模电基础之波形发生电路

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1、波形发生电路第7章7.1正弦波振荡电路7.2非正弦波信号产生电路小　结7.1正弦波振荡电路7.1.1正弦波振荡电路的工作原理7.1.2RC正弦振荡7.1.3LC正弦振荡引　言信号产生电路(振荡器—Oscillators)分类：正弦波振荡:非正弦波振荡：RC振荡器(1kHz~数百kHz)LC振荡器(几百kHz以上)石英晶体振荡器(频率稳定度高)方波、三角波、锯齿波等主要性要求能：输出信号的幅度准确稳定输出信号的频率准确稳定引　言7.1.1正弦波振荡电路的工作原理一、振荡条件放大器反馈网络Ui•Au•Fu•Uo•Uf•RL微弱的电扰动

2、中，某一频率成分通过正反馈逐渐放大，则产生正弦振荡。••••••••—振幅平衡条件—相位平衡条件n=0,1,2,••二、起振条件起振条件放大器Au反馈网络FuUoUfUi1/FuAu=1/FuOuiuoAuuoAuFu>1AuFu<1Ui1Uo1Uf1Ui2Uo2Uf2Ui3Uo3Uf2Ui4Uo4ufuf起振稳幅••三、电路的组成和起振的判断1.放大电路Au2.正反馈网络Fu3.选频率网络—实现单一频率的振荡4.稳幅环节—使振荡稳定、波形好满足振荡条件组成:放大器选频正反馈网络UoUfUi选频放大器正反馈网络UoUfUi判

3、断:1.检查电路组成2.“Q”是否合适3.是否满足起振条件•••7.1.2RC正弦振荡一、RC桥式振荡电路0Fu.0f90-90•1.RC串并联选频网络式中:0=1/RC当=0时Fu=1/3.=0º2.RC桥氏振荡电路A=2nF=0º2)电路：同相放大器1)组成：8CR1RfRCR•••3)振荡频率4)振荡条件Rf不能太大，否则正弦波将变成方波应使：••••5)稳幅措施热敏电阻稳幅8CR1RfRCR为使电Au为非线性，起振时，应使Au>3，稳幅后Au=3。正温度系数负温度系数二极管稳幅8R1R2

4、V1V2R312.4k>R2>8.1k起振时信号小，二极管电阻大Au1+(R2+R3)/R1>3R2>2R1-R3起振后二极管电阻逐渐减小，Au1+R2/R1=3为使失真小：R2<2R1f0=1.94kHz8.2k6.2k22k4.3k0.01F8.2k0.01F二、RC移相式振荡电路8CRRfRCRC一节RC环节移相90二节RC环节移相180三节RC环节移相270对于的信号，—满足相位平衡条件优点：结构简单缺点：选频特性差，输出波形差7.1.3LC振荡电路类型：变压器反馈式、电感三点式、电容三点

5、式一、变压器反馈式LC振荡电路LrCIs.L的等效损耗电阻(一)LC并联回路的特性Z1.谐振频率f02.谐振阻抗Z03.回路品质因数Q4.频率特性0ZZ0Q大Q小0f90º-90ºQ增大幅频特性相频特性5.并联谐振的本质—电流谐振LuCr–+iiLiC1)Z=Z0呈纯阻2)形成环流，大小是总电流的Q倍••IC•IL•U•I•(二)变压器反馈式振荡电路LC+VCCVRERB1RB2CECB—满足相位平衡条件×1、电感三点式和电容三点式LC正弦波发生器把并联LC回路中的C或L分成两个，则LC回路就有三个端点。把这三个端点

6、分别与三极管的三个极相连，就形成了LC三点式正弦波发生电路。它们又分为电感三点式和电容三点式两类。LC三点式正弦波发生电路图a）电感三点式b）电容三点式二、三点式LC振荡电路2、组成LC三点式正弦波发生电路的规律LC三点式正弦波发生电路的一般结构如下图所示。图LC三点式正弦波发生电路的一般结构a）反相放大b）同相放大若考虑到a中的负载阻抗运放输出电阻为，无反馈时的因此其中，为了使电路振荡，应有，上式应为实数，分母的需不应为零，即：进而可得、上式说明，为了产生振荡，的符号必须而必须与它们异号。由因为：所以得：为了产生振荡，由上式可得

7、：和因此，必须与异号。由于所以必然有结论：在LC三点式正弦波发生电路中，为了满足产生振荡的相位平衡条件，同性质电抗的中间点必须接集成运放的同相输入端。3、电感三点式振荡电路C+VCCVRERB1RB2CECBL1L2C1×M123•••优点：缺点：易起振(L间耦合紧)；易调节(C可调)。输出取自电感，对高次谐波阻抗大，输出波形差。4、电容三点式振荡电路考毕兹振荡器(Colpitts)×+VCCVRERB1RB2CECBLC1C2123LC3•••优点：波形较好缺点：2)V极间电容影响f01)调频时易停振C3的改进三、石英晶体(Cr

8、ystal)振荡电路(一)石英晶体谐振器的阻抗特性1.结构和符号化学成分SiO2结构晶片涂银层焊点符号2.压电效应形变形变机械振动外力压电谐振—外加交变电压的频率等于晶体固有频率时，机械振动幅度急剧加大的现象。3.等效电路rqC0CqLqLq—晶体