模拟电子技术基础 波形发生电路ppt课件.ppt

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1、波形发生电路第7章7.1 正弦波振荡电路7.2 非正弦波信号产生电路小 结7.1正弦波振荡电路7.1.1正弦波振荡电路的工作原理7.1.2RC正弦振荡7.1.3LC正弦振荡引 言信号产生电路(振荡器—Oscillators)分类:正弦波振荡:非正弦波振荡:RC振荡器(1kHz~数百kHz)LC振荡器(几百kHz以上)石英晶体振荡器(频率稳定度高)方波、三角波、锯齿波等主要性要求能:输出信号的幅度准确稳定输出信号的频率准确稳定引 言7.1.1正弦波振荡电路的工作原理一、振荡条件放大器反馈网络Ui•Au•Fu•Uo•Uf

2、•RL微弱的电扰动中,某一频率成分通过正反馈逐渐放大,则产生正弦振荡。••••••••—振幅平衡条件—相位平衡条件n=0,1,2,••二、起振条件起振条件放大器Au反馈网络FuUoUfUi1/FuAu=1/FuOuiuoAuuoAuFu>1AuFu<1Ui1Uo1Uf1Ui2Uo2Uf2Ui3Uo3Uf2Ui4Uo4ufuf起振稳幅••三、电路的组成和起振的判断1.放大电路Au2.正反馈网络Fu3.选频率网络—实现单一频率的振荡4.稳幅环节—使振荡稳定、波形好满足振荡条件组成:放大器选频正反馈网络UoUfUi选

3、频放大器正反馈网络UoUfUi判断:1.检查电路组成2.“Q”是否合适3.是否满足起振条件•••7.1.2RC正弦振荡一、RC桥式振荡电路0Fu.0f90-90•1.RC串并联选频网络式中:0=1/RC当=0时Fu=1/3.=0º2.RC桥氏振荡电路A=2nF=0º2)电路:同相放大器1)组成:8CR1RfRCR•••3)振荡频率4)振荡条件Rf不能太大,否则正弦波将变成方波应使:••••5)稳幅措施热敏电阻稳幅8CR1RfRCR为使电Au为非线性,起振时,应使Au>3,稳幅后Au

4、=3。正温度系数负温度系数二极管稳幅8R1R2V1V2R312.4k>R2>8.1k起振时信号小,二极管电阻大Au1+(R2+R3)/R1>3R2>2R1-R3起振后二极管电阻逐渐减小,Au1+R2/R1=3为使失真小:R2<2R1f0=1.94kHz8.2k6.2k22k4.3k0.01F8.2k0.01F二、RC移相式振荡电路8CRRfRCRC一节RC环节移相90二节RC环节移相180三节RC环节移相270对于的信号,—满足相位平衡条件优点:结构简单缺点:选频特性差,输出波形差7

5、.1.3LC振荡电路类型:变压器反馈式、电感三点式、电容三点式一、变压器反馈式LC振荡电路LrCIs.L的等效损耗电阻(一)LC并联回路的特性Z1.谐振频率f02.谐振阻抗Z03.回路品质因数Q4.频率特性0ZZ0Q大Q小0f90º-90ºQ增大幅频特性相频特性5.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)变压器反馈式振荡电路LC+VCCVRERB1RB2CECB—满足相位平衡条件×1、电感三点式和电容三点式LC正弦波发

6、生器把并联LC回路中的C或L分成两个,则LC回路就有三个端点。把这三个端点分别与三极管的三个极相连,就形成了LC三点式正弦波发生电路。它们又分为电感三点式和电容三点式两类。LC三点式正弦波发生电路图a)电感三点式b)电容三点式二、三点式LC振荡电路2、组成LC三点式正弦波发生电路的规律LC三点式正弦波发生电路的一般结构如下图所示。图LC三点式正弦波发生电路的一般结构a)反相放大b)同相放大若考虑到a中的负载阻抗运放输出电阻为,无反馈时的因此其中,为了使电路振荡,应有,上式应为实数,分母的需不应为零,即:进而可得、上式

7、说明,为了产生振荡,的符号必须而必须与它们异号。由因为:所以得:为了产生振荡,由上式可得:和因此,必须与异号。由于所以必然有结论:在LC三点式正弦波发生电路中,为了满足产生振荡的相位平衡条件,同性质电抗的中间点必须接集成运放的同相输入端。3、电感三点式振荡电路C+VCCVRERB1RB2CECBL1L2C1×M123•••优点:缺点:易起振(L间耦合紧);易调节(C可调)。输出取自电感,对高次谐波阻抗大,输出波形差。4、电容三点式振荡电路考毕兹振荡器(Colpitts)×+VCCVRERB1RB2CECBLC1C21

8、23LC3•••优点:波形较好缺点:2)V极间电容影响f01)调频时易停振C3的改进三、石英晶体(Crystal)振荡电路(一)石英晶体谐振器的阻抗特性1.结构和符号化学成分SiO2结构晶片涂银层焊点符号2.压电效应形变形变机械振动外力压电谐振—外加交变电压的频率等于晶体固有频率时,机械振动幅度急剧加大的现象。3.等效电路rqC0CqLqLq—

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