模拟电子技术_第7章_波形产生电路b

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1、第7章波形产生电路第7章波形产生电路7.1教学基本要求主要知识点教学基本要求熟练掌握正确理解一般了解正弦波信号发生器   正弦波自激振荡的基本原理 √    正弦波信号发生器的分析方法√     RC型正弦波信号发生器√     LC型正弦波信号发生器 √    石英晶体振荡器  √非正弦波信号发生器   非正弦波信号发生器的分析方法√     方波、三角波和锯齿波发生器 √ 7.2重点和难点一、重点RC串并联（桥式）正弦波振荡电路的分析。二、难点非正弦波振荡电路的分析。7.3知识要点正弦波振荡器的振荡条件RC正弦波振荡电路信号产生电路LC正弦波振荡电路石英晶体振荡器非

2、正弦波发生器7.4内容提要一、正弦波振荡器的振荡条件在放大电路中，为了改善电路的动态性能，通常引入负反馈。当电路的附加相移达到180o，负反馈变为正反馈时，电路就会出现自激振荡，这是有害的，应该消除。在振荡电路中，人为引入正反馈，并使反馈环路增益满足一定要求，在没有输入信号的情况下，电路可以振荡起来。1．起振条件16第7章波形产生电路振荡电路没有输入信号，起始信号来源于电源刚接通时的扰动，而这种扰动信号一般比较微弱。故要使振荡电路能够振荡起来，除了满足正反馈条件（相位条件）外，还要满足幅值条件，故起振条件为：其中相位条件：幅值条件：2．平衡振荡条件当电路振荡起来之后，为

3、了维持等幅振荡，电路必须满足平衡振荡条件：其中相位条件：幅值条件：3．选频网络在满足起振条件的情况下，振荡电路在接通直流电源瞬间，感应初始扰动或噪声，就可以振荡起来。但这个初始扰动或噪声是随机信号，可以看作是不同频率的正弦量的叠加。要使振荡电路产生单一频率的正弦信号，就需要加一个选频网络将某一特定频率的信号选择出来。在振荡电路中，选频网络常常就是正反馈网络。根据选频网络的不同，可将振荡电路分为RC振荡器、LC振荡器、石英晶体振荡器。4．稳幅环节振荡电路满足起振条件后，输出信号将随时间的增长而增大。当输出幅值达到一定程度后，会进入放大管的非线性区，将造成放大电路的电压增益

4、下降，可使振荡的幅值平衡条件自动满足，但这会造成输出信号的失真。为了减少这种非线性失真，常常加一个非线性负反馈作为稳幅环节。这个稳幅环节在输出信号的幅度较小时，负反馈较弱；在输出信号的幅度较强时，负反馈较强，使电压增益降低较多。这可以用热敏电阻来实现。5．正弦波振荡器的组成正弦波振荡器一般由放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅环节四部分组成。选频网络既可以包含在放大电路中，也可以包含在正反馈网络中。稳幅环节一般由放大电路中的非线性元件（放大管）或者增加非线性负反馈网络实现。6．正弦波振荡器的分析方法（1）检查正弦振荡器是否具有放大、反馈、选频、稳幅4个基本环节。（2）分

5、析放大电路是否能正常放大。16第7章波形产生电路对于分立元件电路，首先估计静态工作点是否合适，其次分析交流通路能否正常传递信号。对于运放则检查输入端是否有直流通路。（3）判断振荡器是否满足相位平衡条件。分别求出放大电路的相移和正反馈网络的相移，看其是否满足相位平衡条件。或直接用瞬时极性法判断是否为正反馈。在判断相位条件时应注意：①如果原电路比较复杂，可画出交流通路，再用瞬时极性法判断是否为正反馈；②判定选频网络的输出与输入的相位关系时，应以时的相位关系为准。例如RC串并联网络在时的相移为零；LC选频网络谐振时，谐振回路呈阻性；并联型石英晶体振荡电路中，石英晶体呈感性，而

6、串联型石英晶体振荡电路中，石英晶体呈低阻性（串联谐振）。（4）检查振荡器是否满足幅值起振条件和平衡条件，并由此确定相关的放大电路和反馈网络参数。二、RC正弦波振荡器RC振荡器是用电阻、电容构成选频网络。通过特殊的连接方式，电阻电容也可以实现选频和移相作用，使振荡器实现正反馈。RC振荡器一般用于频率不高的场合（1MHz以下）。常见的几种RC正弦波振荡器如表7-1所示。表7-1桥式振荡器移相式振荡器双T网络振荡器电路选频网络特点，放大要求，原理概述选频电路具有带通特点，当时，正反馈最强，，相移。只要放大电路的三级RC移相网络在特定频率时产生180o选频网络具有带阻特性，当时

7、，相移为180o。由于选频网络的幅值较低，整个电路的电压增益要足够大时，才可在16第7章波形产生电路就可以起振。由于具有负反馈稳幅环节，稳定后，输出波形失真较小。的相移，只要反相放大电路增益合适就可以满足起振条件。由于移相网络选择性差，故输出正弦波质量较差。的频率处振荡起来。输出的正弦波失真最小。应用频率调节方便，输出波形好，应用最广。输出波形较差，应用在对波形要求不高的场合。频率调节困难，应用在单一频率且输出波形要求高的场合。三、LC正弦波振荡电路当需要实现较高频率的正弦波输出时，一般采用LC振荡器。LC振荡器是由电感、电容构成并联谐振