模电课件第9章（华）波形的发生与变换电路.ppt

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1、第9章波形的发生和变换电路9.1正弦波振荡电路9.1.1概述放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定频率和幅值的交流信号（又称振荡器）。输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。信号发生器从波形上分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器（方波、锯齿波、三角波等）。信号发生器：振荡波形：应用：无线电通讯、广播电视，工业上的高频感应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体接近开关等。AF=a+f=2n振荡条件幅度平衡条件仍有稳定的输出。反馈信号代替了放大电路的输入信号。1、产生正弦波振荡的条件相位平衡条件n=0,1,2．．．2）幅度条件表明反馈放大器要产生自激振

2、荡，必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数A或反馈系数F达到)。3）起振及稳幅振荡的过程●起振过程中:要求

3、AF

4、>1，●稳定振荡时:要求

5、AF

6、=1，从AF>1到AF=1，就是自激振荡建立的过程。可使输出电压的幅度不断增大。使输出电压的幅度得以稳定。●起始信号的产生：电源接通时，在电路中激起一个微小的扰动信号，它是个非正弦信号，含有一系列频率不同的正弦分量。讨论：1）相位条件意味着振荡电路在频率f0下必须是正反馈；正弦波振荡电路只在一个频率(f0)下满足相位平衡条件。所以正弦波振荡电路必须有一个选频网络。选频网络可设在中或中。选频网络由RC元件或LC元

7、件组成。2、正弦波振荡电路的组成及各部分的作用（1）放大电路——没有放大，不可能产生振荡。要保证电路具有放大功能（2）反馈网络——形成正反馈，以满足相位平衡条件（3）选频网络——以产生单一频率的正弦波(RC、LC)（4）稳幅电路——以保证输出端得到不失真的正弦波，使振荡稳定3、正弦波振荡电路的分类LC正弦波振荡电路:输出功率大、频率高。RC正弦波振荡电路:输出功率小、频率低。石英晶体正弦波振荡电路：频率稳定度高。根据选频网络所用元件来命名4、判断电路是否为正弦波振荡电路的方法和步骤a.检查电路的组成部分c.将电路在放大器反馈端断开，利用瞬时极性法判断电路是否满足相

8、位平衡条件b.检查放大电路是否正常工作d.分析是否满足振荡产生的幅度条件。一般︱AF︱应略大于19.1.2RC正弦波振荡电路电路的构成RC串并联网络是正反馈网络，Rf和R1为负反馈网络。RC串并联网络与Rf、R1负反馈支路正好构成一个桥路，称为桥式。令ω0=1/RC1、RC串并联网络的频率特性反馈系数ω=ω0=1/RC或f=f0=1/(2πRC)FVmax=1/3RC串并联网络的频率特性曲线当f=f0时的反馈系数FVmax=1/3，此时的相角f=0。改变RC可调节谐振频率。稳定振荡条件AuF=1，

9、F

10、=1/3，则起振条件AuF>1，因为

11、F

12、=1/3

13、，则考虑到起振条件AuF>1,一般应选取RF略大于2R1。如果这个比值取得过大，会引起振荡波形严重非线性失真。2.振荡的建立与稳定3.振荡频率与振荡波形因为A=0，而仅在f0处F=0，满足相位平衡条件，所以振荡频率f0=12RC。改变R、C可改变振荡频率RC振荡电路的振荡频率一般在1MHz以下。振荡频率由相位平衡条件决定。振荡频率为单一频率f0，故振荡波形是正弦波4.稳幅措施振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻R1实现的。R1是正温度系数热敏电阻，当输出电压升高，R1上所加的电压升高，即温度升高，R1的阻值增加，负反馈增强，输出幅度下降。反之输出幅度增加。若

14、热敏电阻是负温度系数，应放置在Rf的位置。改变开关K的位置可改变选频网络的电阻，实现频率粗调；改变电容C的大小可实现频率的细调。振荡频率5.振荡频率的调整+RFRCC–uO–+SSR1R2R3R3R2R1例1：⑴.试分析D1、D2自动稳幅原理；⑵.估算输出电压V0m；(VD=0.6V)⑶.若R2短路时，试画出V0的波形；⑷.若R2开路时，试画出V0的波形；解：⑴.稳幅原理当v0幅值很小时，D1、D2接近开路，R’3=2.7k。当v0幅值较大时，D1或D2导通，R’3减小，AV下降。V0幅值趋与稳定。起振。⑵.估算输出电压V0m(设VD=0.6V)II1⑶.若R2短

15、路时(4).若R2开路时，输出电压V0的波形AV<3，电路停振，输出电压V0的波形为9.1.3LC正弦波振荡电路LC正弦波振荡电路的构成与RC正弦波振荡电路相似，包括有放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路。一.LC并联谐振电路LrCIs.L的等效损耗电阻Z1.谐振频率f02.谐振阻抗Z03.回路品质因数QLrCIs.Z4.频率特性0ZQ大Q小0f90º-90ºQ减小幅频特性相频特性LrCIs.Z5.并联谐振的本质—电流谐振LuCr–+iiLiC1)Z=Z0呈纯阻2)形成环流，大小是总电流的Q倍••IC•IL•U•I•二变压器反馈LC振荡器LC并联

16、谐振电路作