模电课件波形的发生和信号的转换.ppt

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1、第八章波形的发生和信号的转换2021/9/5模电第八章波形的发生和信号的转换§8.1正弦波振荡电路§8.2电压比较器§8.3非正弦波发生电路§8.4信号的转换2021/9/5模电§8.1正弦波振荡电路一、正弦波振荡的条件和电路的组成二、RC正弦波振荡电路三、LC正弦波振荡电路四、石英晶体正弦波振荡电路2021/9/5模电一、正弦波振荡的条件和电路的组成1.正弦波振荡的条件无外加信号,输出一定频率一定幅值的信号。与负反馈放大电路振荡的不同之处:在正弦波振荡电路中引入的是正反馈,且振荡频率可控。在电扰动下,对于某一特定频率f0的信号形成正反馈:由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制,最终达

2、到动态平衡,稳定在一定的幅值。。2021/9/5模电1.正弦波振荡的条件一旦产生稳定的振荡,则电路的输出量自维持,即幅值平衡条件相位平衡条件起振条件:要产生正弦波振荡,必须有满足相位条件的f0,且在合闸通电时对于f=f0信号有从小到大直至稳幅的过程,即满足起振条件。2021/9/5模电2.起振与稳幅:输出电压从幅值很小、含有丰富频率,到仅有一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。很多种频率2021/9/5模电频率逐渐变为单一2021/9/5模电振幅越来越大2021/9/5模电趋于稳幅2021/9/5模电2.起振与稳幅电路如何从起振到稳幅?稳定的振幅非线性环节的必要性!2021/9/5模电3.基

3、本组成部分1)放大电路:放大作用2)正反馈网络:满足相位条件3)选频网络:确定f0,保证电路产生正弦波振荡4)非线性环节(稳幅环节):稳幅1)是否存在主要组成部分;2)放大电路能否正常工作,即是否有合适的Q点,信号是否可能正常传递,没有被短路或断路;3)是否满足相位条件,即是否存在f0,是否可能振荡;4)是否满足幅值条件,即是否一定振荡。常合二为一4、分析方法2021/9/5模电相位条件的判断方法:瞬时极性法断开反馈,在断开处给放大电路加f=f0的信号Ui,且规定其极性,然后根据Ui的极性→Uo的极性→Uf的极性若Uf与Ui极性相同,则电路可能产生自激振荡;否则电路不可能产生自激振荡。在多

4、数正弦波振荡电路中,输出量、净输入量和反馈量均为电压量。极性?2021/9/5模电5.分类常用选频网络所用元件分类。1)RC正弦波振荡电路:1兆赫以下2)LC正弦波振荡电路:几百千赫~几百兆赫3)石英晶体正弦波振荡电路:振荡频率稳定2021/9/5模电二、RC正弦波振荡电路1.RC串并联选频网络低频段高频段在频率从0~∞中必有一个频率f0,φF=0º。2021/9/5模电RC串并联选频网络的频率响应当f=f0时,不但φ=0,且最大,为1/3。2021/9/5模电1)是否可用共射放大电路?2)是否可用共集放大电路?3)是否可用共基放大电路?4)是否可用两级共射放大电路?2.电路组成应为RC串

5、并联网路配一个电压放大倍数略大于3、输入电阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路。不符合相位条件不符合幅值条件输入电阻小、输出电阻大,影响f0可引入电压串联负反馈,使电压放大倍数大于3,且Ri大、Ro小,对f0影响小2021/9/5模电3.RC桥式正弦波振荡电路(文氏桥振荡器)用同相比例运算电路作放大电路。因同相比例运算电路有非常好的线性度,故R或Rf用热敏电阻,或加二极管作为非线性环节。文氏桥振荡器的特点?以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络、并引入电压串联负反馈,两个网络构成桥路,一对顶点作为输出电压,一对顶点作为放大电路的净输入电压,就构成文氏桥振荡器。2021/9/5模电频率可调

6、的文氏桥振荡器改变电容以粗调,改变电位器滑动端以微调。加稳压管可以限制输出电压的峰-峰值。同轴电位器2021/9/5模电讨论一:合理连接电路,组成文氏桥振荡电路2021/9/5模电讨论二:判断图示电路有可能产生正弦波振荡吗?RC移项式电路RC双T选频网络选频网络和正反馈网络是两个网络。1)RC移相电路有几级才可能产生正弦波振荡?2)若R和C互换呢?正反馈网络选频网络2021/9/5模电三、LC正弦波振荡电路1.LC并联网络的选频特性理想LC并联网络在谐振时呈纯阻性,且阻抗无穷大。谐振频率为在损耗较小时,品质因数及谐振频率损耗在f=f0时,电容和电感中电流各约为多少?网络的电阻为多少?202

7、1/9/5模电构成正弦波振荡电路最简单的做法是通过变压器引入反馈。附加相移LC选频放大电路→正弦波振荡电路当f=f0时,电压放大倍数的数值最大,且附加相移为0。共射电路φA=-π2021/9/5模电2.变压器反馈式电路C1是必要的吗?特点:易振,波形较好;耦合不紧密,损耗大,频率稳定性不高。分析电路是否可能产生正弦波振荡的步骤:1)是否存在四个组成部分2)放大电路是否能正常工作3)是否满足相位条件4)是否可能满足幅值条件

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