当前课程知识点：模拟电子技术基础(应用部分) > 第五周 > 8.19 锯齿波发生电路和压控振荡电路 > 锯齿波发生电路和压控振荡电路
在三角波发生电路里边
它的滞回比较器的输出是方波
它们所以输出三角波和方波
是因为积分电路在正向积分的时候
和反向积分的时候
时间常数是一样的
在一个周期里边
两个方向的积分时间是一样的
也就是说方波的占空比是50%
我们可以想象 如果积分电路
两个方向的积分常数
差的比较多
那么三角波就可以演变成为锯齿波
下边我们就来讲述
锯齿波发生电路
和由锯齿波发生电路
衍生出来的压控振荡电路
这个电路就是我们前面讲的
三角波发生电路
要想让它变成为锯齿波发生电路
那么就需要积分电路
在正向积分和反向积分的时候
积分常量不一样
我们的做法是这样的
就是把这里断开
然后用二极管引导积分的方向
这个电路我们可以把它画成为这样
那下面我们来研究几个问题
一个是我想让它的这个三角波
两个边不等
那么变成为锯齿波
那我应该在这个电路里边
R3这个电路取的值大一些好呢
小一些好呢
那当然要想使得这个调节的范围宽
这个电阻应该小一些
然后我们再来看
假如这个电位器的滑动端
放到了最上面和放到最下面了
那它的波形该是什么样子呢
我们知道当它放在最上端
或者最下端的时候
两个方向积分的积分常数
相差的最多
也就是说它最接近于理想的锯齿
我们在这画出这么一个波形来
那么大家可以看到
它正向积分所用的时间
要比反向积分所用的时间大得多
所以呈现出来就是锯齿波
而在这里滞回比较器的输出
在它下降的时候
是一个很窄的脉冲
也就是和三角波发生电路比较起来
那么它占空比变化很大
那按照这样一个波形
我们这个电位器是放在了最上边了呢
还是放在了最下边了呢
那从这个分析我们看到
它是正向积分的时候用的时间长
也就是正向积分的时候
时间常数大
因此应该是这是低电平的时候
前边滞回比较器输出是低电平的时候
它是正向积分
因此这个电位器滑动端
应该放到最上面
那有同学就会问了
说这样的时候我怎么去
估算它的振荡的频率呢
当然我们还可以在一个周期里边
估算一下宽的这一部分
用了多长时间
窄的这一部分用了多长时间
它们之和就应该是它的周期
但是在近似计算里边
我们就可以把前面正向积分
所用的这个时间
近似的认为就是它的周期了
这在近似计算里边是允许的
另外有同学还会问
说既然R3这个电阻用得越小越好
那我是不是就可以把R3给去掉
把它短路掉呢
我在前面讲过很多次
说如果你看一个元件的作用
你想不明白它是什么作用
那么有一个办法
就是你把它去掉
看它对电路产生什么样的影响
由此你就可以推论出来
它在整个电路里边的作用
那么如果我们把这个电阻给它短路掉
会产生什么样的问题呢
比如还是刚才的那种情况
就是我们把电位器的滑动端
放到最上边
当我们把这个端放到最上面的时候
积分电路的反相输入端是虚地
那也就是说二极管的阴极是零电位
当二极管导通的时候
那么这个电阻如果是零的话
那这一点它的数值就应该是
二极管的正向导通的压降
比如说是0.7V
它是什么意思呢
就是滞回比较器输出的高电平
不可能是正的UZ了
而就是二极管的正向导通电压
于是这个波形在这个等于
高电平的这个地方
和原来不一样了
它只是一个二极管的正向压降
所以为了使得前一级
也就滞回比较器的输出的
高低电平决定于它自己的限幅电路
那么R3这个电阻我们虽然取得小
但一般不是去掉这个电阻
那从刚才的分析里边我们就可以看到
说如果是一个锯齿波的话
我们就可以用积分常数大的
那一部分
它所用的时间来近似的是
整个电路它的周期
那么在这样的一个波形下
既然T约等于T2
如果这个时间是决定于
我外加的一个电压的话
那么这个电路就产生了一个新的功能
就是利用我外加的那个电压
来产生不同频率的锯齿波
和在这里的矩形波
或者是脉冲波形
那么这个电路的新的功能
就是把模拟信号uI
转化成了一个数字的信号
所以如果T2决定于外加电压
那么这个电路的振荡频率
就几乎仅仅决定于外加的这个电压了
也就是说它受控于外加的电压了
这样就实现了由一个直流的电压
转化成为一个频率的
这样的一个转换
那么输入的是一个模拟量
输出的是一个数字量了
所以这个电路就完成了一个
从模拟信号转化成为数字信号的A/D转换
那我们看这就是从它变成它
把电位器的滑动端放到最上边
而让它正向积分的时候
决定于输入的电压uI
这就是我们常见的u - f 转换电路
也就是压控振荡电路
它的电路图
这里头指的是电压控制振荡频率
从外部看输入的是模拟量
输出的是数字量
所以是从一个u到f的转换电路
它完成的是一个A/D转换
那在这个电路里边
要特别注意的就是R1这个电阻
就是输入端这个电阻
要远远大于这个电阻
也就是说它两个积分方向应该差得
时间常数差得越多越好
那么这种转换的精度就会越高了
那它们的波形是这样的
这个就是积分电路的输出
下边这个就是滞回比较器的输出
这就是这里面的滞回比较器
它的电压传输特性
以及它的阈值电压的表达式
这两个我们在分析
三角波发生电路的时候已经分析过了
那么它们的幅值应该是什么呢
这个锯齿波的发生电路
它应该是在±UT之间变化
所以它的峰-峰值是两倍的UT
而这个矩形波或者脉冲波的
它的幅值就决定于它的限幅电路
也就是它是±UZ
我们通过这个可以列出它的方程来
我们近似的认为
这个积分慢的这一部分
近似的就是它的周期
知道它的终了值
知道它的起始值
知道它的时间常数
于是我们就可以得到这个电路的
振荡的周期
也就得到了它的振荡的频率
那么从这个式子里边
我们可以看到
2 R1 R2 C
UZ 分之R3
都是确定的值
于是我们就得到了
说这个f是k倍的uI
所以从式子里边
我们明显的可以看到
说这个uI增大的时候
它输出的信号的频率升高
完成了从一个模拟量
到数字量的转换
那么这样单位时间里边的脉冲个数
就可以表示出来电压的数值
所以我们在进行这个转换的时候
要精心的选取这里边的参数
最好是当我们用一个频率计去
测试这个f的时候
我们能从这个f上直接读出来
这时候的uI
那么实际上就各种各样的
数字式的仪表
数字式的测量的仪表
就是这样来完成的
从模拟量到数字量的转换
然后后边就是利用数字量来计数
来寄存
来译码显示
那么在这个电路里边
如果这个uI是大于0的呢
那么电路做什么样的改变呢
如果这个是大于0
那原来这是小于0
所以它是决定正向积分的这个时间
那如果它是大于0的
那就是它决定反向积分的时间
那另一个支路
就是这个支路
带有二极管的这个支路
就应该决定它正向积分的时间
所以在这里要特别注意
如果输入的信号极性变了
那么你二极管就应该反过来接
这样呢 这个电路仍然能够完成
从模拟量到数字量的转换
-7.1模拟电子技术基础（应用部分）概述
-7.2 由集成运放组成的运算电路概述
-7.3 反相输入比例运算电路
-7.4 同相输入比例运算电路
-7.5 反相求和运算电路
--反相求和运算电路
-7.6 同相求和运算电路
--同相求和运算电路
-实验一：单端输入双端输出电路
-7.7 加减运算电路
--加减运算电路
-7.8 关于比例及加减运算电路的讨论
-7.9 积分运算电路
--积分运算电路
-7.10 微分运算电路
--微分运算电路
-第一周作业
--第一周作业题
-EDA1 解一元多次方程
--解一元多次方程
-7.11 对数运算电路和指数运算电路
-7.12 模拟乘法器简介
--模拟乘法器简介
-7.13 模拟乘法器在运算电路中的应用
-实验二 正弦波电压倍频电路
-7.14 关于运算电路的讨论
-7.15 有源滤波器概述
--有源滤波器概述
-7.16 一阶低通滤波器
--一阶低通滤波器
-7.17 二阶低通滤波器
--二阶低通滤波器
-7.18 其它滤波器
--其它滤波器
-实验三 滤波电路的应用
--滤波电路的应用
-第二周作业
--第二周作业题
-8.1 正弦波振荡的条件
--正弦波振荡的条件
-8.2 正弦波振荡的组成及分类
-EDA2 正弦波振荡电路的起振和稳幅过程
-8.3 RC串并联选频网
--RC串并联选频网
-8.4 RC桥式正弦波振荡电路
-8.5 RC正弦波振荡电路的讨论
-实验四 正弦波振荡电路的测试
-8.6 变压器反馈式正弦波振荡电路
-8.7 电感反馈和电容反馈式正弦波振荡电路
-8.8 LC正弦波振荡电路的讨论
-第三周作业
--第三周作业题
-8.9 石英晶体正弦波振荡电路
-8.10 电压比较器概述
--电压比较器概述
-8.11 过零比较器
--过零比较器
-8.12 一般单限比较器
--一般单限比较器
-8.13 滞回比较器
--滞回比较器
-8.14 窗口比较器与集成比较器
-8.15 关于电压比较器的讨论
-8.16 常见非正弦波和矩形波发生电路的组成
-第四周作业题
-8.17 矩形波发生电路
--矩形波发生电路
-8.18 三角波-方波发生电路
-8.19 锯齿波发生电路和压控振荡电路
-EDA3 三角波发生电路->锯齿波发生电路->压控振荡电路的结构变化
-实验五 非正弦波发生电路的测试
-8.20 波形变换电路
--波形变换电路
-EDA4 波形变换电路的设计与实现
-8.21 信号转换电路
--信号转换电路
-8.22 关于信号转换电路的讨论
-9.1 概述
--概述
-9.2 变压器耦合功率放大电路
-第五周作业
--第五周作业题
-实验六 压控振荡电路的参数选择与调试
-9.3 OTL电路
--OTL电路
-9.4 OCL电路和BTL电路
-9.5 OCL电路最大输出功率及效率的估算
-9.6 OCL电路中晶体管的选择
-实验七 功放管及其散热器展示
-9.7 功率放大电路的讨论一（读图练习）
-9.8 功率放大电路的讨论二（电路的识别和故障分析）
-10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
-10.2 单相半波整流电路
--单相半波整流电路
-第六周作业
--第六周作业题
-EDA5 数字式仪表的设计与仿真
--数字式仪表的设计
-10.3 单相桥式整流电路
--单相桥式整流电路
-10.4 电容滤波电路
--电容滤波电路
-10.5 其它滤波电路
--其他滤波电路
-10.6 稳压电路的性能指标及稳压二极管
-10.7 稳压管稳压电路的工作原理和主要性能指标
-10.8 稳压管稳压电路的设计
-实验八 稳压管稳压电路的设计及实现
-10.9 串联型稳压电路的组成
-10.10 串联型稳压电路中调整管的选择
-第七周作业
--第七周作业题
-10.11 关于串联型稳压电路的讨论
-10.12 集成三端稳压器及其基本用法
-10.13 基准电压源三端稳压器及其基本用法
-实验九 稳压电源性能指标的测试
-10.14 关于线性稳压电源的讨论
-10.15 开关型稳压电路的特点和基本原理
-10.16 串联开关型稳压电路
-10.17 并联开关型稳压电路
-第八周作业
--第八周作业题
-调查问卷
-期末考试
