第6章 波形产生电路

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1、第6章波形产生电路6.1正弦波振荡电路※6.2非正弦波产生电路6.3集成函数发生器ICL8038※6.4波形发生器的设计本章小结6.1正弦波振荡电路6.1.1概述放大电路通常是在输入端有信号时才有信号输出，如果它的输入端不外接输入信号，其输出端仍有一定频率和幅值的信号输出，则称放大电路产生了“自激振荡”。按照产生振荡方法的不同来分类，正弦波振荡电路可分为反馈型振荡器和负阻型振荡器两大类。下一页6.1正弦波振荡电路6.1.1概述1.产生正弦波振荡的条件从图6.1所示的电路知，反馈振荡电路是一个将反馈信号作为输入电压来维持一定输出电压的闭环正反馈系统，实际上它是不需要外加

2、信号激发就可以产生输入信号的。在非线性工作区，放大器的增益下降，振荡电路输出幅度越大，增益下降也越多，最后当反馈电压正好等于原输入电压时，振荡幅度不再增大而进入平衡状态，如图6.2所示。从图6.2知，放大电路产生“自激振荡”的条件可以表示为产生正弦波振荡的条件是自激振荡的起振波形如图6.3所示。下一页上一页6.1正弦波振荡电路6.1.1概述2.正弦波振荡电路的组成及分类一般说来，正弦波振荡电路由放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节等四个部分组成。若按构成选频网络的元件来对正弦波振荡电路来分类，则可以分为RC正弦波振荡电路、LC正弦波振荡电路和石英晶体振荡电路三种。下

3、一页上一页6.1正弦波振荡电路6.1.1概述3.正弦波振荡电路的分析方法（1）判断放大电路的电路结构是否合理，静态工作点是否合适，有无电压放大能力。（2）判断电路是否满足的相位条件，只有满足相位条件的电路（即正反馈电路）才有可能振荡。（3）分析电路是否满足幅值条件，若，则电路不可能振荡；若，则电路可以起振，振荡稳定以后下一页上一页6.1正弦波振荡电路6.1.2RC正弦波振荡电路1.RC串并联选频网络在图6.4所示电路中，左边虚线框内的RC串并联网络，具有选频作用。该振荡电路的幅频特性为相频特性为上两式的RC串并联选频网络的幅频特性曲线和相频特性曲线分别如图6.5（a）

4、、（b）所示。下一页上一页6.1正弦波振荡电路6.1.2RC正弦波振荡电路2.RC桥式振荡电路在图6.4所示电路中，当时，由正弦波振荡电路的幅值条件得根据同相比例运算放大电路的电压增益与起振条件可得即Rf≥2R1所以，Rf的取值应大于2R1。下一页上一页6.1正弦波振荡电路6.1.2RC正弦波振荡电路3.稳幅措施为了稳定输出电压的幅值，可以在图6.4所示的负反馈支路中，采用热敏电阻Rt来实现自动稳幅。例如在图6.6（a）所示电路中就是采用具有负温度系数的热敏电阻Rt来改善振荡波形，实现自动稳幅的。图6.6（a）所示电路的RC串并联网络的串联支路和并联支路，以及反馈支路

5、的R1、Rt恰好组成一个电桥的四个臂，等效电路如图6.6（b）所示。由于运算放大器的输入端和输出端分别跨接在电桥的对角线上，因此，这种振荡器称为“文氏桥式振荡器”。下一页上一页6.1正弦波振荡电路6.1.3LC正弦波振荡电路采用LC谐振回路作为选频网络的振荡电路称为LC振荡器，可利用它产生高频正弦振荡信号，一般在几MHz到几百MHz。根据反馈电路的不同形式来分类，LC振荡器可分为变压器反馈式LC振荡器、电感反馈三点式LC振荡器和电容反馈三点式LC振荡器。下一页上一页6.1正弦波振荡电路6.1.3LC正弦波振荡电路1.并联LC谐振回路的频率特性并联LC谐振电路如图6.7

6、（a）所示，图中的r表示实际线圈L的等效直流电阻，线圈L的分布电容很小，可以不予考虑。①LC并联电路具有选频特性，在谐振频率fo处，电路呈纯电阻性，且等效阻抗值为最大。②谐振频率fo的数值与LC并联电路的参数有关，当Q>>1时，有③LC并联电路的品质因数Q的值愈大，则幅频特性愈尖锐，即选频特性愈好，同时谐振时的阻抗值Z0也愈大。下一页上一页6.1正弦波振荡电路6.1.3LC正弦波振荡电路2.变压器反馈式振荡电路（1）电路的组成。引入正反馈最简单的方案是采用变压器反馈方式，典型的变压器反馈式振荡电路如图6.9所示。（2）振荡频率及起振条件。振荡频率就是L1C并联回路的谐

7、振频率，即为了满足幅值条件，对放大管的β值要求与电路中其他参数之间满足一定的配合要求，即振荡电路的起振条件为下一页上一页6.1正弦波振荡电路6.1.3LC正弦波振荡电路（3）变压器反馈式LC振荡器的特点。优点是结构简单、调节频率方便，输出电压较大且容易起振。调幅广播频段是550kHz～1605kHz，其收音机的本地振荡器通常采用图6.9所示电路。其缺点是工作在高频时，受分布电容的影响较大，输出波形不理想。3.电感三点式振荡器（1）电路组成。在实际应用中，为了避免确定变压器同名端的麻烦及克服变压器反馈式振荡电路中变压器原线圈L1和副边线圈耦合不紧密的缺