电子电路学课件.ppt

《电子电路学课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五章振荡与调制在一个电子线路中，不加输入信号就有信号输出，这种现象称为自激振荡(oscillation)，实现振荡的电路称为振荡器(oscillator)。振荡器在医学中的应用非常广泛，如超声波诊断仪、各种电疗机等都应用了振荡器。利用振荡可以产生不同波形和不同频率的交变电压，常见的振荡器有两类，一类是正弦波振荡器，另一类是非正弦波振荡器。调制(modulation)是一种频率较高的波形携带低频信息的过程，而解调(demodulation)则是从已调波中恢复原低频信息的过程，它在生物医学上用于各种生

2、理参数的检测和遥测。主要内容第一节RC正弦波振荡器第二节LC正弦波振荡器第三节晶体正弦波振荡器第四节调幅与检波第五节调频与鉴频第一节RC正弦波振荡器自激振荡的基本原理1.自激振荡的基本条件在前面提到，当放大电路中引入正反馈后，往往会产生自激，从而破坏了放大器的正常工作。这说明正反馈放大器有可能形成振荡。那么要满足什么条件，才能使正反馈放大器成为一个自激振荡器呢?自激振荡器包括两部分，一是基本放大器，放大倍数为K0；二是反馈电路，反馈系数为F。假设在基本放大器的输入端加输入信号ui，经过放大后的输出信

3、号为uo=K0ui，然后经反馈电路，将输出信号uo的一部分即反馈信号uf=Fuo回送到输入端。如果反馈信号uf与输入信号ui同相位，则构成正反馈回路，结果将加强原输入信号。如果此反馈信号的幅度又足够大，即满足uf≥ui，那么即使将输入信号拿掉，电路也能维持有信号输出，这样就形成了振荡。由此可见，要产生自激振荡，必须具备两个基本条件：(1)相位条件反馈信号uf与输入信号ui同相位，即uf与ui的相位差为Φ=2nπ(n=0,1,2…)(2)幅度条件反馈信号uf应大于或等于输入信号ui，即ui≥uf。因u

4、f=Fuo，而uo=K0ui，所以uf=FK0ui，故本条件可改写为：FK0≥1只有满足了以上两个基本条件，电路才能形成自激振荡。2.正弦波振荡器的基本组成虽然具备了上述两个条件的正反馈放大器能够产生自激振荡，但如果同时有许多频率的信号(而不是一种频率)都满足这些条件，那么输出端获得的振荡信号将不是单一频率的正弦波，而是一个包含有多种频率信号合成的非正弦波或矩形波。为了获得单一频率的正弦波，振荡电路还必须具有选频作用，具有这种特性的电路称选频电路。多频率的信号通过选频电路后，只有某一频率才满足振荡的

5、两个基本条件，从而得到单一频率的正弦波信号。选频电路，可以由R、C元件组成，也可用L、C元件组成，还可以由石英晶体组成。在实际的振荡电路中，选频电路可以作为一个独立的部分，也可以包含在反馈电路中或基本放大器中。从原理上讲，一个自激正弦波振荡器必须由以下三部分组成：基本放大器、正反馈电路、选频电路。3.振荡的建立和稳定如上所述，反馈振荡器是把反馈电压uf作为输入电压，以维持一定的输出电压。这里就有一个问题，既然输出电压是由输入电压放大得到的，而输入电压又是通过反馈电路由输出电压供给的，那么最初的输入电

6、压又是怎样得到的呢?在振荡电路中不可避免地含有微小的电扰动，如接通直流电源的一瞬间所产生的电脉冲，以及电路的热噪声等。由于振荡电路是一个闭合的正反馈系统，因此不管电扰动发生在电路的哪一部分，最终总要传送到基本放大器的输入端，成为最初的输入电压。这些电扰动一般都包含有丰富的频率成分，但在选频电路的作用下，只有某一频率分量可以顺利的通过，其余频率成分均被抑制。被选出的频率分量放大后，经反馈电路又回送到基本放大器的输入端，形成一个循环。在第一循环结束时，第二循环即开始，如此循环往复继续下去。如果在每次循环

7、中，被选频率分量的反馈电压与循环开始时的输入电压相比较，不仅相位相同，而且振幅也增大，那么经过上述放大—正反馈—再放大—再正反馈的循环过程，被选频率分量的振荡将迅速增大，这样自激振荡就建立起来了。上述的振荡信号会不会无止境地增长下去呢?不会。因为随着振荡的增长，反馈信号愈来愈大，必将导致晶体三极管进入非线性工作状态，放大器的放大倍数反而降低，使信号幅度有减少的趋势。因此正反馈使整个电路的振幅不断增长，而放大器的非线性则使之减小，最后达到一个相对稳定的幅度，从而获得一定幅度的等幅振荡。二.RC串并联选

8、频电路RC串并联选频电路由一个R1C1串联电路与一个R2C2并联电路连接而成。当输入电压ui的频率很低时，C1的容抗远大于电阻R1，而C2的容抗远大于R2，这时在R2C2并联电路两端的输出电压uo幅度很小，且uo比ui超前的相位接近90°。R1C1R2C2当输入电压ui的频率很高时，C1的容抗远小于R1，C2的容抗远小于R2，这时R2C2并联电路两端的输出电压uo幅度很小，且uo比ui落后的相位接近90°。因此，在一个适当的中间频率f0处，输出电压uo与输入电压ui同