《模拟电子从入门到精通教程——电子技术第10讲(正弦波方波发生器)汇编》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子从入门到精通教程——电子技术第10讲(正弦波方波发生器)汇编（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第10讲 第12章 集成运算放大器 12.6.2 三角波发生器 12.6.3 RC正弦波振荡器 12.6.4 LC正弦波振荡器 12.6 信号发生电路 0 U+H uc t U+L UOM uo 0 t - UOM T 上节回顾：方波发生器 + + R R1 R2 C + uc uo 思考题：点 b 是电位器 RW 的中点，点 a 和点 c 是 b 的上方和下方的某点 。试定性画出 点电位器可动端分别处于 a、b、c 三点 时的 uo - uc 相对应的波形图。 - + + + RW R1 R2 C uc uo D1 D2 a b c 设Rwa Rwc UOM uo 0 t - UOM 反向积
2、分器 方波发生器 12.6.2 三角波发生器 矩形波经积分电路便可产生三角波，但是 此电路要求前后电路的时间常数配合好，不能 让积分器饱和。 + + R1 R3 R4 C1 uc _ uo - + + + C2 R5 R2 三角波发生器电路1: 三角波发生器(续) UOM uo1 0 t - UOM + + R1 R3 R4 C1 uc _ uo - + + + C2 R5 R2uo1 反相积分器 上行的迟滞 比较器 + + + + A1 A2 uo uo1 R02 R01 R C R2 R1 特点:由上行的迟滞比较器和反相积分器级联构成 ,迟滞比较器的输出作为反相积分器的输入,反相积 分器的
3、输出又作为迟滞比较器的输入. 三角波发生器电路2: + + uo R R2R1 ui 上下门限电压 上行的迟滞比较器 U+H U+L uo ui 0 Uom -Uom 反相积分器 ui=-U ui=+U t uo 0 +Uom -Uom uo - + + C R R ui 回顾: + + + + A1 A2 uo uo1 R02 R01 R C R2 R1 (1)设t=0时, uo1=+UOM , uc (0) =0 , uo=0 u1+ u1+ = o 21 2 u RR R + o1 21 1 u RR R + + = OM 21 1 U RR R + u1-=0, uo1保持+ UOM
4、UOM uo1 0 t - UOM 三角波发生器电路2 (续) : + + + + A1 A2 uo uo1 R02 R01 R C R2 R1 u1+ (2)t=0 t1: uo1 (0) =+UOM , uo(0) =0 -=dtu RC 1 u o1o =- OMU RC t t=t1: uo (t=t1) = OM 2 1 L U R R U-= + uo1从+UOM -UOM t1 UOM uo1 0 t - UOM U+L U+H uo (a) (b) 2 1 RC R R t1= 将(b)式代 入(a)式, 可解出: 三角波发生器电路2 (续) : + + + + A1 A2 u
5、o uo1 R02 R01 R C R2 R1 u1+ (3)t= t1 t2: uo1 (t1) =-UOM , uo (t1) = U+L t=t2: uo (t=t2) = OM 2 1 H U R R U= + uo1从-UOM +UOM 2 1 RC R R t2=3 可解出: UOM uo1 0 t - UOM t1 U+L U+H uo = uo (t1) u -dt=u RC 1 o1o + OMU RC (t-t1) OM 2 1 U R R - t1 t t2 三角波发生器电路2 (续) : (4)t= t2 t3: uo1 (t2) =+UOM , uo (t2) = U
6、+H t=t3: uo (t=t3) = OM 2 1 +L U R R U= - uo1从+UOM -UOM 2 1 RC R R t3=5 可解出: = uo (t2) u -dt=u RC 1 o1o - OMU RC (t-t2) OM 2 1 U R R t2 t + + + + A1 A2 uo uo1 R02 R01 R C R2 R1 u1+ UOM uo1 0 t - UOM t1 U+L U+H uo t2 三角波发生器电路2 (续) : t3 + + + + A1 A2 uo uo1 R02 R01 R C R2 R1 u1+ 三角波发生器电路2 (续) : UOM uo
7、1 0 t - UOM t1 U+L U+H uo t2t3 2 1 RC R R 三角波周期: T=2(t2-t1)=4 T 2 1 RC R R t1= 2 1 RC R R t2=3t3=5 2 1 RC R R 三角波频率: f=1/T 改型电路1 调整电位器RW可以使三角波上下移动,而 且使三角波正负半周时间不相等. + + + + A1 A2 uo uo1 R02 R01 R C R2 R1 +E -E RW 改型电路2 t uo T1T2 + + R2R1 - + + R R2 C uo R Uo1被嵌位 于Uz R决定T2, R决定T1 uo t t uo T1T2 当R=0时
8、 + + R2R1 - + + R R2 C uo R T1变为0 三角波发生器,锯齿波发生器 1. 产生自激振荡的原理 fid XXX-= 改成正反馈 只有正反馈电路才能产生自激振荡。 基本放大 电路Ao 反馈电路 F i X + d X o X f X 12.6.3 RC正弦波振荡器 + 如果： , if XX= 则去掉 , i X仍有信号输出。 基本放大 电路Ao 反馈电路 F d X o X f X 反馈信号代替了放大 电路的输入信号。 基本放大 电路Ao 反馈电路 F i X + + d X o X f X fid of doo XXX XFX XAX += = = FA A X X
9、 A o o i o f - = 1 基本放大 电路Ao 反馈电路 F i X + + d X o X f X 自激振荡条件的推导 自激振荡条件的推导（续 ） 基本放大 电路Ao 反馈电路 F d X o X f X f d of doo XX XFX XAX = = = =FAoXoFAo=1 自激振荡的条件 当xi=0时，AoF=1 (1)正反馈足够强,输入信号为 0 时仍有 信号输出，这就是产生了自激振荡。 (2)要获得非正弦自激振荡,反馈回路中必 须有RC积分电路。 (3)要获得正弦自激振荡,反馈回路中必须 有选频电路。所以将放大倍数和反馈系数写成 ： 自激振荡条件的推导（续 ） 所以
10、，自激振荡条件也可以写成： （1）振幅条件 ： （2）相位条件：jjn FA 2=+ n是整数 相位条件意味着振荡电路必须是正反馈； 振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。 因为： 00 自激振荡的条件 ： 1)()(=wwFA 00 自激振荡条件的推导（续 ） 问题：如何启振？ Uo 是振荡器的电压输出幅度，B是要求输出的幅 度。起振时Uo=0，达到稳定振荡时Uo=B。 起振并能稳定振荡的条件： 2. RC振荡电路 用RC 电路构成选频网络的振荡电路即所谓的 RC 振荡电路，可选用的 RC 选频网络有多种，这里 只介绍文氏桥选频电路。 R1 C1 R2C2 i U o U 文氏桥选频电
11、路 ) 1 ()1 ( 1 12 21 1 2 2 1 CR CRj C C R R U U i o w w-+ = R1 C1 R2C2 i U o U 时，相移为0 。 12 21 w 1 CR CR=w当 如果：R1=R2=R，C1=C2=C，则： 12 21 w 1 CR CR=w 2121 1 CCRR =w 0 1 CR =w 0 ) 1 ()1 ( 1 12 21 1 2 2 1 CR CRj C C R R U U i o w w-+ = 1 3 = 文氏桥选频电路 ) 1 ( 3 1 CR CRj w w- + = =o时 文氏桥选频电路 )(3 1 0 0 f f f f
12、j U U i o -+ =传递函数： 2 0 0 2 )(3 1 f f f fU U i o -+ = 幅频特性： 相频特性： 如果：R1=R2=R，C1=C2=C f +90 90 f f0 U U i o ) 1 ( 3 1 CR CRj w w- + = 用运放组成的RC振荡器： 只有在 f0 处 才满足相位条件： 因为： AF=1 3 1 =F 1 f F += R R A fF 2R R = uo _ + + RF R C RC Rf A=3 uo uo 3 A=3 同相放大器 文氏桥选频电路 输出正弦波频率 ： 例题:R=1k，C=0.1F， Rf=10k。RF为多大时才 能起
13、振？振荡频率f0=？Hz uo_ + + RF R C RC Rf AF=1， 3 1 =F 1 f F += R R A A=3 =210=20k =1592 Hz 起振条件： fF 2R R = 能自行起振的电路1 半导体 热敏电阻 起振时RT2Rf, 使 A3,易起振。 当uo幅度自激增长 达某一值时， RT=2Rf，A=3。 当uo进一步增大时 ， RTR1 2 1 F 1 f F2 R R A+= F1 R + 2 AF1 可调 A2 RF1+RF2Rf LC 振荡电路的选频电路由电感和电容构成， 可以产生高频振荡。由于高频运放价格较高，所 以一般用分离元件组成放大电路。本节只对 L
14、C振 荡电路做一简单介绍，重点掌握相位条件的判别 。 首先介绍一下 LC 选频网络 。 12.6.4 LC正弦波振荡器 LC 选频网络(LC并联谐振电路) C L R u i L i c i (阻性) LC并联谐振特点：谐振时，总路电流很小， 支路电流很大，电感与电容的无功功率互相 补偿，电路呈阻性。用于选频电路。 R为电感线圈中的电阻 C L R u i L i c i 例: LC并联谐振电路中, L=1mH, C=0.1F, R=10 ， U=1V。求谐振时的f0、I0、IC、IL。 =15924 Hz =1000 I0=U/Z0 =1/1000=1 mA IC =U/ ZC =10 mA
15、 1 C ZC= =100 IL =U/ ZLR =9.95 mA 结论:并联谐振电路中 IC IL I0 谐振信号 通过互感 线圈引出 互感线圈的极性判别 12 3 4 磁棒初级线圈 次级线圈 同极性端 1 2 3 4 + + 例1： + + + 正反馈 LC正弦波振荡器举例 判断是否是正反馈 :用瞬时极性法判 断 振荡频率: +UCC C C1 L uo 利用1：晶体管共 射极放大器，集电 极电位变化与基极 反相，发射极与基 极同相。 利用2：互感线圈 的同极性端电位变 化相位相同。 +UCC C C1 L1 L2 例2： + + + 正反馈 反相 + 振荡频率: M为两线圈的互感 (L+L+2M)C f 2 1 0 1 2 uo +UCC C1 C1 L C2 + + 反相 例3： 正反馈 振荡频率: 其中 ： C= C1 C2 C1 + C2 例4 ： +UCC C1 C2 + ube ube增加 正反馈 + +
