持续活化状态，腺苷酸环 化酶永久性活化。导致霍乱病患者细胞 内Na+和水持续外流，产生严重腹泻而 脱水。
2、信号分子的共同特点
多细胞有机体中有几百种信号分子，包括蛋 白质、短肽、氨基酸衍生物、核苷酸、脂类、 胆固醇衍生物和气体分子（NO）。特点：
（1）特异性：只能与特定的受体结合； （2）高效性：几个分子即可触发明显的生物 学效应：级联放大； （3）可快速失活：完成信息传递后被降解或 修饰失去活性。
（四）信号分子与信号传导
1、信号分子(signal molecule) 生物细胞所接受的信号既可使物理信号
（光、热、电流），也可是化学信号，有机 体细胞间的通讯中最广泛的是通过化学信号 分子实现。
信号分子：是指细胞内某些既非营养物， 也非能源和结构物，也不是酶，唯一的功能 是在细胞内和细胞间传递信息，如激素、神 经递质、生长因子等。
活化的βγ亚基复合物也可直接激活胞内 靶分子，具信号传递功能。
如心肌细胞中G蛋白耦联受体在结合乙 酰胆碱刺激下，活化的βγ亚基复合物能 开启质膜上K+通道，改变心肌细胞膜电 位
βγ亚基复合物也能与膜上的效应酶结合， 对结合GTP的α亚基起协同/拮抗作用
胞内cAMP浓度升高后，激活cAMP依赖的 蛋白激酶A(PKA)。激活的PKA可作用多种底 物，引起多种反应。
第八章 信号变换电路
U o 2.09RL RtC t f i / Rs
D/A转换器工作原理
A R 2R 2R B 2R R C 2R R D 2R Rf 2R
S0
S1
S2
S3
Uo
UR
R2
iO
250C
1500C
iO=4mA iO=20mA
0.01F
铂电阻在00C时电阻为100，2660C时电阻为200 ，则 铂电阻的灵敏度为：R/ T=(200-100)/266 输入电压为eiN= 1mA· (150-25)R/ T=47mV
第三节 电流—电压变换
电流信号经过长距离传送到目的地后，往往需要在转 换成电压信号。下面介绍几种常用的转换电路：
＋15V
UIN
RL I0
U1＝UIN
T
U1
R1
U 1 U IN Io R1 R1
(2) 4～20mA V/I变换电路
＋15V
UIN
R1 R6 R2
R7
T1 T2 IE R3 I0 RL
R4
Ub R5
由于R4、R5>>R3+RL，可认为I0＝IE
U U IN IR R5 0 L R1 R1 R5 R1 R5
U i U c1 U c 2 R RL RL
同时可近似认为在半个周期内，电容两端电压 几乎不变，有Uc1=Uc2，代入上式得： c U i R L U
U o1 RL Ui R 2R L
Uo2 RL Ui R 2R L
R 2R L
调制器的构成是用一电子开关代替前面原理 图中的K。 调制器中的电子开关主要有三极管和场效应 管，构成的调制器原理图如下：
第八章-细胞信号转导
• 化学信号根据其溶解性分为: 亲脂性信号分子：分子小、疏水性强、可透膜与胞内受体结合。
如甾类激素、甲状腺素… 亲水性信号分子：分子较大、亲水性强、不能透膜、只能与胞 外受体结合。如神经递质、生长因子、局部化学递质、大多数 激素… 气体性信号分子(NO)：可以透膜直接激活效应酶。
• 化学信号根据作用方式分为： 内分泌信号、旁分泌信号、突触信号、接触依赖性信号 P220
接触性依赖的通讯
细胞间直接接触，信号分子与受体都是细胞的跨膜蛋白。这种通讯方式 在胚胎发育过程中对组织内相邻细胞的分化具有重要作用。（胚胎诱导）
P218
细胞通讯方式
通过胞外信号介导的细胞通讯步骤
①信号分子的产生; ②运送信号分子至靶细胞; ③信号分子与靶细胞受体特异性结合,并激活 受体; ④活化受体启动胞内一种或多种信号转导途 径; ⑤引发细胞功能、代谢或发育的改变; ⑥信号的解除并导致细胞反应终止。
G-蛋白耦联的受体（G-protein-linked receptor）
酶连受体（enzyme-linked receptor） 受体的两个功能区域：配体结合区（结合特异性）
效应区（效应特异性）
P221
亲水性信号
胞 外 受 体
亲脂性信号
胞 内 受 体
胞外受体和胞内受体
三种类型的细胞表面受体
NO合酶 (NOS)
L-Arg+NADPH
NO+L-瓜氨酸
• NO没有专门的储存及释放调节机制，靶细胞上NO的多少 直接与NO的合成有关。
P229
Guanylate cyclase
内源性 NO 由 NOS 催化合成后，扩散到邻近细胞，与鸟苷酸环化酶活 性中心的Fe2+结合，改变酶的构象，导致酶活性的增加和cGMP 合成增 强。 cGMP作为第二信使介导蛋白质的磷酸化，引起生理生化反应。
第八章 连续时间信号拉普拉斯变换
at
图8- 1和图 8-2中的阴影分别表示了 F1 (s) 和 F2 (s) 的收敛范围。
Im[s ] Im[s ]
1 u( t ) sa
LT
a
a
0
Re[ s ]
a
0
Re[ s ]
图8- 2 图8- 1 可见，拉普拉斯变换相同，但收敛域不同。双边拉氏变换必须 标出收敛域。
f (t ) e t
Re[s]
ROC 来表示
收敛域表示为 收敛域也可以用 【例8-1】 设信号
f1 (t ) eat u(t )
f 2 (t ) eat u(t )
a 0
a 0
F1 ( s ) 和 F2 ( s ) 及它们的收敛域。 求： 解：由拉普拉斯变换的定义式可得：
s j
（2）当收敛域不包含轴时，拉普拉斯变换存在而 傅里叶变换不存在。
（3）当收敛域的收敛边界位于轴时，拉普拉斯变换 和傅里叶变换均存在。
F ( j) F (s) s j Kn ( n )
n
[例] 由F(s)求F(j )
s ( s 4) 2
4
1 a 因此 e u( t ) s a 1 at 0 st at st 同理可得 F ( s ) e u( t )e dt e e dt 2 sa 要使它满足绝对可积条件 a 0
at LT
e
连续时间信号的复频域分析
从傅里叶变换到拉普拉斯变换
单边拉普拉斯变换及其存在的条件
常用信号的拉普拉斯变换
拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系
单边拉普拉斯变换的性质
单边拉普拉斯变换的反变换
细胞生物学第八章细胞信号转导
信号蛋白：
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 转承蛋白：负责将信息传给信号链的下一组分。 信使蛋白：携带信息从一部分传递到另一部分。 接头蛋白：起连接信号蛋白的作用。 放大和转导蛋白：通常由酶或离子通道蛋白组成，介导产生级联反 应。 传感蛋白：负责信号不同形式的转换。 分歧蛋白：将信号从一条途径传播到另外途径。 整合蛋白：从 2 条或多条信号途径接受信号，并在向下传递之前进 行整合。
2、受体
受体：受体是一种能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大 分子，绝大多数都是蛋白质且多为但蛋白，少数受体是糖脂，有的受 体是糖蛋白和糖脂组成的复合物。 （1）根据靶细胞上受体存在的部位，可将手提取分为 细胞内受体：位于细胞质基质或核基质中，主要是别和结合小 的脂溶性信号分子。
c、间隙连接通透性的调节：
意义：间隙连接对小分子的通透能力具有底物选择性。因此通过掌握调节间 隙连接通透性的途径有助于对信号分子的传递调控。 特性： 1、电荷选择性： 间隙连接的通透能力与底物所带电荷有关。
2 、组织特异性： 由不同连接蛋白所构成的连接子，在导电率、通透性 和可调控方面是不同的。由不同连接蛋白组成的异聚体连接子一般具有通透 功能，但在有些情况下却没有通透功能。如：Cx43与Cx40连接蛋白形成间隙 连接时，连接子没有通透功能。
二、信号转导系统及其特性
（一）信号转导系统的基本组成与信号蛋白 信号转导系统： 1、不同形式的胞外的信号刺激首先被细胞表面特异性受体所识别。 2、胞外信息通过适当的分子开关机制实现信号的跨膜转导，产生 细胞内第二信使或活化的信号蛋白。 3、信号放大：信号传递至胞内效应器蛋白，引发细胞内信号放大 的级联反应，使信号逐级放大。 4、启动反馈机制从而终止或降低细胞反应。
模拟电子技术基础第四版(童诗白)课后答案第8章 波形的发生和信号的转换
第8章 波形的发生和信号的转换习题8.1判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果。
(1)在图T8.1所示方框图中，产生正弦波振荡的相位条件是A F ϕϕ=。
( × )(2)因为RC 串并联选频网络作为反馈网络时的0o F ϕ=，单管共集放大电路的0o A ϕ=，满足正弦波振荡电路的相位条件πϕϕn A F2=+，故合理连接它们可以构成正弦波振荡电路。
( × )(3)在RC 桥式正弦波振荡电路中，若RC 串并联选频网络中的电阻均为R ，电容均为C ，则其振荡频率1/o f RC =。
( × )(4)电路只要满足1=F A，就一定会产生正弦波振荡。
( × ) (5)负反馈放大电路不可能产生自激振荡。
( × )(6)在LC 正弦波振荡电路中，不用通用型集成运放作放大电路的原因是其上限截止频率太低。
( √ )8.2判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果。
(1)为使电压比较器的输出电压不是高电平就是低电平，就应在其电路中使集成运放不是工作在开环状态，就是仅仅引入正反馈。
( √ )(2)如果一个滞回比较器的两个阈值电压和一个窗口比较器的相同，那么当它们的输入电压相同时，它们的输出电压波形也相同。
( × )(3)输入电压在单调变化的过程中，单限比较器和滞回比较器的输出电压均只跃变一次。
( √ ) (4)单限比较器比滞回比较器抗干扰能力强，而滞回比较器比单限比较器灵敏度高。
( × )8.3选择合适答案填入空内。
A.容性 B.阻性 C.感性(1)LC 并联网络在谐振时呈( B )；在信号频率大于谐振频率时呈( A )；在信号频率小于谐振频率时呈( C )。
(2)当信号频率等于石英晶体的串联谐振频率时，石英晶体呈( B )；当信号频率在石英晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间时，石英晶体呈( C )；其余情况下，石英晶体呈( A )。
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正弦波振荡的分类：
根据选频电路不同，分为
RC振荡电路和LC振荡电路、石英晶体振荡电 路。
RC振荡电路的振荡频率为几至几百千赫； LC振荡电路的振荡频率为几十千赫以上；
石英晶体振荡电路的振荡频率为几十千赫以上， 频率非常稳定。
8.1.2 RC正弦波振荡电路
一、选频电路
用RC 电路构成选频网络的振荡电路即所谓的 RC 振荡电路，可选用的 RC 选频网络有多种，这里 只介绍文氏桥选频电路（RC串并联选频网络）。 R1 C1
电压比较器定义：比较两个电压的大小，输出用高、 低电平表示比较结果。 + 电路 R1 + R2
ui
_
_ + +
+
uR
_
uo
_
+ + uR _ _
ui
R1
R2
_ + +
+ _
uo
输出电压uo由输入 电压ui和参考电压 uR大小关系决定。 uT称为阈值电压。
电压传输特性(输入与输 出的关系)：
I
U i
C
I L
L
fo
1 2 LC
R
谐振时回路电流 比总电流大的多， 外界对谐振回路 的影响可以忽略！
f f0
电路呈纯阻性， 电压与电流同相。 P397 频率特性
采用LC并联谐振回路的正弦波发生电路通常 分为变压器耦合式和LC三端点式两大类。
把并联LC回路中的C或L分成两个，则LC回路 就有三个端点（电容三点式或电感三点式） 把三个端点分别与三极管的三个电极相连，组 成LC正弦波振荡电路。 中间点接至发射极 重点掌握LC振荡电路产生的可能性判断即相 位条件的判断——采用瞬时极性法。
1 fo 2 RC
幅频特性：
Uo Ui
+90
–90 fo
1 3
f
1 F f0 f 3 j( ) 相频特性： f0 f
0
f
二、用运放组成的RC振荡器
R2
R C R C
R2 因为：A 1 R1
A 0
_ + +
uo
所以，要满足相位 条件，只有在 fo 处
传输曲线
二、同相滞回比较器
R ui R1 －+ + R2
uo
Uom
uo U+L
U+H
0
ui
-Uom 传输特性曲线
u+=0 时翻转，可以求出上下限。
R2 R1 U H U om 0 R1 R2 R1 R2 R2 R1 U L U om 0 R1 R2 R1 R2
U H
R1 U om R2
U L
R1 U om R2
电路改进：为了稳定输出电压，可以在输出端加
上双向稳压管。 ui R uo UZ
－+ + R2
R1
思考题：如何计算上下限？ 答：计算方法同前！
例题：P416 例8.2.2
作业：P465 8.15abcd 8.16ab
窗口比较器
Uo 是振荡器的电压输出幅度，B是要求输出的幅 度。起振时Uo=0，达到稳定振荡时Uo=B。 放大电路中存在噪声即瞬态扰动，这些扰动可分解 为各种频率的正弦波分量，其中也包括有fo分量。 选频网络：把fo分量选出，把其他频率的分量 衰减掉。这时，只要当f=f0时满足： |AF|>1，且A+ F =2n，即可起振。
第八章 波形的发生和信号的转换
§8.1 正弦波振荡电路 §8.2 电压比较器
§8.1 正弦波振荡电路
(1) 正反馈足够强,输入信号为 0 时仍有信号输 出，这就是产生了自激振荡。 (2) 正弦波振荡电路就是一个没有输入信号、 依靠电路的自激振荡产生正弦波输出信号 的放大电路。 (3) 要获得正弦自激振荡,反馈回路中必须有选 频电路。所以将放大倍数和反馈系数写成：
U i
U o
R2
C2
R C
U i
U o
R
C
1 R // U jC o 1 1 U i R R // j C j C
因为选频网络也是正反馈网络，所以有：
F
Uf U0
R //
1 j C
F
1 1 3 j (RC ) RC
1 1 R R // jC jC
§8.2 电压比较器（用于A/D转换、波形变换）
此时集成运放工作在非线性区（开环或正反馈）
确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。
若有负反馈，则运放工作在线性区； 若无负反馈，或有正反馈，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。
此为反相比较器
uo
+Uom
uR
ui
-Uom
同相比较器：
+
uR + ui
R1 R2
电压传输特性：
_ + +
+
uo
uo
+Uom
uR
ui
_
_
_
-Uom
uR=0时，称为过零比较器
电压比较器的分类：单限比较器（只有1个阈值电压）、滞 回比较器（2个阈值电压）、窗口比较器（2个阈值电压）
例：利用过零电压比较器 将正弦波变为方波。
例1.电感反馈式振荡电路
+UCC
振荡频率
C1
+
+
– –
L1 C
1 f0 2 ( L1 L2 2 M )C
中间抽 头接地
L2
正反馈
+
例2.电容三点式振荡电路
1 f0 C1C 2 2 L C1 C 2
正反馈
例3.采用共基放大电路的电容反馈式振荡电路
正反馈
作业：P464 8.12
R
－+ +
R1 UR R2
uo
R1 UR U om U H R1 R2
3. 当uo负饱和时：
参考电压由 输出电压决定
R1 UR U om U L R1 R2
电压传输特性
输入正弦波的情况:
uo
Uom
U+H - U+L称 为回差
ui
U+H U+L
t
U+L
U+H
0
下限
单限比较器的特点
1、电路简单。 2、当A0不够大时， 输出边沿不陡。 3、输入在阈值电压 附近任何微小的变 化，都会引起输出 的跃变，容易引入 干扰。
ui
t uo t
过零附近仍 处于放大区
滞回比较器
一、反相的滞回比较器 分析：
1. 因为有正反馈，所以 输出很快达到饱和。 2. 当uo正饱和时：
ui
A( )、F ( )
自激振荡的条件：
A( ) F ( ) 1
| AF | 1
（1）振幅条件：
（2）相位条件：
A F 2n
n是整数
与负反馈产生自激振荡的条件有何不同？ 相位条件意味着振荡电路必须是正反馈； 振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。
问题1：如何启振？
问题2：如何稳幅？
起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这 时若|AF|仍大于1，则输出将会饱和失真。
达到需要的幅值后，将参数调整为AF=1， 即可稳幅。 起振并能稳定振荡的条件：
U o B时，AF 1 U o B时，AF 1 U o B时，AF 1
正弦波振荡的组成：
放大电路：保证电路能够从起振到振荡 的动态平衡 选频网络：确定振荡频率，保证产生单 一频率的振荡 正反馈网络：满足相位条件，使放大电 路的输入信号等于反馈信号 稳幅环节：使输出幅值稳定
F 0
R1
作业：采取什么样的稳幅 措施？（P394） P462 8.7
AF 1 R2 A 1 R1
1 F 3
R2 2R1
8.1.3 LC正弦波振荡电路
LC 振荡电路的选频电路由电感和电容构成， 可以产生高频振荡。 由于高频运放价格较高， 所以一般用分离元件组成放大电路， 必要时还采用共基电路。 本节只对 LC振荡电路做一简单介绍，重点掌握 相位条件的判别。 首先介绍一下 LC 谐振网络。
-Uom
ui
ui
Uom
上限 -Uom
t
小于回差的干扰不会引起跳转 跳转时，正反馈加速跳转
电路改进： ——加上参考电压
UR 加上参考电压后的上下限：
ui
R
－+ +
uo
R1
R2
U H
R1 R2 U om UR R1 R2 R1 R2
0
uo
U+L U+H ui
R1 R2 U L U om UR R1 R2 R1 R2
ui t
uo t
ui
+
+
uo
+Uom
-Uom
电路改进：稳定输出电压
uo
+UZ
ui
+
+
UZ
性
如何求阈值电压UT?
R1 R2 uN uT U REF 0 R1 R2 R1 R2
R2 U T U REF R1
例题：P413 例8.2.1