【信号发生器（二）】

学习目标：

非正弦信号产生电路

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学习内容：

非正弦信号的产生

基本单元：双稳态触发器＋延时网络（“1”延时与“0”延时，利用电容来延时）
触发器输出的“0”和“1”对应着驰和张，故称驰张振荡器。

驰张振荡器

驰张振荡器又分为施密特触发器型和射极耦合多谐振荡器型，前者适用于低频（1M），后者可以达到数十兆。

施密特触发器型
电压比较器时一个能够识别、判断两输入端差模电压极性的电路：正极性为“1”，负极性为“0”；由于输入与输出的关系，电压比较器可以看着一位的数模转换器（ADC）。
简单的电压比较器包括反相比较器（Vi<VR时，Vo=“1”）、同相比较器（Vi>VR时，Vo=“1”）、过零检测器（Vi>0时，Vo=“1”）。

采用单门槛比较器时，存在固有缺陷，在控制的临界点会发生振荡（不知道怎么判断），于是引入两个比较阈值，当比较器输出“1”，比较门槛为上门坎，当比较器输出“0”，比较门槛为下门坎。

由于特性传输曲线存在一个迟滞区，所以称之为迟滞比较器（施密特触发器），上下门槛之差为门限宽度，决定了系统的抗干扰能力。

迟滞比较器实例一

阈值电压为基准电压与输出电压的叠加

门限宽度VH=（VOH-VOL）R1/(R1+R2)

迟滞比较器实例二

T1、T2工作于大信号开关状态，门坎电压Vth=Vbe＋VRE。所以有：

施密特触发器型迟滞振荡器基本结构

以施密特触发器为基本单元，Rt1、Ct构成充电回路，Rt2、Ct、开关K构成放电回路。
其中T充=Rt1Ct，T放=（Rt1||Rt2）Ct。
占空比T充＞T放，占空比达不到百分之五十。
VC输出非线性锯齿波。
正常工作条件：Vth＞Vtl，充电期间，充电电压能超过上门坎， VCC*Rt2/（Rt1+Rt2）＜Vtl。

若要实现任意占空比与线性锯齿波：
利用充放电恒流源来调节：

充电电流为Io1，放电电流为Io2-Io1，当Io2=2*Io1，占空比为百分之五十。
VC与VO两路输出具有90°相位差——正交特性。

方波产生电路

方波的基本特征：正负峰值对称，占空比百分之五十。采用运放构成迟滞电压比较器，作为方波产生电路的双稳态触发器。

有VOH=-VOL=VZ。
Vth=-Vtl=VZ*R1/（R1+R2）。

进一步完整电路：

R4、C构成反馈网络，VC为迟滞比较器输入信号，电容两端电压为非线性锯齿波，比较器输出方波。
当VC＝0，VO=“1”，VR1=VOH，维持“1”，VO=+VZ，VZ向Ct充电，V-↑，当V-=Vth，翻转，VZ=“0”，VR1=VOL，维持“0”，VO=-VZ，Ct向VZ充电，当V-=VOL，再次翻转。
振荡周期：T=2R4Cln（1+2R1/R2）
VC与VO两路输出具有90°相位差——正交特性。

压控振荡器VCO

在驰张振荡器中，影响频率的因素①电流②Ct③VH=Vth-Vtl。其中，控制电流最为方便，控制电容为其次（利用变容二极管），一般不控制门坎。

当VC电压高于VC＋Vth（Vth为二极管门槛电压，VC+Vth为施密特上门坎电压）时，充电回路断开，开关闭合，开始放电，利用镜像电流源，Ct开始放电，放至门坎电压时，输出电位翻转，开关断开，电容继续充电。

施密特型VCO的特点：
结构简单，具有正交输出特性，工作频率低。
应用：如上图NE565结构。
门坎电压在工作过程中转换形成，存在瞬态效应，随着振荡频率升高，频率稳定性下降。改进：采用上、下比较器结构，固定上、下门坎。典型应用：集成时基电路555。