电子技术 教学课件 作者 黄贻培 项目五　正弦波信号发生器的分析与制.ppt

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1、项目五　正弦波信号发生器的分析与制主编一、正弦波产生条件1.正弦波振荡电路为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。但是，这两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，因为一般很难控制正反馈的量。2.振荡平衡条件产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件类似。只不过负反馈放大电路中由于信号频率达到了通频带的两端，产生了足够的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈。在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信号，无所谓附加相移。一、正弦波产生条件图5-2　负反馈放大电路和正反馈振荡电

2、路框图比较a)负反馈放大电路　b)正反馈振荡电路一、正弦波产生条件3.起振条件和稳幅原理振荡器在刚刚起振时，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一些，即要求＞1。既然＞1，起振后就要产生增幅振荡，需要靠晶体管的非线性特性去限制幅度的增加，这样电路必然产生失真。这就要靠选频网络选出失真波形的基波分量作为输出信号，以获得正弦波输出。也可以在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以调节放大电路的增益，从而达到稳幅的目的。下面以具体的振荡电路为例进行介绍。二、RC正弦波振荡电路1.RC串并联构成的正弦波振荡电路如图5⁃3所示，RC串联臂的阻抗用Z1表

3、示，RC并联臂的阻抗用Z2表示。其频率响应如下：图5-3　RC串并联网络二、RC正弦波振荡电路二、RC正弦波振荡电路图5-4　频率特性曲线a)幅频特性曲线　b)相频特性曲线二、RC正弦波振荡电路2.RC文氏桥振荡器当f=f0时的反馈系数=1/3,且与频率f0的大小无关。此时的相角φF=0。即改变频率不会影响反馈系数和相角，在调节谐振频率的过程中，振荡器不会停振，输出幅度也不会改变。(1)RC文氏桥振荡电路的构成RC文氏桥振荡电路如图5-5所示。图5-5　RC文氏桥振荡电路二、RC正弦波振荡电路(2)RC文氏桥振荡电路的稳幅过程RC文氏

4、桥振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻R4实现的。采用反向并联二极管的稳幅电路如图5⁃6所示。二极管工作在A、B点，电路的增益较大，引起增幅过程。当输出幅度大到一定程度时，增益下降，最后达到稳定幅度的目的。图5-6　反向并联二极管的稳幅电路三、LC正弦波振荡电路1.LC并联谐振电路的频率响应LC并联谐振电路如图5⁃7所示。显然输出电压是频率的函数，即（ω）=f［（ω）］。图5-7　LC并联谐振电路图5-8　并联谐振曲线三、LC正弦波振荡电路2.变压器反馈式LC振荡电路变压器反馈式LC振荡电路如图5⁃9所示。LC并联谐振电路作为晶体管的负载，

5、反馈线圈L2与电感线圈L1相耦合，将反馈信号送入晶体管的输入回路。交换反馈线圈的两个线头，可使反馈极性发生变化。图5-9　变压器反馈式LC振荡电路图5-10　同名端的极性三、LC正弦波振荡电路3.电感三点式LC振荡电路图5⁃11为电感三点式LC振荡电路。电感线圈L1和L2是一个线圈，②点是中间抽头。如果设某个瞬间晶体管的集电极电流减小，线圈上的瞬时极性如图5⁃11所示。反馈到发射极的极性对地为正，图中晶体管是共基极接法，所以使发射结的净输入电压减小，集电极电流减小，符合正反馈的相位条件。图5⁃12所示为电感三点式LC振荡电路的另一种接

6、法。三、LC正弦波振荡电路0512.TIF图5-11　电感三点式LC振荡电路三、LC正弦波振荡电路图5-13　谐振回路的阻抗折算三、LC正弦波振荡电路4.电容三点式LC振荡电路与电感三点式LC振荡电路类似的有电容三点式LC振荡电路，如图5⁃14所示。图5-14　电容三点式LC振荡电路三、LC正弦波振荡电路5.石英晶体LC振荡电路利用石英晶体具有高品质因数的特点，构成石英晶体LC振荡电路如图5⁃15所示。图5-15　石英晶体LC振荡电路