波形发生电路和集成运放的非线性应用.ppt

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1、9.1正弦波振荡电路第9章波形发生电路和集成运放的非线性应用9.2电压比较电路9.3非正弦波发生电路作业自测：9-10，9-16，9-21，9-23作业：9-4，9-5，9-6，9-7，9-9，9-19，9-21，9-24本章的重点：正弦波振荡电路的组成及振荡条件的判断。桥式RC正弦波振荡电路的组成和工作原理。LC正弦波振荡电路的组成和工作原理。比较器电压传输特性的分析方法。矩形波、三角波、锯齿波振荡电路的波形分析。重点与难点本章所讲述的电路具有一定的综合性，既含有集成运放工作在线性区的积分运算电路，又含有集成运放工作在非线性区

2、的滞回比较器，因而给学习带来一定的困难。重点与难点9.1正弦波振荡电路第9章9.19.1.1概述由第7章可知，负反馈放大电路在一定的条件下可能产生自激振荡，使放大电路不能正常工作。所谓自激振荡是指：即使放大电路的输入端不加信号，它的输出端也会出现某一频率和幅度的波形。也就是说，在这个频率点上，负反馈电路已经转变为正反馈电路。9.1正弦波振荡电路第9章9.19.1.1概述自激振荡本是我们不希望看到的，但正弦波发生电路就是利用这种自激振荡的现象来产生正弦信号。在正弦波发生电路中，人为地在电路中引入了正反馈。第9章9.19.1.1概述

3、正弦波发生电路的框图如图9－1所示。图9－1正弦波发生电路的框图是电路的输入信号是电路的净输入信号是电路的反馈信号是电路的输出信号在正弦波发生电路中，人为地接成正反馈。第9章9.19.1.1概述图9－1正弦波发生电路的框图即使输入信号，当反馈信号能完全代替原来的净输入信号，即时，仍可以产生输出信号。由图9－1得：因为，所以有:或者(9－1)图9－1正弦波发生电路的框图9.1.1概述AF=1是正弦波发生电路中能维持等幅自激振荡的平衡条件。因为，A、F是复数，所以式（9－1）包含幅值条件和相位条件，即（9－2）9.1.1概述要建立振

4、荡，或者说“起振”，电路必须满足正反馈条件即：，同时使反馈信号大于净输入信号，或者说（9－3）只有这样，才能使电路中自激振荡和输出信号由小到大建立起来，因此式（9－3）是波形发生电路起振的幅值条件。2.正弦波发生电路的组成部分正弦波发生电路一般由以下四个基本部分组成：1)宽频带放大电路；2)引入正反馈的反馈网络；3)选频网络；4)稳幅环节。3)选频网络；由于正弦波发生电路的输出波形应是单一频率的正弦波，要求电路只在所需的频率时才满足起振和维持振荡的条件。因此，在环路中应包含一个具有选频特性的选频网络。它既可设置在放大电路中，也可

5、设置在正反馈网络中。在很多正弦波发生电路中，正反馈网络和选频网络实际上是同一个网络。4)稳幅环节电路满足起振条件起振后，输出信号将随时间逐渐增大。当幅值增大到一定程度后，放大电路中的晶体管进入饱和或者截止区，输出波形将产生失真。所以在波形发生电路中还必须有稳幅环节，它的作用是在振荡建立后，使幅值条件从自动演变为，输出波形基本不失真。3.正弦波发生电路的分析方法（1）分析电路的组成是否包含放大、反馈、选频和稳幅等基本环节；（2）分析放大电路能否正常工作，是否有合适的静态工作点且动态信号是否能够输入、输出和放大；（3）检查电路能否满

6、足自激条件；1）关键在于检查相位平衡条件，采用瞬时极性法进行判断。2）检查幅值平衡条件。（4）估算振荡频率（），它取决于选频网络参数。1）RC正弦波发生电路2）LC正弦波发生电路3）石英正弦波发生电路RC正弦波发生电路振荡频率较低，一般在1MHz以下；LC正弦波发生电路的振荡频率都在1MHz以上；石英晶体正弦波发生电路也可等效为LC正弦波发生电路，其特点是振荡频率十分稳定。正弦波发生电路分类9.1.2RC正弦波发生电路根据结构的不同，RC正弦波发生电路又可分为RC串/并联电路式（桥式）、移相式和双T电路式等类型，最常见的是RC串

7、/并联电路式。1．RC串/并联电路的选频特性图所示电路由和的串联组合以及和的并联组合串联组成，它在RC正弦波发生电路中既是反馈网络又是选频网络。通常取，，有0电路的特征角频率电路输出电压与输入电压的关系为（9－5）相频特性为：(9－6)F的幅频特性为图9－3RC串并联网络的频率特性时，F幅值最大，其值为1/32．RC桥式正弦波发生电路（1）电路组成利用RC串、并联电路和同相比例运算电路可构成RC桥式正弦波发生电路。RC桥式正弦波发生电路图中集成运放和电阻RF、R’构成同相比例放大电路。RC桥式2．RC桥式正弦波发生电路RC桥

8、式正弦波发生电路RC串、并联电路为集成运放引入了另一个反馈，这个电路既是选频网络又是反馈网络。2．RC桥式正弦波发生电路（2）振荡条件和起振条件1)产生振荡的相位平衡条件端引入正反馈。（利用瞬时极性法分析）所以电路满足产生振荡的相位平衡条件。2．RC桥式正弦波发