【正文】 電子技術(shù)基礎(chǔ) R+ R D1 D2 uO1 R C A1 A2 R1 R2 R3 uO DZ B – + – + 1. 如果用圖 (a)示電路替代圖 (b)示電路的電阻 R，那么輸出電壓 uo的波形有何特點？ (a) (b) 答：三角波兩邊斜率不同，即三角波變成為鋸齒波。 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) t 0 u 替代 R uO1 R C A1 A2 R1 R2 R3 uO DZ B – + – + R+ R D1 D2 在上圖示電路中，如果電阻 R+ R?，畫出輸出 信號的波形。 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) 壓控振蕩器 原理圖 uO=+UZ時，開關(guān) S接通 +U uO=UZ時，開關(guān) S接通 –U uO1 R C A2 A1 R1 R2 R3 uO DZ B – + – + U +U S 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) (1) 工作原理 圖中 uO1 R C A2 A1 R1 R2 R3 uO DZ B – + – + U +U S 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) (a) 當(dāng) 時 U通過 R向 C充電 S 接電源 +U uO1隨時間線性下降 設(shè) uC(0)=0 + – uC uO1 R C A2 A1 R1 R2 R3 uO DZ B – + – + U +U S 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) (b) 當(dāng) uB≤0 時 電容 反向充電 開關(guān) S 接 –U uO1隨時間線性上升 uO1 R C A2 A1 R1 R2 R3 uO DZ B – + – + U +U S 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) (c) 當(dāng) uB ≥ 0 時 電容 又正向充電 S又接 U C uO1又隨時間線性下降 + – uC uO1 R A2 A1 R1 R2 R3 uO DZ B – + – + U +U S 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) uO輸出方波 uO uO1輸出三角波 C + – uC uO1 R A2 A1 R1 R2 R3 uO DZ B – + – + U +U S 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) (2) 振蕩波形圖 (3) 振蕩頻率 t t 0 uO 0 +UZ t1 t2 UZ uO1 t1 t2 振蕩波形圖 而 由波形圖知 當(dāng) 時 故 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) 由 得 f0∝ U， 實現(xiàn)了電壓控制振蕩頻率的目的 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) 一種壓控振蕩電路 電子模擬開關(guān) U D1 RF uO3 R R D2 uO1 R A2 A1 R1 R3 uO DZ – + – + A3 – + A4 – + uO4 C R2 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) 例 1 電路如圖所示 ， 圖中運放 A和二極管 D D2都是理想器件 ,穩(wěn)壓管 DZ的穩(wěn)壓值為 UZ。 試證明調(diào)節(jié)電位器 RW改變矩形波占空比時 ， 周期 T將保持不變 。 A + _ ? R C R1 R2 R3 DZ D2 D1 uO RW + + _ _ uF uC 練習(xí)題 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) 解 由題意 ， 畫出 uO和 uC的波形圖 。 其中 波形圖 A + _ ? R C R1 R2 R3 DZ D2 D1 uO RW + + _ _ uF uC T1 T2 T UZ UZ UF UF t uO uC 0 uO， uC 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) 當(dāng) uO=UZ時， uO通過 D1對電容充電 當(dāng) uO=UZ時，電容通過 D2 放電 可見，在改變 RW滑動端位置時， T保持不變。 振蕩周期 為常數(shù) A + _ ? R C R1 R2 R3 DZ D2 D1 uO RW + + _ _ uF uC 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) 例 2 在圖所示矩形波發(fā)生電路中 ， 理想運放的最大輸出電壓 Uomax=12V， 最小的輸出電壓 Uomin=0V 。 uO C A + – R4 R5 100k? +15V 100k? 100k? 100k? 100k? R1 R3 R2 + – uC ? ? UR （ a）畫出輸出電壓 uO和電容電壓 uC的波形； （ b）求出 uC的最大值和最小值 。 （ c）當(dāng) UR的大小超出什么范圍時，電路將不再產(chǎn)生矩形波？ 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) 解 （ a） 方波發(fā)生器的輸出電壓只有高 、 低兩種電平 ， 電容 C隨輸出電壓的極性進(jìn)行充電或放電 。 當(dāng) uC大于運放同相端電位 u+時 ， 輸出為低電平；反之 ， 輸出為高電平 。 uO C A + – R4 R5 100k? +15V 100k? 100k? 100k? 100k? R1 R3 R2 + – uC ? ? UR 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) t 0 1 5 0 12 uO/V uC/V t 輸出電壓 uO和電容電壓 uC的波形圖 uO C A + – R4 R5 100k? +15V 100k? 100k? 100k? 100k? R1 R3 R2 + – uC ? ? UR 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) （ b）由圖可知，運放同相端電位的最大值和最小值，即為 uC的最大值和最小值。 對于運放同相端，由 KCL得 當(dāng) 時 當(dāng) 時 uO C A + – R4 R5 100k? +15V 100k? 100k? 100k? 100k? R1 R3 R2 + – uC ? ? UR 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) （ c）如果 UcmaxU+max，或 UcmimU+mim，電路不能產(chǎn)生方波。 UCmax=UOmax/2=6V UCmim=UOmim/2=0V 由圖可知 由 知 即當(dāng) UR3U+maxUOmax=6V 或 UR3U+mimUOmim=0V時 電路不能產(chǎn)生方波 uO C A + – R4 R5 100k? +15V 100k? 100k? 100k? 100k? R1 R3 R2 + – uC ? ? UR 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) 例 3 圖示電路為一壓控振蕩器 。 設(shè)輸入電壓 0UI6V，運放 A A2為理想器件；二極管 D的正向壓降為 ，穩(wěn)壓管 DZ的穩(wěn)定電壓為 177。 6V， 它們的其他性能理想 。 + _ + _ A1 A2 ? ? ? 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) （ a） 運算放大器 A A2各組成什么電路 ？ （ b） 畫出 uo1 和 uo 波形； （ c） 寫出振蕩頻率 f0 與輸入電壓 uI的函數(shù)關(guān)系式 。 解 （ a） A1構(gòu)成反相輸入積分電路 ， A2構(gòu)成同相輸入比較電壓比較器 。 + _ + _ A1 A2 ? ? ? 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) （ b） 當(dāng) uO＝ 6V時 ， 二極管 D截止 ， 電容 C充電 ， uO1隨時間負(fù)向線性增大 。 當(dāng)運放 A2的同相端電位 u2+過零時，比較器翻轉(zhuǎn)，uO2=6V。 + _ + _ A1 A2 ? ? ? 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) 此時， D導(dǎo)通， uO2=。 C迅速放電， uO1快速正向增大。 當(dāng) u2+再次過零時，比較器再次翻轉(zhuǎn)， uO2=6V，二極管再次截止。 如此周而復(fù)始，形成周期性振蕩。 + _ + _ A1 A2 ? ? ? 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) 由圖可知，運放 A2同相端電位 令 u2+=0得 + _ + _ A1 A2 ? ? ? 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) 由式 知 當(dāng) uO＝ 6V時， uO1＝ 5V，比較器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。 當(dāng) uO＝ ， uO1＝ ，比較器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。 t t 0 0 5 6 uO1/V T1 uO/V T uO1和 uO2的波形 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) （ c） 由于二極管的導(dǎo)通電阻很小 ， 電容放電時間極短 ，所以 ， T?T1。 由于 t t 0 0 5 6 uO1/V T1 uO/V T 上頁 下頁 后退 電子技術(shù)基礎(chǔ) 故 當(dāng) 時 ， 電容充電結(jié)束 ， 此時