1、微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#1第五章第五章集成信号发生器集成信号发生器微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#2方波、三角波发生器（方波、三角波发生器（1）显然，显然，V01=VZ，VZ是齐纳稳压管的反向击穿电压。是齐纳稳压管的反向击穿电压。0 01 10 01 12 2A A1 10 00 01 10 01 12 21 12 21 12 2V VV VR RR RV V=R R+V VV VV VR R+R RR R+R RR R+R RA微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号
2、发生器 Ch.5#3方波、三角波发生器（方波、三角波发生器（2）0 01 10 01 12 2A A1 10 00 01 10 01 12 21 12 21 12 2V VV VR RR RV V=R R+V VV VV VR R+R RR R+R RR R+R R放大器放大器A1接成正反馈，临界时接成正反馈，临界时VA0，故可得的翻转故可得的翻转电平为：电平为：1 10 0H HZ Z2 2R RV V=V VR R1 10 0L LZ Z2 2R RV V=-V VR RAV01=VZ微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#4方波、三角波发生器（方波
3、、三角波发生器（3）C C1 1Z Z0 00 0L LZ Z2 24 41 1I I t tR Rn nV VV V(t t)=V V+=-V V+t tC CR RR R C C0 t t121 11 14 41 10 01 10 0H HZ Z1 12 22 2R RR R R R C CV V(t t)=V V=V Vt tR Rn nR Rn为分压系数为分压系数微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#5脉冲、锯齿波发生器（脉冲、锯齿波发生器（1）微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#6脉冲、锯齿波发生器
4、（脉冲、锯齿波发生器（2）C C1 1Z Z0 00 0L LZ Z2 24 41 1I I t tR Rn nV VV V(t t)=V V+=-V V+t tC CR RR R C C0 t t121 11 14 41 10 01 10 0H HZ Z1 12 22 2R RR R R R C CV V(t t)=V V=V Vt tR Rn nR Rn为分压系数为分压系数微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#7脉冲、锯齿波发生器（脉冲、锯齿波发生器（3）C C1 1Z Z0 00 0H HZ Z1 12 24 45 51 1I It t R Rn
5、 nV VV V(t t)=V V+=V V-t t-t tC CR RR R/R R C Ct1 t t1+t221 14 45 51 11 10 01 12 20 0L LZ Z2 22 22 2R R R R/R R C CR RV V(t t+t t)=V V=-V Vt tR Rn nR Rn为分压系数为分压系数微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#8脉冲、锯齿波发生器（脉冲、锯齿波发生器（4）21 14 41 14 45 51 12 22 24 45 52 2R R R R C CR RR RT T=t t+t t=n nR RR RR R
6、2 25 54 45 5t tR R=T TR R+2 2R R21 14 45 51 12 22 2R R R R/R R C Ct tn nR R21 14 41 11 12 2R R R R C Ct tn nR R微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#9正弦波产生电路基础（正弦波产生电路基础（1）振荡产生条件振荡产生条件 AB2 2n n A AF F 1 1起振的振幅条件：起振的振幅条件：起振的相位条件起振的相位条件：A AF F=1 1振荡的平衡条件振荡的平衡条件：由此确定由此确定振荡振幅振荡振幅由此确定由此确定振荡频率振荡频率振荡频率由相
7、位平衡条件决定振荡频率由相位平衡条件决定！微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#10正弦波产生电路基础（正弦波产生电路基础（2）振幅稳定条件振幅稳定条件0 0i id dV V1 1 Vi1，才能建立起稳定点，才能建立起稳定点B，这种情况称为这种情况称为硬激励硬激励。如果加大。如果加大F为为F2，则小的扰动即可建立起稳定点则小的扰动即可建立起稳定点C。Vi1改变改变F即可改变正弦波的振幅！即可改变正弦波的振幅！微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#12 相位稳定条件为相位稳定条件为A+B=2n，当总相位偏离当总
8、相位偏离了一个很小的数值了一个很小的数值 ，这时这时Vi与与VF不在同相，不在同相，0时，时，VF超前超前Vi，振荡频率，振荡频率（反之振荡频率（反之振荡频率），振荡频率的），振荡频率的反过来又会引起总的相位变化反过来又会引起总的相位变化 ,若若 恰能抵消或削弱恰能抵消或削弱 的变化（即的变化（即 0），则这样的相位平衡是稳定的。因此相位稳定，则这样的相位平衡是稳定的。因此相位稳定的条件是：的条件是：正弦波产生电路基础（正弦波产生电路基础（3）相位稳定条件相位稳定条件 f(A A+F F)3 35 5.1 1D1、D2未导通时未导通时微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信
9、号发生器 Ch.5#16例：分析下图例：分析下图RC正弦波桥式振荡电路（正弦波桥式振荡电路（2）1 12 23 3f f1 13 3R R+R R+R RA A=3 3R RR R=1 1.1 1K KD1、D2导通时，导通时，D1、D2和和R3的并联电阻等效为的并联电阻等效为R38o om m1 12 23 33 30 0.6 6V V=(R R+R R+R R).3 35 5V VR R微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#17例：分析上图正弦波振荡电路例：分析上图正弦波振荡电路A、B输入端哪个是输入端哪个是同相端，哪个是反相端？同相端，哪个是反相
10、端？求振荡频率。求振荡频率。Rt应是正应是正温度系数还是负温度系数？温度系数还是负温度系数？在理想情况下的最大输在理想情况下的最大输出功率出功率Pomax是多少？是多少？（R3.9K，C0.01 F）华华科科04微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#18RC移相式正弦波振荡电路（移相式正弦波振荡电路（1）1VIVj C1 1a a1 11IVIR1 12 21 11VIVj C2 21 12 2VIIR2 22 2f f fVIRo of f由以上各式可得：由以上各式可得：22222233141 3oVVaffVAjFjR CVjR R CRR C1V
11、Ij Cf f2 2微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#19RC移相式正弦波振荡电路（移相式正弦波振荡电路（2）22222233141 3oVVaffVAjFjR CVjR R CRR C令上式分母虚部为零，实部为令上式分母虚部为零，实部为1，即得振荡的频率参数：，即得振荡的频率参数：13oRC12fRR微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#20实用实用RC移相式正弦波振荡电路移相式正弦波振荡电路Vo1Vo2二极管二极管D1、D2及及R1R4为限为限幅电路，调节幅电路，调节R1、R4可使可使A1输输出为对称正
12、弦波，出为对称正弦波，A2输出信号输出信号正好与正好与A1输出相差输出相差90。若。若A1输输出正弦波为：出正弦波为：A1A20100sinmVVt则则A2输出为余弦波：输出为余弦波：202003cos12fmRVVtR调节调节Rf2可使可使V01与与V02为幅度为幅度相同的正交振荡信号。相同的正交振荡信号。微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#21555时基电路结构简介时基电路结构简介（阈值）（阈值）（控制）（控制）（触发）（触发）（放电）（放电）（地）（地）（输出）（输出）微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.
13、5#22555时基电路构成的单稳电路时基电路构成的单稳电路稳态时，稳态时，Q=1，V01=1，电路锁定，电路锁定V0=0d dT TT TT TT Tt t=R R C C l ln n3 31 1.1 1R R C CVDDVo1Vo2AT1.负向触发，触发脉冲负向触发，触发脉冲tutd2.为为VCT从从0变到变到2VDD/3的时间。的时间。微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#23VDD*例例:已知已知Vi周期周期T、占空比为、占空比为1:2的正方波的正方波,WWWW7T7TR C=RC R C=RC 4ln344ln34NE555Vo11.阐述阐
14、述NE555与与RW、CW构成电路的功能。构成电路的功能。2.画出画出Vi、Vo1、Vo电压波形（电压波形（02华科）华科）10.9611 -T T/2 27 7R RC C2 2l ln n3 3-T T7 7R RC Cl ln n3 31 1-e ee e1 1-e ee ed dw ww wt t=R R C C l ln n3 3 0 0.2 27 75 5T T微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#24555时基电路构成的方波产生电路时基电路构成的方波产生电路555t1=充充ln20.693(RA+RB)CTt2=放放ln20.693 RB
15、 CTABABABABR+RR+Rt1t1D=D=t1+t2R+2Rt1+t2R+2R占空比占空比D:微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#25例：分析下面电路的功能，并求出特征参数。例：分析下面电路的功能，并求出特征参数。555微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#26例例:下图为一频率可调下图为一频率可调,而脉宽不变的方波发生器而脉宽不变的方波发生器,试问试问:555555（1）两个）两个555各构成什么电路？（各构成什么电路？（2）求频率的变）求频率的变 化范围？（化范围？（3）求输出脉冲宽度（）求输出脉冲宽度（05华科）华科）555微电子技术教学部微电子技术教学部Ch5 集成信号发生器集成信号发生器 Ch.5#27本章基本要求本章基本要求 理解并掌握方波、三角波发生器的理解并掌握方波、三角波发生器的原理。原理。理解并掌握脉冲、锯齿波发生器的理解并掌握脉冲、锯齿波发生器的原理。原理。理解并掌握正弦波振荡器的原理。理解并掌握正弦波振荡器的原理。会分析相关的简单电路。会分析相关的简单电路。
