模拟电子技术 教学课件 作者 张惠荣 编著第7章.ppt

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1、第7章波形发生电路本章教学基本要求要知道：正弦波振荡的相位平衡条件和幅值平衡条件、RC串并联式正弦波振荡电路的起振条件和振荡频率、RC串并联及LC并联谐振网络的选频性特点、各类正弦波振荡电路适用频率范围、石英晶体振荡电路特点。会判断：根据相位平衡条件判断RC串并联式、变压器反馈式、电感三点式、电容三点式正弦波振荡电路能否振荡。会计算：正弦波振荡电路的振荡频率。会分析：矩形波发生电路、三角波发生电路、锯齿波发生电路的工作原理。7.1正弦波振荡电路振荡电路是一种不需要外接输入信号就能将直流能源转换成具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流能量输出的电路。按振荡波

2、形可分为正弦波振荡电路和非正弦波振荡电路。7.1正弦波振荡电路7.1.1正弦波振荡电路的基本概念1．产生正弦波振荡的条件7.1正弦波振荡电路7.1.1正弦波振荡电路的基本概念2．自激振荡的建立过程和起振条件1）振荡建立过程实际上的振荡电路，只要电路连接正确，接通电源后，即可自行起振，并不需加激励信号。因为当电源接通后，由于闭合电路的电冲击、晶体管的内部噪声和电路热扰动等，在基极电路中产生瞬变的电压和电流，经放大后形成集电极电流，这些瞬变电压和电流所包含的频率非常丰富，有低频分量和高频分量，经过选频网络的选择，将需要的频率分量选出来，经反馈网络，在放大器输入

3、端产生一个与原来激励信号同相的且幅度较大的信号。这样，经过不断地放大、选频、正反馈、再放大的循环过程，振荡将由弱到强地建立起来。2）起振条件7.1正弦波振荡电路7.1.1正弦波振荡电路的基本概念3．振荡电路的组成由以上分析说明，要产生正弦波振荡，电路结构必须合理，才能使放大电路转化为振荡电路。一般振荡电路由以下四部分组成。(1)放大电路：它起补充能量损耗的作用。(2)正反馈网络：它起能量控制作用。(3)选频网络：(4)稳幅电路：7.1正弦波振荡电路7.1.1正弦波振荡电路的基本概念4．正弦波振荡电路的分析方法通常可以采用下面的步骤来分析振荡电路的工作原理。

4、（1）检查电路是否具有放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节。（2）检查放大电路的静态工作点是否合适。（3）分析电路是否满足自激振荡条件。7.1正弦波振荡电路7.1.2RC正弦波振荡电路7.1正弦波振荡电路7.1.2RC正弦波振荡电路7.1正弦波振荡电路7.1.3LC正弦波振荡电路LC正弦波振荡电路采用LC并联回路作为选频网络，主要用于产生高频正弦波信号，振荡频率通常都在1MHz以上。常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式、电感三点式和电容三点式三种。7.1正弦波振荡电路7.1.3LC正弦波振荡电路LC正弦波振荡电路采用LC并联回路作为选频网络，主要用于产

5、生高频正弦波信号，振荡频率通常都在1MHz以上。常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式、电感三点式和电容三点式三种。7.1正弦波振荡电路7.1.4石英晶体振荡电路1．石英晶体的特性1）石英晶体谐振器的结构7.1正弦波振荡电路2)石英晶体的压电效应如果在石英晶片上加一个交变电压（电场），晶片就会产生与该交变电压频率相似的机械变形振动，而晶片的机械振动，又会在其两个电极之间产生一个交变电场，这种现象称为晶体的压电效应。3)石英晶振的等效电路7.1正弦波振荡电路石英晶体振荡电路的基本形式有串联型和并联型两种。1)并联型石英晶体振荡电路2)串联型石英晶体振荡电路7

6、.2非正弦波形发生电路7.2.1矩形波发生电路矩形波有两种，一种是输出电压处于高电平的时间TH和输出电压处于低电平的时间TL不相等，另一种是二者相等，即TH=TL。通常把TH=TL的矩形波称为方波。由于矩形波包含丰富的谐波，因此，矩形波发生电路又称为多谐振荡器。7.2非正弦波形发生电路7.2.1矩形波发生电路矩形波有两种，一种是输出电压处于高电平的时间TH和输出电压处于低电平的时间TL不相等，另一种是二者相等，即TH=TL。通常把TH=TL的矩形波称为方波。由于矩形波包含丰富的谐波，因此，矩形波发生电路又称为多谐振荡器。7.2非正弦波形发生电路7.2.2三

7、角波发生电路7.2非正弦波形发生电路7.2.3锯齿波发生电路7.2非正弦波形发生电路7.2.48038集成函数发生器1．8038的工作原理8038是大规模集成电路，它的内部主要有矩形波、三角波、锯齿波发生电路以及三角波变正弦波电路，其内部原理框图如图7-2-8所示。