第7章 信号的产生和变换电路
数字电路ch7
T2
RC
1n UOL
[UTH (UOH UOL UTH
UOL )]
(7 – 5)
*第7章 脉冲信号的产生与变换电路 若R1+RS>>R，则RE≈R，UE≈UOH，公式7 - 2和7-5就可化简
T1
RC
1n 2UOH UTH UOL UOH UTH
T1
RC
1n 2UOL UTH UOH UOL UTH
*第7章 脉冲信号的产生与变换电路 2） 振荡周期的计算
C
1
1
R
RS
1
u1
u2
u3
u4
G1
G2
G3
u1(uO)
0 u2
0
uO
u3
T2
T1
图 7-5 图7 - 3电路的工作波形
t
t
t UTH＋ (UOH － UOL ) UTH t UTH－ (UOH － UOL )
*第7章 脉冲信号的产生与变换电路 (1) T1的计算： 对应于T1段有 τ1 = REC u4(0+) = UTH-(UOH-UOL ) u4(∞) = UE
*第7章 脉冲信号的产生与变换电路
*第7章 脉冲信号的产生与变换电路
7.1 多谐振荡器 7.2 单稳态触发器 7.3 施密特触发器 7.4 555定时器
*第7章 脉冲信号的产生与变换电路
7.1 多 谐 振 荡 器
7.1.1 环形振荡器
uI1 1
uI2 1
uI3 1 uO
G1
G2
G3
图 7-1 最简单的环形振荡器
T 2Nt pd
*第7章 脉冲信号的产生与变换电路 2．带RC延迟电路的环形振荡器
电路与模拟电子技术(第二版)第7章习题解答
第七章 基本放大电路7.1 试判断题7.1图中各电路能不能放大交流信号，并说明原因。
解： a 、b 、c 三个电路中晶体管发射结正偏，集电结反偏，故均正常工作，但b 图中集电极交流接地，故无交流输出。
d 图中晶体管集电结正偏，故晶体管不能正常工作，另外，交流输入信号交流接地。
因此a 、c 两电路能放大交流信号，b 、d 两电路不能放大交流信号。
7.2 单管共射放大电路如题7.2图所示，已知三极管的电流放大倍数50=β。
（1）估算电路的静态工作点； （2）计算三极管的输入电阻be r ；（3）画出微变等效电路，计算电压放大倍数； （4）计算电路的输入电阻和输出电阻。
解：（1）A A R U U I B BE CC B μ40104103007.01253=⨯≈⨯-=-=-CC +o -题7.2图C CC (a)题7.1图mA A I I B C 210210405036=⨯=⨯⨯==--βV I R U U C C CC CE 61021031233=⨯⨯⨯-=-=-（2）Ω=+=+=9502265030026300C Cbe I r β （3）放大电路的微变等效电路如图所示 电压放大倍数7995.03||350||-=-=-=be L C u r R R A β（4）输入电阻：Ω≈⨯==950950||10300||3be B i r R r输出电阻 Ω==k R r C 307.3 单管共射放大电路如题7.3图所示。
已知100=β （1）估算电路的静态工作点；（2）计算电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻 （3）估算最大不失真输出电压的幅值；（4）当i u 足够大时，输出电压首先出现何种失真，如何调节R B 消除失真？解：电路的直流通路如图所示，CC BQ E BEQ BQ B U I R U I R =+++)1(βAmA R R U U I EB BEQ CC BQ μβ435.010130015)1(=⨯+≈++-≈由此定出静态工作点Q 为 mA I I BQ CQ 3.4==β，V R R I U U E C C CC CEQ 3.4)5.02(3.415)(≈+⨯-=+-=（2）Ω=⨯+=9053.426100300be r 由于R E 被交流傍路，因此16690.05.1100||-=⨯-=-=be L C u r R R A βΩ≈==k r R r be B i 9.0905.0||300||+u o -CC +u o -题7.3图CCRΩ==k R R C O 2（3）由于U CEQ =4.3V ，故最大不饱和失真输出电压为 V U U CEQ 6.37.03.47.00=-=-=' 最大不截止失真输出电压近似为V R I U L CQ 4.65.13.40=⨯='⋅='' 因此，最大不失真输出电压的幅值为3.6V 。
精品课件-电子线路基础(第二版)(闵锐)-第7章
第7章 信号产生与转换电路 第7章 信号产生与转换电路
7.1 电压比较器 7.2 非正弦波发生器 7.3 正弦波发生器 7.4 精密整流电路
第7章 信号产生与转换电路
7.1 电 压 比 较 器
电压比较器是对两个模拟输入电压进行比较，并将比较结 果输出的电路。通常两个输入电压一个为参考电压uR，另一个为外 加输入电压ui。比较器的输出有两种可能状态：高电平或低电平， 因此集成运放常常工作在非线性区。由于输出只有高低两种状态， 是数字量，因此比较器往往是模拟电路与数字电路的接口电路。
输出电压uo波形。
解 比较器中运放为开环结构，工作在非线性区，输 出电压uo为稳压管的正负高低电平值±5 V。
为UOL=-5（V1，）解当得u-当>uu+i，>-即R21 RV1R时2 ，ui 输R出1 R为2RU2 UOL=RE-F5
0
V。
时，输出
UOH=5
V（，2解）得当当u-u<iu<+-时2 ，V时即R，1 R1输R2出ui为 URO1HR=25R2
第7章 信号产生与转换电路 图7-11 例7-3 电压传输特性和电路图
第7章 信号产生与转换电路
由
u
高频电路原理和分析课件第7章_频率调制和解调
第7章 角度调制与解调
7.1 角度调制信号分析 7.2 调频器与调频方法 7.3 调频电路 7.4 鉴频器与鉴频方法 7.5 鉴频电路 7.6 调频收发信机及附属电路 7.7 调频多重广播
第7章 角度调制与解调
概述
在无线通信中，频率调制和相位调制是又一类重要的 调制方式。
1、频率调制又称调频(FM)——模拟信号调制，它是使 高频振荡信号的频率按调制信号的规律变化(瞬时频率变化 的大小与调制信号成线性关系)，而振幅保持恒定的一种调 制方式。调频信号的解调称为鉴频或频率检波。
些边频对称地分布在载频两边，其幅度取决于调制指数mf ；
(2) 由于mf=Δ ωm/Ω=Δ fm/F，且Δ ωm=kfUΩ，因此调制指 数mf既取决于最大频偏，又取决于调制信号频率F。 (3) 由于相邻两根谱线的间隔为调制信号频率，因此调制信 号频率越大，谱线间隔越大，在相同的调制指数mf时，最 大频偏也越大。
（7-3）
第7章 角度调制与解调
式中， m
m f 为调频指数。FM波的表示式为
u F M ( t ) U C c o s (c t m fs i n t ) R e [ U C e j e t e j m fs i n t ]
(7-4)
图7-1画出了频率调制过程中调制信号、调频信号及 相应的瞬时频率和瞬时相位波形。
J
2 n
(mf
)
1
n
PFM
1 2RL
Uc2
Pc
（7-14） （7-15）
第7章 角度调制与解调
(7-15)式说明，调频波的平均功率与未调载波的平均 功率相等。当调制指数mf由零增加时，已调制的载波功 率下降，而分散给其他边频分量。这就是说，调频的过 程就是进行功率的重新分配，而总功率不变，即调频器 可以看作是一个功率分配器。
第7章 信号处理电路 习题解答
7.3简述电荷放大器有什么特点，应用于何种场合。
解：电荷放大器应用于压电式加速度传感器、压力传感器等的后端放大。
上述两种传感器属于电容性传感器，这类传感器的阻抗非常高，呈容性，输出电压很微弱；他们工作时，将产生正比于被测物理量的电荷量，积分运算电路可以将电荷量转换成电压量，电路如下图所示。
解：1）LBF；2）BPF；3）HPF；4）BEF。
二、判断下列说法是否正确，用 “√”（正）和“ ”（误）填入括号内。
1）高通滤波器的通频带是指电压的放大倍数不变的频率范围。（）
2）低通滤波器的截止频率就是电压放大倍数下降1/2的频率点。（）
3）带通滤波器的频带宽度是指电压放大倍数大于或等于通带内放大倍数0.707的频率范围。（）
其中 ；
该滤波器为二阶低通滤波电路，幅频特性如下图：
7.7试说明图P7－8所示各电路属于哪种类型的滤波电路，是几阶滤波电路。
（1）
（2）
图P7-7
解：
图（1）所示电路二阶带通滤波器或者二阶带阻滤波器。
前一个运放为高通滤波器（截止频率f1），后一个运放为低通滤波器（截止频率f2），如果 ，则f1<f2，该滤波器为二阶带通滤波器；如果 ，则f1>f2，该滤波器为二阶带阻滤波器。
电容性传感器可等效为因存储电荷而产生的电动势Ut与一个输出电容Ct串联，如图中虚线框内所示。根据集成运放的特点，可得到输出电压为： 。
7.4简述隔离放大器有什么特点，应用于何种场合。
解：隔离放大器通常应用于远距离信号传输。
在远距离信号传输的过程中，常因强干扰的引入使放大电路的输出有很强的干扰背景，甚至将有用信号淹没，造成系统无法正常工作。隔离放大器将电路的输入侧和输出侧在电气上完全隔离，它既可切断输入侧和输出侧电路间的直接联系，避免干扰混入输出信号，又可使有用信号畅通无阻。目前集成隔离放大器有变压器耦合式、光电耦合式和电容耦合式三种。
第7章正弦信号发生器
••
AF 1
vo不再增大，自激振荡建立
自激振荡建立过程可用 下面的特性曲线来说明
vo
vi A vo
vo
vf F
F（反馈特性）
vvoo43
vo2 vo1
vi1’ vf1 vf2 vf3 vf4 vi2’ vi3’ vi4’ vi5’
A（放大特性）
vi’（vf）
若F不同时 F太小 F合适
F太大
返回
正弦振荡器——自激振荡产生单一频率的 正弦信号的电路。
2、自激振荡的平衡条件
• 设想：
vi vi
v’i A
vo
vo
vf F
要保证vo不变，则必有：
vf = vi 又：vf = F vO vi = vO /A
11-1振荡条件动画
vf = vi 即
返回
••
AF 1 ——自激振荡的平衡条件
2020/6/20
1
2RC
•
f=f0时，
•
F
•
F
1
max 3
0 • f=f0时， • 即：vf和vo同相
F
2020/6/20
返回
7.2.2 RC文氏桥振荡电路
1 对放大器的要求 2 分立元件RC文氏桥振荡电路 3 集成运放组成的RC文氏桥振荡电路
2020/6/20
返回
1 对放大器的要求
由起振条件知：
幅值条件：A•
7.1.2 自激振荡的建立过程及其起振条件
在电源接通的一瞬间，有很小的电扰
动信号（电冲击信号），由于这种电扰 vi A vo 动的不规则性，它包含着频率范围很宽
vo
的各次谐波。
vf F
若vf>vi’，则vo会越来越大。由于三极管的非线性
模拟电子技术基础第七章
第七章 信号的运算和处理
7.2.1 比例运算电路
一、反相 比例运算电路 1. 电路 组成 电路核心器件为集成运放;
电路的输入信号从反相输入端输入;
同相输入端经电阻接地; 电路引入了负反馈，其组态 为电压并联负反馈。 说明：由于集成运放输入极对称， 为保证外接电路不影响其对称性， 通常在运算电路中我们希望RP= RN 。
uo3
f
R3
uI 3
第七章 信号的运算和处理
2. 同相求和运算电路
iN 0
uo (1
Rf R
？
)u N u N u P
iP 0 i1 i 2 i 3 i 4 uI 1 uP uI 2 uP uI 3 uP uP R1 R2 R3 R4 1 1 1 1 uI 1 uI 2 uI 3 ( )uP R1 R 2 R 3 R 4 R1 R 2 R 3 uI 1 uI 2 uI 3 uP RP ( ) 式中RP R1 // R2 // R3 // R4 R1 R 2 R 3
即：uP>uN，uo =+ UOM ；
+UOM
uP<uN ，uo =- UOM 。
（2）仍具有“虚断”的特点。
即： iP=iN =0。
-UOM
对于工作在非线性区的应用电路，上述两个特点是分析其 输入信号和输出信号关系的基本出发点。
第七章 信号的运算和处理
7.2 基本运算电路
第七章 信号的运算和处理
第七章 信号的运算和处理
求解深度负反馈放大电路放大 倍数的一般步骤：
（1）正确判断反馈组态；
【 】
内容 回顾
（2）求解反馈系数；
（3）利用 F 求解
(完整版)模拟电子技术第7章信号的运算和处理
第 7章 信号 的运算和处理1、A 为理想运算放大器。
2(08分)1.某放大电路如图所示，已知A u u I 2u Iu o 与输入电压 u I 间 的关系式为（ 1）当时，证明输出电压I1R R 4 2 u o1u 。
I R R 31uI 12V 时， u 1.8V ，问 R 应取多大 ? （2）当o 1u I 1 0.5 mV ，A 、 A 为理想运算放大器，已知 (10分)2.左下图示放大电路中，1 2u I 2 0.5 mV 。
（ 1）分别写出输出电压 u 01、 u o2、 u的表达式，并求其数值。
ou＝？o（ 2）若不慎将 R 短路，问输出电压1A 、A 为理想运算放大器。
(06分)3.右上图示放大电路中，已知（1）写出输出电压 u 1 2u I 1、 u I 2间 的关系式。
与输入电压o （2）已知当 u =1V 时，I1uo u I 2＝？＝ 3V ，问(10分)4.电流 -电流变换电路如图所示， A 为理想运算放大器。
I L （1）写出电流放大倍数 A i ， ＝？I S 10mA IL的表达式。
若I SR FI＝？L（2）若电阻短路，(10分)5.电流放大电路如左下图所示，设A为理想运算放大器。
I L（1）试写出输电流的表达式。
（2）输入电流源I L两端电压等于多少？(10分)6.大电流的电流－电压变换电路如右上图所示，A为理想运算放大器。
1A～（1）导出输出电压U O的表达式U O f (I )。
若要求电路的变换量程为IR5V，问＝？3（2）当I I＝1A时，集成运放 A 的输出电流I O＝？(08分)7.基准电压－电压变换器电路如下图所示，设A为理想运算放大器。
（ 1）若要求输出电压 U 的变化范围为 4.2～10.2V，应选电位器 R＝？o W （ 2）欲使输出电压 U 的极性与前者相反，电路将作何改动？o(10分)8.同相比例运算电路如图所示，已知A为理想运算放大器，其它参数如图。
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1 f0 = = 2π LC
电子技术(电工学Ⅱ)
RC RB C1 C2
1 CC 2π L1 1 2 C1 +C 2
电子技术(电工学Ⅱ)
主讲： 主讲：陈国联
7.2 非正弦波信号发生器
7.2.1 方波信号发生器
1.
L
RC
电路的组成 R
F
uI UTH O R3 UTL uO uO UZ
u+ = U TL
R2 =− U R1 + R2 Z
TH = RF C ln(1 +
21
2 R2 ) R1
R2 U − UZ R1 + R2 Z TH = RFC ln R2 U − UZ R1 + R2 Z
20
电子技术(电工学Ⅱ)
t = τ ln uO UZ
U TH = R2 U R1 + R2 Z
10-1
100
101
102
ω0
ω
f f0
2.
文氏电桥正弦波振荡电路
RF R1
Uf
电子技术(电工学Ⅱ)
主讲： 主讲：陈国联
∞
C R C
U R A = o = 1 + F , ϕ A = 0o R1 Uf
Uo
稳幅措施 二极管稳幅电路 D
3
1
电子技术(电工学Ⅱ)
主讲： 主讲：陈国联
热敏电阻稳幅电路
RF2 RF
UTH
τ
e
t
−
t
τ
=
uC ( t ) − uC ( ∞ ) uC (0 + ) − uC ( ∞ )
O
±U
Z
−UZ
−UZ
TH
t = τ ln
TL
U TL = −
UTL
R2 U R1 + R2 Z
uC (0+ ) − uC (∞ ) uC (t ) − uC (∞ )
−
u+ = UTH
R2 = U R1 + R2 Z
o f i f
2
i
S 1
Ui
A F
Uo
如 U = U ， 则U 可替 代 U 自激振荡的条件为: AF=1 幅度平衡条件： 幅度平衡条件： AF = 1 相位平衡条件: ϕ + ϕ = 2nπ
i
U f = FU o = AFU i
Uf
A
F
(n=0,1,2…)
振荡的建立与稳定 建立振荡应满足: |AF| >1 S 2 1 选择某一频率的信 号形成增幅振荡 电路由 |AF| >1 |AF| = 1 电路变为等幅振荡 3. 正弦波振荡电路的组成 放大电路 正反馈电路 选频电路 稳幅电路
RC
1 f0 = 2πRC
Z
8
1. LC
并联谐振回路
I
电子技术(电工学Ⅱ)
(1)
U R + jω L R − jω L = U [jω C + 2 ] R + (ω L)2 ωL R = U[ 2 + j(ω C − 2 )] R + (ω L)2 R + (ω L)2
谐振频率
IC
U
C
I RL L R
Q= 1 LC
ω0 L
R
ω0 =
9
1 R = − LC L
(2)
谐振阻抗
I = U(
电子技术(电工学Ⅱ)
I
主讲： 主讲：陈国联
R ) R 2 + (ω 0 L) 2
IC
U
C
I RL L R
(4)
谐振时电压的瞬时极性 电感三点式
I
IC
电子技术(电工学Ⅱ)
主讲： 主讲：陈国联
Z0 =
C R2
2 R2 ) R1 2R TL = RW2C ln(1 + 2 ) R1 TH = RW1C ln(1 +
T = ( RW1 + RW2 )C ln(1 + 2 R2 ) R1 2 R2 ) R1
∞
R1
−UZ
UTL
uC
2 R2 T = TH + TL = 2 RF C ln(1 + ) R1
D
UO
↑→R ↓→|A|↓→|AF|=1
F
6
主讲：陈国联
7
主讲：陈国联
电子技术(电工学Ⅱ)
7.1.3 LC正弦波振荡电路
振荡电路的振荡频率 由于受放大电路带负载能力的限制R不能太小， 不能太小，C过 小振荡频率易受寄生电容的影响而不稳定， 小振荡频率易受寄生电容的影响而不稳定，所以RC振 荡电路的频率一般不超过200kH ，在高频场合多用LC 振荡电路 LC振荡电路的特点: 由于普通运放的频带较窄， 由于普通运放的频带较窄，LC振荡电路一般由分 振荡电路一般由分 立元件组成。 立元件组成。 LC振荡电路的分 类: 变压器反馈式 电感三点式 电容三点式
工作原理
∞ u1+ A1 R3 uO1 R R2 D Z
uO1 C ∞ A1
Z
UZ O uO –UZ uO O t t1 t
Ui
C2
* N
2
Uf
对于：f = f = 2π 1LC Z为阻性， 为阻性，且其值最大
0
Ui
RB2
RE
CE
O
f0
RB2
Uo
ϕ A = 180
Au
最大
1
RE
CE
f = f0 =
调整线圈匝数N 、N 使 A F > 1 即可产生振荡
2
u
ϕ A + ϕ F = 360
14
主讲：陈国联
15
主讲：陈国联
电子技术(电工学Ⅱ)
R Uf Z2 1 + jω RC F= = = R U o Z1 + Z 2 1 + jω RC + jω C 1 + jω RC
ω ω0 − ) ω0 ω
1
F
0.15 0.1 0.05
Z1
Uo
=
=
Z2
jω RC (1 + jω RC )2 + jω RC
jω RC 1 + j3ω RC − (ω RC )2 1
(3)
谐振时电流关系
U R 2 + (ω 0 L)2 L = = R I RC
I RL
电容三点式
I IC
L1
I RL
C1 L C2
U
IC
C L2
U
I C = jω 0CU = jω 0C I RL =
ωL L I = j 0 I = jQI RC R
R − jω 0 L R − jω 0 L U = Z I= 2 I R + jω 0 L R 2 + (ω 0 L)2 0 R + (ω 0 L) 2 Z0 R − jω 0 L I = (1 − jQ ) I ≈ − jQI = R
f0 =
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RB
N 1 L1 N2 L2 C
N1 L1
CB RB2
1 1 = 2π L′C 2π ( L1 + L2 + 2M )C
1 2
RE
CE
RE
CE
电 路 特 点
M
为L 与L 之间的互感 ① 线圈L 和L 耦合 紧密,易起振 ② 输出波形较差, 含高次谐波
1 2
16
17
4.
电容三点式正弦波振荡电路
I = I C + I RL = jω CU +
ω 0C −
R 2 + (ω 0 L)2 = L C
2
ω0 L =0 R 2 + (ω 0 L)2
2
ω0 L =
1 LC
L − R2 C 1− R 2C = L
L ω L 1+ 0 = 2 RC R 1 LC 1− 1 1 + Q2 ≈
电子技术(电工学Ⅱ)
电子技术(电工学Ⅱ)
第7章 信号的产生和变换电路
7.1 正弦波振荡电路 7.2 非正弦波信号发生器
西安交通大学电工电子教学中心 陈国联
主讲： 主讲：陈国联
7.4 555集成定时器及其应用
1
电子技术(电工学Ⅱ)
7.1 正弦波振荡电路
7.1.1 正弦波振荡电路的基本原理
1.
自激振荡的条件 S接1：U = AU
2.
Ui
Uf
3
0.35
电子技术(电工学Ⅱ)
A F
Uo
2
电子技术(电工学Ⅱ)
1. RC
主讲： 主讲：陈国联
电子技术(电工学Ⅱ)
F= Uf = Uo 1 3 + j(
X: 1 Y: 0.3333 0.3 0.25 0.2
主讲： 主讲：陈国联
串并联网络的选频特性
R C R C
Uf
7.1.2 RC正弦波振荡电路
I
I U
I RL
IC
I
IC
L1
I RL
C1 L C2
U
I RL
C L2
U
10
(5)
频率特性
I
电子技术(电工学Ⅱ)
1 L jω C C Z= ≈ 1 1 R + jω L + R + j(ω L − ) ωC jω C ( R + jω L )
Z0 ≈ = ω0 L ω ω0 L ω ω0 1 1+ j − − 1+ j R ω 0 ω 0ω LC R ω0 ω L RC