波形发生与信号转换-正弦波振荡电路

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1、模拟电子技术基础北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院主讲：赵建辉第八章波形的发生与信号转换(1.正弦波振荡电路)8.1正弦波振荡电路8.2电压比较器8.3非正弦波发生电路8.4利用集成运放实现波形转换8.5锁相环及其应用(X)第8章波形发生与转换本节课内容8.波形发生与转换电路8.1正弦波形振荡电路重点：正弦振荡判断与频率估算难点：1.正弦振荡工作原理2.正弦振荡判断方法3.正弦振荡电路分析方法(振荡频率计算)本节重点难点问题提出1.正弦波的作用(测试信号与控制输入)?2.如何产生(自激振荡)?3.自激振荡的条件？4.正弦振荡电路有那些类型?工作原理如何?5

2、.分析方法(振荡频率的计算)?基础知识：周期振荡信号的应用正弦波：发射/接收电路中调制/解调、摆动扫描控制、放大电路测试（Au）滤波器性能测试(频率扫描)三角波：扫描控制（电视行扫，场扫描）方波：开关控制（电子开关/PWM）其它波形：本质：周期振荡信号（f/T）相互联系/转换。8.1正弦波振荡电路正弦波（正弦振荡）：无外加输入，产生频率（周期）、幅度可调的正弦波形。特点：信号频率单一的周期信号。电路：正反馈。具体电路？工作原理如何分析？8.1.1概述负反馈放大电路的稳定性负反馈可改善放大电路性能,改善程度与反馈深度(1+AF)有关。引入负反馈时，应防止自激振荡

3、（正反馈）自激振荡平衡条件：负反馈8.1.1概述一、产生正弦波振荡条件——正反馈振荡条件：正反馈起振条件：正弦振荡与放大电路自激的区别——人为形成振荡过程：稳定！(1)(2)(3)=(1)二、正弦波振荡电路组成—四大环节，缺一不可（1）放大电路起振到平衡，维持能量（电源提供）。（2）选频网络确定振荡频率(高Q值)。（3）正反馈网络反馈取代输入，维持振荡。（4）稳幅环节（非线性环节）稳定输出信号幅度。选频与正反馈，放大与稳幅环节常常合二为一。三、正弦波振荡电路是否工作判断方法（1）是否包含放大/选频/正反馈/稳幅四个环节。（2）放大电路是否正常工作（静态工作点/

4、动态放大）（3）是否满足正反馈相位条件——瞬时极性法（4）是否起振/稳幅。AF略大于1以上条件，缺一不可！正弦波振荡电路分类分类方法：选频网络（1）RC正弦波振荡电路（2）LC正弦波振荡电路（3）石英晶体振荡电路如何分析8.1.2RC正弦波振荡电路一、RC串/并联选频网络RC串/并联电路令低频等效电路及相移（HPF）高频等效电路及相移（LPF）谐振，Fmax=1/3,输入输出相移为0，阻性。选频特性（f0）：二、RC桥式正弦波振荡电路电流增大，rD减小温度升高，Rt增加基本振荡电路稳幅措施标准接法三、输出频率调整通过调整R或/和C来调整频率。_++RFuo

5、RCCRKKR1R1R2R2R3R3C：双联可调电容，改变C，用于细调振荡频率。K：双联波段开关，切换R，用于粗调振荡频率。电子琴的振荡电路原理：_++RF1uoR1CCRD1D1RF2R28R27R26R25R24R23R22R211234对应哪个键盘分立元件组成的RC正弦振荡器RCRC+UCCR1C2C3R3R2RE2C1RC2T1RE1CET2RC1RF++++–+++–––+ubeRC网络正反馈，RF、RE1组成负反馈，调整到合适的参数则可产生正弦振荡。8.1.3LC正弦波振荡电路选频采用LC电路理想LC网络具有损耗的LC网络谐振时，Z最大（阻性

6、）品质因素Q（决定于R、L、C）谐振频率（固有频率决定于L、C）复导纳选频放大电路——LC并联谐振负载谐振放大:只对谐振频率f0的信号放大,其它信号不放大,适当引入正反馈可组成正弦波振荡电路++––+正反馈+UCCCC1C2频率由LC谐振网络决定。二、变压器反馈式振荡电路正反馈频率由C、L1、L2谐振网络决定。+UCCCC1L1L2C2uL1uL2uC设uBuCuDuBuL2ubeuL1D三、电感反馈式振荡电路电感反馈耦合电容Uf耦合电容正反馈设uBuCuC1uC2uB频率由L、C1、C2组成的谐振网络决定。+UCCC1LC2ABC+

7、––+uLuC1uC1减小时，uC2如何变化？设L、C1、C2组成的谐振网络中的电流为i，则ii四、电容反馈式振荡电路电容反馈耦合电容Uf例:判断振荡是否工作？正反馈+UCCC1C2设uBuCuEubeuAAECBube+–uC1频率由L、C1、C2组成的谐振网络决定。电容反馈8.1.4石英晶体振荡电路利用：石英晶体的压电效应，振荡频率更稳定总结：1.RC振荡电路：1-1MHz,运放(分立元件)实现。2.LC振荡电路：几K-几十M1Hz,分立元件实现。3.石英晶体振荡电路，100KHz-几百MHz,振荡频率更稳定（Q高）“三点式”振荡电路接法（

8、高频电路细讲）分别接三极管三个极作业课