模拟电子技术 教学课件 作者 顾海远 主编第7章 振荡器及波形产生电路.ppt

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1、第7章振荡器及波形产生电路10/19/20211本章基本要求掌握正弦波振荡器的振荡条件、电路组成、工作原理及分析方法；RC正弦波振荡器、LC反馈式正弦波振荡器、LC三点式正弦波振荡器以及石英晶体振荡器的电路组成、选频特性、振荡频率及特点等；了解非正弦波振荡器的电路组成及工作原理。10/19/20212信号发生器按产生的波形特点可分为正弦波信号发生器非正弦波信号发生器信号发生器常称为振荡器正弦波信号发生器是按照自激振荡原理构成的。10/19/202137.1正弦波振荡器的振荡条件从电路结构上看，振荡器是一种不需要外加输入信号带选频网

2、络的正反馈放大器。振荡器按照振荡频率的高低可分为低频振荡器和高频振荡器；根据选频网络的不同，可分为RC振荡器，LC振荡器，石英晶体振荡器；按产生的波形不同可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。10/19/202147.1.1振荡器的平衡振荡1．产生正弦波自激振荡的平衡条件则可以产生自激振荡。其中分别为：输入信号、净输入信号、反馈信号和输出信号。它们可以是电流，也可以是电压。下面以电压为例。由图7-0可得10/19/202157.1.1振荡器的平衡振荡则可以产生自激振荡假设：则由图7-1得10/19/20216振荡器的平衡振荡条件知电路

3、产生自激振荡的平衡条件为由·..···idofAFUFUU==··及idfUU=幅值平衡条件：（7-2）相位平衡条件：（7-3）··1=AF（7-1）10/19/202177.1.2振荡器的起振条件和稳幅当振荡器稳定工作时，若,则电路减幅振荡，最后停止振荡。1AF振荡器的起振条件为：幅值条件：（7-5）相位条件：（7-6）10/19/202187.1.3振荡器的组成及分析1．振荡器的基本组成放大环节正反馈网络选频网络稳幅环节组成10/19/202192.振荡器的分析一般步骤为：（1）检查振荡器是否具有振荡

4、器的几个基本环节，即是否有放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅环节（选频网络常和正反馈网络合而为一，有些振荡器没有单独的稳幅部分）。（2）检查放大电路是否具有合适的静态工作点。（3）判断振荡器是否满足正反馈自激振荡的相位平衡条件。（4）判断振荡器是否满足幅值的起振条件和平衡条件，并由此确定相关的放大电路和反馈网络的参数。10/19/202110文氏电桥振荡电路移相式振荡电路RC正弦波振荡器主要类型双T网络式振荡电路7.2RC正弦波振荡器正弦波振荡器的分类根据选频网络所用元件分为RC型振荡器LC型振荡器晶体振荡器10/19/20211

5、17.2RC正弦波振荡器7.2.1.1RC串并联网络的频率特性Z1Z2C1R1Zwj11+=C2R2Zwj1//2=10/19/202112Z1Z2当角频率较低时10/19/202113当角频率较高时Z1Z210/19/202114由图7-3有：为了方便调节振荡频率，一般取令则有（7-6）10/19/202115其幅频特性和相频特性分别为：（7-7）（7-8）时时时相频特性曲线幅频特性曲线10/19/2021168.2.1.2RC串并联正弦波振荡器选频网络反馈网络放大电路1.电路组成10/19/2021172.工作原理的幅值最大Uf

6、·=/3Uo·Uf·与同相位Uo·Uf·(1)当f=时0f(2)当≥3时，满足振荡条件。221RRRA+=(3)振荡频率RCfπ210=10/19/202118稳幅措施图7-8是利用二极管的非线性自动实现稳幅的电路。选频网络反馈网络限幅网络【例7-1】链接10/19/2021197.2.2移相式RC振荡器10/19/202120在图7-10中，第三级RC网络的电阻是放大器的输入电阻。通常取由相位平衡条件和幅值平衡条件推得：振荡频率振幅条件（7-9）（7-10）10/19/2021217.2.3双T选频网络RC振荡器双T选频网络RC振

7、荡器电路原理图如图7-11所示。10/19/2021227.3LC正弦波振荡器7.3.1LC并联网络的频率特性如图7-12所示是一个LC并联电路，其中r是电感和电路中其他损耗的总等效电阻。并联LC电路的等效阻抗表达式为：10/19/202123（7-12）7.3.1LC并联网络的频率特性10/19/202124谐振时的阻抗为定义谐振时的品质因素（7-16）阻抗一般表达式可写为（7-17）10/19/202125其幅频特性和相频特性分别为10/19/202126从以上分析可以得到如下几个结论（1）并联网络具有选频特性。当电流源频率为时

8、，，，达到最大值且为纯阻性；当时，值大大减小，且相角故可将频率为的正弦信号从各种谐波中选择出来。（2）电路的品质因素越大，幅频特性越尖锐，选择性越好，同时越大。故要提高选择性，可以通过降低等效电阻r或电容C、或提高电感L来实现。10/