波形的发生与信号的转换

《波形的发生与信号的转换》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第八章波形的发生与信号的转换（6学时）主要内容:8.1正弦波振荡电路的振荡条件8.2RC正弦波振荡电路8.3LC正弦波振荡电路基本要求:8.1掌握正弦波振荡的相位平衡条件、幅度平衡条件8.2掌握RC正弦波振荡电路的工作原理、起振条件、稳幅原理及振荡频率的计算8.3掌握LC正弦波振荡电路的工作原理、起振条件、稳幅原理及振荡频率的计算教学要点：介绍正弦波振荡电路的振荡条件，重点介绍RC、LC正弦波振荡电路讲义摘要：8.1正弦波振荡电路的振荡条件引言正弦波发生电路能产生正弦波输出，它是在放大电路的基础上加上正反馈而形成的，它是各类波

2、形发生器和信号源的核心电路。正弦波发生电路也称为正弦波振荡电路或正弦波振荡器。一、正弦波产生条件1.正弦波振荡电路为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。

3、选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。因此,正弦波振荡电路由放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路组成。2.振荡平衡条件产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似。只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端，产生了足够的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈。在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信号，无所谓附加相移。(a)负反馈放大电路(b)正反馈振荡电路图8.1.1负反馈放大电路和正反馈振荡电路框图比较比较图上两图可以明显地看出负反馈放大电路和

4、正反馈振荡电路的区别。正反馈一般表达式的分母项变成负号，而且振荡电路的输入信号，所以正反馈一般表达式：振荡条件为：包括振幅平衡条件：，相位平衡条件：jAF=jA+jF=±2np3.起振条件和稳幅原理振荡器在刚刚起振时，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一些，即要求。既然，起振后就要产生增幅振荡，需要靠三极管大信号运用时的非线性特性去限制幅度的增加，这样电路必然产生失真。这就要靠选频网络的作用，选出失真波形的基波分量作为输出信号，以获得正弦波输出。也可以在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以调节放大电路的增益，从而达到稳幅的目的。

5、这在下面具体的振荡电路中加以介绍。二、RC正弦波振荡电路1.RC网络的频率响应1）RC串并联网络的电路如图8.2.1所示。RC串联臂的阻抗用Z1表示，RC并联臂的阻抗用Z2表示。其频率响应如下:图8.2.1RC串并联网络2）频率特性(1)幅频特性表达式:（2）相频特性表达式:频率特性曲线如图图8.2.2(a)幅频特性曲线(b)相频特性曲线图8.2.2频率特性曲线振荡频率为时，幅频值最大为1/3，相位jF=0°因此该网络有选频特性。当当f=f0时的反馈系数,且与频率f0的大小无关。此时的相角jF=0°。即改变频率不会影响反馈系数

6、和相角，在调节谐振频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。2.RC文氏桥振荡器(1)RC文氏桥振荡电路的构成RC文氏桥振荡电路如图8.2.3所示，RC串并联网络是正反馈网络，另外还增加了R3和R4负反馈网络。C1、R1和C2、R2正反馈支路与R3、R4负反馈支路正好构成一个桥路，称为文氏桥。如下图8.2.3文氏桥式振荡电路图8.2.3图8.2.3可导出：图8.2.3文氏桥式振荡电路为满足振荡的幅度条件

7、

8、=1，所以Af≥3。加入R3、R4支路，构成串联电压负反馈。(2)RC文氏桥振荡电路的稳幅过程RC文氏桥振荡电路的稳幅

9、作用是靠热敏电阻R4实现的。R4是正温度系数热敏电阻，当输出电压升高，R4上所加的电压升高，即温度升高，R4的阻值增加，负反馈增强，输出幅度下降。反之输出幅度增加。若热敏电阻是负温度系数，应放置在R3的位置。采用反并联二极管的稳幅电路如图8.2.4所示：二极管工作在A、B点，电路的增益较大，引起增幅过程。当输出幅度大到一定程度，增益下降，最后达到稳定幅度的目的。图8.2.4反并联二极管的稳幅电路三、LC正弦波振荡电路LC正弦波振荡电路的构成与RC正弦波振荡电路相似，包括有放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路。这里的选频网络

10、是由LC并联谐振电路构成，正反馈网络因不同类型的LC正弦波振荡电路而有所不同。1.LC并联谐振电路的频率响应LC并联谐振电路如图8.3.1所示。显然输出电压是频率的函数：输入信号频率过高，电容的旁路作用加强，输出减小；反之频率太低，电感将短路输出。并联谐振曲线如图8.3.2所