高二物理竞赛:非正弦波发生电路 课件(共12张PPT)

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高二物理竞赛:非正弦波发生电路 课件(共12张PPT)

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(共12张PPT)
非正弦波发生电路
非正弦波发生电路
一、常见的非正弦波
二、矩形波发生电路
三、三角波发生电路
四、锯齿波发生电路
五、波形变换电路
1、单限比较器
主要:
1、写出 uP 、uN 的表达式,令uP= uN ,求解出的 uI 即为UT
2、分析 uO 的跃变方向。
回顾
反相端输入
UREF负值
2、滞回比较器
引入正反馈
限流电阻
1)uI<-UT uO=+UZ uP= +UT
增大 uI 直至+UT uI 再增大, uO 从 +UZ 变为 - UZ。
2)uI>+UT uO=-UZ uP= -UT
减小 uI 直至-UT uI 再减小, uO 从-UZ 变为 +UZ。
工作原理及电压传输特性
一、常见的非正弦波
矩形波
三角波
锯齿波
尖顶波
阶梯波
矩形波是基础波形,可通过波形变换得到其它波形。
二、矩形波发生电路
输出无稳态,有两个暂态;若输出为高电平时定义为第一暂态,则输出为低电平为第二暂态。
1、基本组成部分
1) 开关电路:输出只有高电平和低电平两种情况,称为两种状态;因而采用电压比较器。
2) 反馈网络:自控,在输出为某一状态时孕育翻转成另一状态的条件。应引入反馈。
3) 延迟环节:使得两个状态均维持一定的时间,决定振荡频率。利用RC电路实现。
2、电路组成
正向充电:
uO(+UZ)→R→C→地
放电----反向充电:
地→C→ R → uO(-UZ)
RC 回路
滞回比较器
充、放电回路相同
3、工作原理:分析方法
方法一: 设电路已振荡,且在某一暂态,看是否能自动翻转为另一暂态,并能再回到原暂态。
方法二: 电路合闸通电,分析电路是否有两个暂态,而无稳态。
设合闸通电时电容上电压为0,uO上升,则产生正反馈过程:
uO↑→ uP↑→ uO↑↑ ,直至 uO=UZ, uP=+UT,第一暂态。
3、工作原理:分析
电容正向充电,t↑→ uN↑,uN = UP;当uN =+UT时,再增大, uO从+ UZ跃变为-UZ, uP=-UT,电路进入第二暂态。
电容反向充电,t↑→ uN↓,uN →- UZ;当uN =-UT时,再减小, uO从- UZ跃变为+UZ, uP=+UT,电路返回第一暂态。
第一暂态:uO=UZ, uP=+UT。
脉冲宽度
4、波形分析
P438
正向充电和反向充电时间常数可调,占空比就可调。
5、占空比可调电路
为了占空比调节范围大,R3应如何取值?
利用二极管的单向导电性
P439

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