第八章 信号产生电路
信号处理与信号产生电路.ppt

。
起振时使 Auf>3;
振起以后,应使 Auf=3。
达到振荡稳定状态时,
。
Vo
Io
图 4 用热敏电阻保证电路起振
R4 功耗 R4 温度 R4 阻值
AV
AV 3
AV FV 1 稳幅
4. 稳幅措施
采用非线性元件
场效应管(JFET)
D 、R4 、C3 整流滤波
T 压控电阻
9.1 滤波电路的基本概念与分类 9.2 一阶有源滤波电路 9.3 高阶有源滤波电路 *9.4 开关电容滤波器 9.5 正弦波振荡电路的振荡条件 9.6 RC正弦波振荡电路 9.7 LC正弦波振荡电路 9.8 非正弦信号产生电路
9.1 滤波电路的基本概念与分类
1. 基本概念
滤波器:是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无 用频率信号的电子装置。
有源滤波器:由有源器件构成的滤波器。 滤波电路传递函数定义
A(s) Vo (s) Vi (s)
s j 时,有 A(j ) A(j ) ej( ) A(j ) ( )
其中
A(j ) —— 模,幅频响应 () —— 相位角,相频响应 ( ) d( ) (s) 群时延响应
AVF
Vi (s) 1 (3 - AVF )sCR (sCR )2
令 A0 AVF 称为通带增益
1 Q
3 AVF
称为等效品质因数
c
1 RC
称为特征角频率
则
A(s)
s2
A0c2
c
Q
s
c2
注意:当 3 AVF 0,即 AVF 3时,滤波电路才能稳定工作。 &1
电子技术基础与技能第八章 数字信号

3.集成逻辑门电路的选用 以上讨论了 TTL和CMOS两种集成逻辑门电路 ,在具体的应用中可以根据要求来选用相关的器件 。器件的主要技术参数有传输延迟时间、功耗、噪 声容限、带负载能力等。若要求功耗低、抗干扰能 力强,则应选用CMOS 电路。其中 CMOS4000 系 列一般用于工作频率在1 MHz 以下、驱动能力要 求不高的场合;HCMOS 常用于工作频率在20 MHz 以下、要求较强驱动能力的场合。 若对功耗 和抗干扰能力没有特殊要求,可选用TTL 电路。
13
第三节 逻辑门电路 逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。 所谓门就是一种开关,它能按照一定的条件去控制 信号的通过或不通过。逻辑即是门电路的输入和输 出之间存在一定的因果关系。电路的输入输出端只 有两种状态:一是高电平,用“1”表示;二是低 电平,用“0”表示。为了便于理解,这里用简单 的开关控制灯的电路来说明基本逻辑门电路的真值 表、电路符号和逻辑功能。
3
4
5
二、脉冲波形 1.脉冲波形的主要参数图8-1脉冲波形的主要 参数在数字电路中,加工和处理的都是脉冲波形, 而应用最多的是矩形脉冲。下面以图8-1所示的实 际矩形脉冲来描述脉冲波形的主要参数。
6
(1)脉冲幅度Um:脉冲电压波形变化的最大 值。
(2)脉冲上升时间tr:脉冲波形从0.1U m 到0.9Um 所需要的时间。 (3)脉冲下降时间tf:脉冲波形从0.9U m 到0.1Um 所需要的时间。 (4)脉冲宽度tw:脉冲上升沿0.5Um 到下降沿0.5Um 所需要的时间,单位与tr、 tf相同。 (5)脉冲周期T:在周期性脉冲中,相邻两个 脉冲波形重复出现所需要的时间,单位和tr、tf 相同。 7
(6)脉冲频率f:每秒时间内,脉冲出现的 次数,单位为赫兹(Hz)、千赫兹(kHz)、 兆赫兹(MHz)。
信号处理与信号产生电路

不可缺少!
UOH=+ UZ1+ UD2 UOL=-( UZ2 + UD1)
UOH= - UOL= UZ
1. 单门限电压比较器
电压比较器的分析方法:
(1)写出 uP、uN的表达式,令uP= uN,求解出的 uI即为UT; (2)根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平; (3)根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定输出 电压的跃变方向。
vO
t
Vth1
R1 R2
VZ
Vth2
R1 R2
VZ
vO1 VZ 0
vO1
VZ
Vth2
Vo Vth12
R1RV1ZVZ
t
Vp1 0V Vn1
2 锯齿波发生器
C
Vm
T1 T2
vI R1 vN
v R2 vP
R v VREF
P1
-
+A1
R vO'
R3v4 I O1
R vO
iR R4
iC
N
-
+ A2
特点: 门限电压vREF
vI VREF
+VCC
+
A -
vO
-VEE
运放处于开环状态
虚短不成立,可用虚断
vO VOH
当vi > vREF时 , vo = +voH
O
VREF
vI
当vi < vREF时 , vo = voL
VOL
1. 单门限电压比较器
输入为正负对称的正弦波 时,输出波形如图所示。
vI VREF
0
1
FV 32 ( 0 )2
0
( 0 )
相频响应
(完整版)第八章相量图和相量法求解电路

(完整版)第⼋章相量图和相量法求解电路第⼋章相量图和相量法求解电路⼀、教学基本要求1、掌握阻抗的串、并联及相量图的画法。
2、了解正弦电流电路的瞬时功率、有功功率、⽆功功率、功率因数、复功率的概念及表达形式。
3、熟练掌握正弦电流电路的稳态分析法。
4、了解正弦电流电路的串、并联谐振的概念,参数选定及应⽤情况。
5、掌握最⼤功率传输的概念,及在不同情况下的最⼤传输条件。
⼆、教学重点与难点1. 教学重点: (1).正弦量和相量之间的关系;(2). 正弦量的相量差和有效值的概念(3). R、L、C各元件的电压、电流关系的相量形式(4). 电路定律的相量形式及元件的电压电流关系的相量形式。
2.教学难点:1. 正弦量与相量之间的联系和区别;2. 元件电压相量和电流相量的关系。
三、本章与其它章节的联系:本章是学习第 9-12 章的基础,必须熟练掌握相量法的解析运算。
§8.1 复数相量法是建⽴在⽤复数来表⽰正弦量的基础上的,因此,必须掌握复数的四种表⽰形式及运算规则。
1. 复数的四种表⽰形式代数形式A = a +j b复数的实部和虚部分别表⽰为: Re[A]=a Im[A]=b 。
图 8.1 为复数在复平⾯的表⽰。
图 8.1根据图 8.1 得复数的三⾓形式:两种表⽰法的关系:或根据欧拉公式可将复数的三⾓形式转换为指数表⽰形式:指数形式有时改写为极坐标形式:注意:要熟练掌握复数的四种表⽰形式及相互转换关系,这对复数的运算⾮常重要。
2. 复数的运算(1) 加减运算——采⽤代数形式⽐较⽅便。
若则即复数的加、减运算满⾜实部和实部相加减,虚部和虚部相加减。
复数的加、减运算也可以在复平⾯上按平⾏四边形法⽤向量的相加和相减求得,如图8.2所⽰。
图 8.2(2) 乘除运算——采⽤指数形式或极坐标形式⽐较⽅便。
若则即复数的乘法运算满⾜模相乘,辐⾓相加。
除法运算满⾜模相除,辐⾓相减,如图8.3⽰。
图 8.3 图 8.4(3) 旋转因⼦:由复数的乘除运算得任意复数A 乘或除复数,相当于A 逆时针或顺时针旋转⼀个⾓度θ,⽽模不变,如图 8.4 所⽰。
信号产生电路

当vI< VL时,比v较O2电为路高负饱图和14输.05出窗。口比较器的传输特性
电平,D4导通;vO1为低
电平,D3截止,vO= vO2。
当VH >vI> VL时,
vO1为低电平,vO2为低电 平,D3、D4截止,vO为
该比较器有低两电个平阈。值,传输特性曲线呈窗口状,
故称为窗口比较器。
6.2.4 比较器的应用
2
L2
1 LC
2
1 LC0
6.1.4 石英晶体振荡电路
1. 频率稳定问题 频率稳定度一般由 f 来衡量
f0
f ——频率偏移量。 f0 ——振荡频率。 Q值越高,选频特性越好,频率越稳定。
LC振荡电路 Q ——数百
石英晶体振荡电路 Q ——10000 500000
一. 石英晶体
1. 结构:
6.1.2 RC 正弦波振荡电路
一、RC 串并联网络的频率特性
令: 0 = 1/RC f0 = 1/2RC
•
R // 1
•
Fu
U2 U• 1
R
1
jC
(R //
1)
jC
jC
.
1 Fu 3
0
90 f
0
90
1
3 j(ωRC
1
)
ωRC
1
3 j( ωf ωf00))
R2
1、因为有正反馈,所以输 出饱和。
2、当uo正饱和时(uo =+UOM) :
U+
R1 R1 R2
U om
UT+
3、当uo负饱和时(uo =-UOM) :
(ppt版)彩色电视机信号处理电路分析

表8-3 电调谐高频头各引出脚的功能
第九页,共五十一页。
从表8-3可以看出,不同类型的高频头,引出脚的个数、排列顺序和功能都是不同的,并且 高频头的电源电压常见的有12V和5V之分,因此,更换时要采用同型号的高频头。
长虹H2158K彩色电视机的AFT电路由移相网络L201和LA76810内部的鉴相 器组成,如图8-4所示。在鉴相器中得到AFT控制电压,只有当高频头的本振频率正 确时,鉴相器输出的AFT电压才为零;当高频头的本振频率偏离时,鉴相器就有AFT 电压输出。AFT电压从⑩脚输出,送到CPU的脚,使CPU在自动搜台时,能将节目锁 定在最正确位置;正常收看时,假设本振频率发生偏离,AFT电压通过微调CPU输出的 VT电压,控制高频头的本振频率,确保高频头输出的图像中频始终为38MHZ。
由图8-1可以看到,信号处理电路由高频信号处理电路〔电子调谐器〕、中频信号处理电 路〔图像中放及视频检波〕、伴音电路〔伴音中放、伴音鉴频和伴音功放〕、彩色解码器和末 级视放等组成。彩色解码器包括亮度信号处理电路〔4.43MHZ陷波器、亮度信号处理〕和色 度信号处理电路〔4.43MHZ带通滤波器、色度信号处理和矩阵电路〕两个局部。
第二页,共五十一页。
过6.5MHZ带通滤波器,选出6.5MHZ的第二伴音中频信号送入伴音电路,经过伴音 电路中的伴音中放、鉴频器后得到伴音音频信号,音频信号再送入伴音功放电路进行 功率放大,最后送给扬声器复原出声音;另一路经过6.5MHZ陷波器,吸收掉 6.5MHZ的第二伴音中频信号,取出0~6MHZ的视频全电视信号,它包含亮度信号、 色度信号、复合同步信号及色同步信号。视频全电视信号经过别离后,分别送往亮度 信号处理电路、色度信号处理电路及扫描电路。具体处理过程是:第一,经过 4.43MHZ带通滤波器,从0~6MHZ的视频全电视信号中取出4.43MHZ±1.3MHZ的 色度信号(包含色差信号和色同步信号),送往色度信号处理电路。经处理得到的红色差 〔R-Y〕、绿色差〔G-Y〕、蓝色差〔B-Y〕三个色差信号,在矩阵电路中与亮度信号 〔Y〕实行矩阵变换得到红〔R〕、绿〔G〕、蓝〔B〕三基色信号,再送入末级视放电 路放大后加到显像管的三个阴极。第二,经过4.43MHZ的陷波器,滤去视频全
波形产生电路与变换电路

F
可分解为: A F 1
称为振幅平衡条件。 (n = 0 , 1, 2, …)
A F 2n
称为相位平衡条件。
第八章 波形产生电路与变换电路
说明:对相位平衡条件:
A F (o i ) (F o ) F i
FU 即有: Z U Z U Z [F 1]e
1 F 2R 2 T 2T1 2 ln 2RC ln(1 ) 1 F R3
第八章 波形产生电路与变换电路
1 F 2R 2 T 2T1 2 ln 2RC ln(1 ) 1 F R3 1 1 则: f T 2R 2 2RC ln(1 ) R3
即:反馈电压与原输入电压的相位差,也就是信号通过基本放 大器、反馈网络的总相移。所以相位平衡条件就是反馈电压和原输 入电压要同相位,即为正反馈。判断的方法就是瞬时极性法。只有 这两个条件同时满足时,电路才能维持自激振荡。振幅平衡条件可 以通过对电路参数的调节容易满足,所以相位平衡条件是电路能否 产生振荡的关键。 3、自激振荡的建立和起振条件: (1)自激振荡的建立:实际上,振荡器在开始起振时不需要信 号源,靠电路中电路接通时的电扰动,这种电扰动中存在着丰富的 成份,包含频率为fo 正弦信号。 (2)选频网络:为了使频率为fo 正弦信号放大—反馈—再放 大——输出,振荡器中还必须有一个选频网络。
图 8 - 12ICL8038管脚图(顶视图)
第八章 波形产生电路与变换电路
§8.3 正弦波产生电路
一、正弦波振荡器的基本原理
1、自激振荡的基本原理及框图:
如下图:输入信号通过基本放大器得 到输出信号,引入负反馈,调节电路参 数,使之反馈信号等于原输入信号,这 样反馈信号就能代替原输入信号,我们 把这样一个没有输入就有输出的闭环系 统称为自激振荡器。
电子技术基础(上习题)(附答案)

电子技术基础一、 填空第一章 直流电路分析基础1.电路一般由 电源 、 负载 和 中间环 三部分组成。
2.电源是将 其他形式的能转换成电能 的装置。
3.负载是将 电能转换为其他形式的能 的设备。
4.电路的作用包括 能源转换 和 信号处理 两个方面。
5.交流电是指 大小和方向随时间变换而变化 的电压或电流。
6.数字信号是指 大小和方向不随时间变化而变化 的电压或电流信号。
7.模拟信号是指 大小和方向随时间连续变化 的电压或电流信号。
8.电路中的元件分为有源元件和无源元件,其中无源元件包括 电阻 、电感 和 电容 三种。
9.在电路中起激励作用的是独立电源,包括理想独立电流源 和 非理想电压源 。
10.电路中有两种电源,其中起激励作用的是独立电源,不起激励作用的是 受控 电源。
11. 一般来说,电流分为 直流 、 交流 和 随机电流 三种类型。
12.求出的功率如果大于0,表示该元件吸收功率 ;如果功率小于0,表示该元件 发出功率 。
13.一般来说,电压分为 直流电压 、 交流电压 和 随机电压 三种类型。
14.对于一个二端元件,在关联参考方向的时,该元件功率的计算公式习惯表示为 P=UI ;与此相反,在非关联参考方向的时,其功率计算公式习惯表示为 P= -UI 。
15.根据是否提供激励,电源分为 独立 和 受控 两种。
第二章 一阶过渡电路1.一阶过渡电路的全响应分析通常用三要素法,三要素分别指 初始值f (0) 、 稳态值f (∞) 和 时间常数τ 。
2.RC过渡电路中的时间常数的表达式为 τ=RC ;RL 过渡电路中的时间常数的表达式为τ=lR 。
3.根据是否有信号输入,一阶过渡电路分为 零输入 响应和 零状态 响应。
4.一阶电路的全响应既可以用零输入响应和零状态响应表示,也可用 多个暂态 和 多个稳态 表示。
第三章 正弦交流电1.正弦交流电源的三要素是指 振幅 、 频率 和 出相位 。
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ωo ≈
谐振时的输入阻抗
Zo R 2 + (ω o L ) 2 Q = = = Qω o L R ω oC
LC并联谐振回路的幅频特性曲线 并联谐振回路的幅频特性曲线
|Z|
Q为谐振回路的品
Q小 小 Q大 大
质因数, 值越大, 质因数,Q值越大, 曲线越陡越窄, 曲线越陡越窄,选
|F|
1/3
ϕF = 0
1 ω0 = RC
ωo
φF +90°
ω
ωo
-90°
ω
3.振荡频率和起振条件 3.振荡频率和起振条件 振荡频率由相位平衡条件确定 因为: 因为: ϕ A
= 0 要满足相位条件:ϕ A + ϕ F = 0 要满足相位条件:
必须使 ϕ F = 0 , 在f=f0处, 1 振荡频率: 振荡频率: f0 = 2πRC 起振条件: 起振条件: AF=1,而 , 因为: 因为:A= 1 + Rf
F=
•
1
ω ω0 3 + j( − ) ω0 ω
1 ω 式中: 式中: 0 = RC
幅频特性
& F =
1
ω ωo 2 3 +( − ) ωo ω
2
相频特性
ϕ f = −arctg
|F|
1/3
ω ωo ( − ) ωo ω
3
φF +90°
ωo ωo
ω
ω
1 当 ω = ω0 = 时, RC
│F│= │F│max=1/3
R C R1
∞ - A + +
uf
uo
2. RC 串并联网络的选频特性
R1C1 串联阻抗: Z 1 = R1 + (1 / jωC1 ) 串联阻抗: R2C2 并联阻抗: 并联阻抗:
+
Z 2 = R2 //(1 / jωC2 ) R2 = 1 + jωR2C2
& = Uf = Z2 F U o Z1 + Z 2
uO
uo
+Uom
t
-Uom
用稳压管稳定输出电压的过零比较器
ui u +
uo
∞ + A + u-
RZ
uO DZ
+UZ 0 -UZ 忽略了U 忽略了 D ui
当ui > 0时 , uo = +UZ 当ui < 0时 , uo = -UZ
10k 10k
Rt
0.1u uf 10k
100k
∞ - A + +
39k
uo
0.1u
增大时, 当uo增大时, Rt 减小,使负反馈增强, 减小,使负反馈增强, 放大器的增益下降。 放大器的增益下降。
10k
10k
Rt
0.1u uf
100k
当uo减小时, Rt 减小时, 增大,使负反馈减弱, 增大,使负反馈减弱, 10k 放大器的增益增大。 放大器的增益增大。 因此uo幅度自动 稳定于某一幅值。 稳定于某一幅值。
第八章
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6
信号产生电路
正弦波振荡器的振荡条件
RC 正弦波振荡电路 LC 正弦波振荡电路
石英晶体振荡电路 方波发生器 三角波及锯齿波发生器
8.1 正弦波振荡器的振荡条件
振荡器的定义: 一、振荡器的定义: 实质上是无需外加激励信号, 实质上是无需外加激励信号,而直接将直流 转变为交流电能的正反馈电路
iC
C
iL
L R
经整理得
R ωL ] Y = 2 + j [ω C − 2 2 2 R + (ω L ) R + (ω L )
-
ωoL ω oC = 2 R + (ω o L ) 2
ωo =
1+ (
1 R
• )
2
1 LC
ωoL
令
Q =
ωoL
R
ωo =
1 1 1+ 2 Q • 1 LC
一般情况下
Q >> 1
例:分析下图的振荡电路能否产生振荡,若产生振 分析下图的振荡电路能否产生振荡, 石英晶体处于何种状态? 荡,石英晶体处于何种状态?
Vcc
Rb1 Cb
石英晶体
Rc
R b2
Re Ce
C1
C2
8.5 方波发生器
一.电压比较器 电压比较器是集成运放的应用电路之一, 电压比较器是集成运放的应用电路之一 , 它 是将一个模拟电压信号与一参考电压相比较, 是将一个模拟电压信号与一参考电压相比较,输 出一定的高低电平。 出一定的高低电平。 运放组成的电路处于非线性状态, 运放组成的电路处于非线性状态,输出与 是非线性关系。 输入的关系u 输入的关系 o=f(ui)是非线性关系。 是非线性关系
振荡器的组成: 二、振荡器的组成: 由基本放大器、反馈网络、选频网络组成, 由基本放大器、反馈网络、选频网络组成, 通常反馈网络兼有选频的作用
三、 产生振荡的条件
Xi +
× +
Xd
基本放大器
Xo
A
Xf
反馈网络
F
Xd = Xi + X f
如果: 如果:X
f
仍有信号输出。 = X d , 则去掉 X i , 仍有信号输出。
Rb1 Cb C L1 L2 Uo - Uf +Vcc
ϕ A + ϕ F = 360
满足相位条件。 满足相位条件。 振荡频率: 振荡频率
1 f0 ≈ 2π LC
ϕ F = 180
Rb2 -
Re
判断是否是满足相位条件——瞬时极性法: 瞬时极性法: 判断是否是满足相位条件 瞬时极性法 断开反馈到放大 器的输入端点, 器的输入端点,假设 在输入端加入一正极 性的信号, 性的信号,用瞬时极 性法判定反馈信号的 极性。 极性。若反馈信号与 输入信号同相, 输入信号同相,则满 足相位条件; 足相位条件;否则不 满足。 满足。
ϕ A + ϕ F = 2 nπ
n是整数 是整数
RC正弦波 正弦波振荡电路 8.2 RC正弦波振荡电路
文氏电桥RC RC振荡器 一、文氏电桥RC振荡器
R Rf
1.电路结构 1.电路结构
C
运放构成的同相比例 放大器作为基本放大器 RC串、并联电路作为 RC串 选频网络 RC串 RC串、并联电路和负 反馈回路中的R1 Rf构 R1和 反馈回路中的R1和Rf构 成电桥
一. 石英晶体的基本特性及等效电路
1. 石英晶体的基本特性---压电效应 石英晶体的基本特性---压电效应 --极板间加电场 极板间加机械压力 晶体机械变形 晶体产生电场
当外加交变电压频率等于晶体的固有频率时, 当外加交变电压频率等于晶体的固有频率时,振 幅最大, 幅最大,将这一现象称为压电谐振 晶体振动的固有频率与晶片尺寸、 切割方式、 晶体振动的固有频率与晶片尺寸 、 切割方式 、 几何形状等有关。 几何形状等有关。
+
+
R1 C1
+
uo R2
+
C 2 uf +
R2 • 1 1 + jωR2C 2 F= = 1 R2 C 2 R1 1 R1 + (1 + ) + + ) + j(ωR1C 2 − jωC1 1 + jωR2C 2 C1 R2 ωR2C1
通常,取R1=R2=R,C1=C2=C,则有: 通常, , ,则有:
uf
L1 L2 C
L1 L2
uf uo
C
uo
uf与uo反相
uf与uo同相
电容三点式:
uf
C1 C2 L
uf uo
C1 C2
L
uo
uf与uo反相
uf与uo同相
1.电感三点式 1.电感三点式LC振荡电路
Vcc
Rb1 Cb Rb2 Re Ce Rc
Vcc
L2 Rb1 C
(+) )
(+) )
(+) (-) ) )
(+)
+Vcc
Rb1 Cb
C L1 L2 Uo -
Uf
Rb2 -
Re
LC正弦波振荡器举例 LC正弦波振荡器举例
Vcc
Rb1 Rc C2
(+) )
C1
(+) )
(–) ) (+) )
R b2
Re Ce
(–) ) L C
三、三点式LC 振荡电路 工作原理: 工作原理:仍然由LC并联谐振电路构成选频网络 电感三点式: 电感三点式 :
L1 C
L1 Ce
(+) )
Cb
L2
R b2
Re
(+) )
1 1 振荡频率: 振荡频率: f 0 = 2π LC = 2π ( L + L + 2 M )C 1 2
2. 电容三点式LC振荡电路
Vcc
Rb1 Cb Rb2 Re Ce C2 Rc
Vcc
Rb1 L C2 (+) ) C1
(+) )
(-) )
容性
f p
容性
f
通常 C << C0 所以 fs 与 f p 很接近
二.石英晶体振荡电路
1. 并联型石英晶体振荡器
X 感性
- A ∞ + + C1 C2 Cs
石英晶体
0 容 性
fs
f p
f
石英晶体工作在fs与fp之间,相当一个大电感,与C1、C2 之间,相当一个大电感, 组成电容三点式振荡器。 值很高, 组成电容三点式振荡器。由于石英晶体的Q值很高,可达到几 千以上,所以电路可以获得很高的振荡频率稳定性。 千以上,所以电路可以获得很高的振荡频率稳定性。