模拟电子技术基础,廖惜春第章 波形产生电路b

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1、模拟电子技术基础,廖惜春第7章波形产生电路B第7章波形产生电路第7章波形产生电路7.1教学基本要求7.2重点和难点一、重点RC串并联（桥式）正弦波振荡电路的分析。二、难点非正弦波振荡电路的分析。7.3知识要点正弦波振荡器的振荡条件RC正弦波振荡电路信号产生电路LC正弦波振荡电路石英晶体振荡器非正弦波发生器7.4内容提要一、正弦波振荡器的振荡条件在放大电路中，为了改善电路的动态性能，通常引入负反馈。当电路的附加相移达到180o，负反馈变为正反馈时，电路就会出现自激振荡，这是有害的，应该消除。在振荡电路中，人为引入正反馈，并使反馈环路增益满足一定要求，在没有输入信号的情况下，电路可以

2、振荡起来。1．起振条件振荡电路没有输入信号，起始信号来源于电源刚接通时的扰动，而这种扰动信号一般比较微弱。156第7章波形产生电路故要使振荡电路能够振荡起来，除了满足正反馈条件（相位条件）外，还要满足幅值条件，故起振条件为：AF?1其中相位条件：?A??F?2n?幅值条件：2．平衡振荡条件当电路振荡起来之后，为了维持等幅振荡，电路必须满足平衡振荡条件：AF?1????n?0,?1,?2?AF?1??其中相位条件：?A??F?2n?幅值条件：3．选频网络AF?1??n?0,?1,?2?在满足起振条件的情况下，振荡电路在接通直流电源瞬间，感应初始扰动或噪声，就可以振荡起来。但这个初始

3、扰动或噪声是随机信号，可以看作是不同频率的正弦量的叠加。要使振荡电路产生单一频率的正弦信号，就需要加一个选频网络将某一特定频率的信号选择出来。在振荡电路中，选频网络常常就是正反馈网络。根据选频网络的不同，可将振荡电路分为RC振荡器、LC振荡器、石英晶体振荡器。4．稳幅环节振荡电路满足起振条件后，输出信号将随时间的增长而增大。当输出幅值达到一定程度后，会进入放大管的非线性区，将造成放大电路的电压增益下降，可使振荡的幅值平衡条件AF?1自动??满足，但这会造成输出信号的失真。为了减少这种非线性失真，常常加一个非线性负反馈作为稳幅环节。这个稳幅环节在输出信号的幅度较小时，负反馈较弱；在

4、输出信号的幅度较强时，负反馈较强，使电压增益降低较多。这可以用热敏电阻来实现。5．正弦波振荡器的组成正弦波振荡器一般由放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅环节四部分组成。选频网络既可以包含在放大电路中，也可以包含在正反馈网络中。稳幅环节一般由放大电路中的非线性元件（放大管）或者增加非线性负反馈网络实现。6．正弦波振荡器的分析方法（1）检查正弦振荡器是否具有放大、反馈、选频、稳幅4个基本环节。（2）分析放大电路是否能正常放大。157第7章波形产生电路对于分立元件电路，首先估计静态工作点是否合适，其次分析交流通路能否正常传递信号。对于运放则检查输入端是否有直流通路。（3）判断振荡器是

5、否满足相位平衡条件?A??F?2n?n?0,?1,?2?。分别求出放大电路的相移?A和正反馈网络的相移?F，看其是否满足相位平衡条件。或直接用瞬时极性法判断是否为正反馈。在判断相位条件时应注意：①如果原电路比较复杂，可画出交流通路，再用瞬时极性法判断是否为正反馈；②判定选频网络的输出与输入的相位关系时，应以f?f0时的相位关系为准。例如RC串并联网络在f?f0时的相移为零；LC选频网络谐振f?f0时，谐振回路呈阻性；并联型石英晶体振荡电路中，石英晶体呈感性，而串联型石英晶体振荡电路中，石英晶体呈低阻性（串联谐振）。（4）检查振荡器是否满足幅值起振条件和平衡条件，并由此确定相关的放

6、大电路和反馈网络参数。二、RC正弦波振荡器RC振荡器是用电阻、电容构成选频网络。通过特殊的连接方式，电阻电容也可以实现选频和移相作用，使振荡器实现正反馈。RC振荡器一般用于频率不高的场合（1MHz以下）。常见的几种RC正弦波振荡器如表7-1所示。158第7章波形产生电路三、LC正弦波振荡电路当需要实现较高频率的正弦波输出时，一般采用LC振荡器。LC振荡器是由电感、电容构成并联谐振电路，实现选频作用。谐振时，LC选频网络阻抗最大，且相当于一个电阻，相移为零，其谐振频率为f0?12?LC。选频特性由品质因素Q?1RLC决定，Q值越大，选择性越好。常用的几种连接形式如表7-2所示。四、

7、石英晶体振荡器当要产生频率特别稳定的正弦信号时，就要采用石英晶体振荡器。石英晶体的等效电路如图7-1所示，对应的电抗特性如图7-2所示。石英晶体的频率稳定性很高，稳定度可达10?9~10?11。图7-1等效电路图7-2电抗-频率特性159第7章波形产生电路石英晶体可以连接成并联型和串联型两种正弦波振荡器。在并联型振荡器中，一般接成电容三点式，石英晶体当作一个电感使用，而振荡频率近似为石英晶体的串联谐振频率，即f0?fs。在串联型振荡器中，石英晶体直接工作在串联谐振点，相当于一个阻