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1、上页 下页返回 模拟电子技术基础 信号发生器 发生器按产生的波形特点可分为 正弦波信号发生器 非正弦波信号发生器 1 正弦波信号发生器 上页 下页返回 模拟电子技术基础 1.1 正弦波自激振荡的基本原理 正弦波信号发生器是按照自激振荡原理构成的 信号发生器常称为振荡器 1产生正弦波自激振荡的平衡条件 . 正反馈网络 放大环节 . Xo A F . Xid Xf 自激振荡原 理方框图 上页 下页返回 模拟电子技术基础 输入Xid . 反馈Xf=FXo . . 输出Xo= AXid . . 放大环节 A 正反馈网络 F 如果Xf=Xid . 可在输出端继续维持原有的输出信号 正反馈 工作原理 上页
2、 下页返回 模拟电子技术基础 一个振荡器，只在振荡频率f0时满足相位平衡条件。 平衡条件讨论 a. 相位平衡条件 在电路中应包含选频网络 放大环节 A 正反馈网络 F . Xf . Xid . Xo 上页 下页返回 模拟电子技术基础 若 ,则电路减幅振荡，最后停止振荡。 若 ，电路增幅振荡。 b. 幅度平衡条件 AF=1是维持等幅振荡的唯一条件 放大环节 A 正反馈网络 F . Xf . Xid . Xo 上页 下页返回 模拟电子技术基础 2振荡的建立与稳定 振荡电路的起振条件： A F 1 AF 1 AF=1只能维持振荡，但不能建立振荡。 A F 1输出幅值越来越大，最后出现非线性失真。 放
3、大电路中还应包含稳幅环节 上页 下页返回 模拟电子技术基础 A 反馈特性 幅度特性 F太小 自激振荡电路的建立过程（线性反馈） 上页 下页返回 模拟电子技术基础 幅度特性 B 幅度特性 非线性反馈 非线性反馈 上页 下页返回 模拟电子技术基础 AF=1AF 1 起振 维持振荡 自激振荡电路的起振过程 上页 下页返回 模拟电子技术基础 3正弦波信号发生器组成 放大环节 正反馈网络 选频网络 稳幅环节 组成 4. 正弦波信号发生器的分类 根据选频网络所用元件分为 RC型振荡器 LC型振荡器 晶体振荡器 上页 下页返回 模拟电子技术基础 1文氏电桥振荡器 文氏电桥振荡电路 移相式振荡电路 主要类型
4、双T网络式振荡电路 选频网络 反馈网络 放大电路 1.2 RC型正弦波信号发生器 Uo R R C C A R1 R2 + 上页 下页返回 模拟电子技术基础 2RC串并联网络的选频特性 图中 选频网络 选频网络 Z1 Z2 R R C C Uo Uf + + Uo R R C C A R1 R2 + 上页 下页返回 模拟电子技术基础 幅频特性 当0时，F0 当时,F0 当=0时,F=Fmax=1/3 f 0 31/ F f0 幅频特性曲线 幅频特性分析 上页 下页返回 模拟电子技术基础 相频特性 当0时，F 90 当时, F 90 当=0时, F 0 0 ff0 相 频 特 性 曲 线 f 0
5、 31/ F f0 幅 频 特 性 曲 线 F =0，且反馈最强 可见，当=0时 相频特性分析 上页 下页返回 模拟电子技术基础 3稳幅措施 利用二极管稳幅 R R C C A RW D1 D2 R1 Uo + 上页 下页返回 模拟电子技术基础 a. 用LC并联谐振回路作为选频网络 1.3 LC型正弦波信号发生器 b. 主要用来产生1 MHz以上的高频信号 主要特点 c. 频率稳定性较好 上页 下页返回 模拟电子技术基础 按照反馈方式分为 变压器反馈式 电感三点式 电容三点式 LC型正弦波信号发生器类型 上页 下页返回 模拟电子技术基础 1LC并联谐振回路 R C L Z + O |Z| ff
6、0 O ff0 Q大 Q小 Q大Q小 阻抗频率特性 相频特性 上页 下页返回 模拟电子技术基础 2选频放大电路 当f = f0（ LC并联谐振频率）时 (1) 输出电压幅值最大 (2) 输出与输入电压反相 工作原理 放大电路只对谐振频率 f0的信号有放大作用 LC并联谐振电路 C + + L T + + + 上页 下页返回 模拟电子技术基础 3变压器反馈式LC振荡电路 + T + N1 N2 N3 上页 下页返回 模拟电子技术基础 4电感三点式正弦振荡电路 C + T + N2 N1 L1 L2 上页 下页返回 模拟电子技术基础 5. 电容三点式正弦波振荡电路 + T + L 电容器的三个端
7、子分别与T的三个 电极相连接，故 称之为电容三点 式振荡电路。 上页 下页返回 模拟电子技术基础 改进的电容三点式振荡电路 谐振频率 L + T + 上页 下页返回 模拟电子技术基础 1. 石英晶体的基本特性与等效电路 (a) 各向异性 (b) 具有压电效应 1.4 晶体振荡器 (1) 压电效应 a. 石英晶体的基本特性 上页 下页返回 模拟电子技术基础 当交变电压的频率等于晶片的固有机械振动频率 时，振幅急剧增加，这种现象称为压电谐振。 当在晶片的两电极之间加交变电压时，晶片就会 产生机械变形振动。 压电谐振 压电效应 在晶片的两侧施加压力，又会产生电场。 在晶片的两面之间加电场，就会产生机
8、械变形。 上页 下页返回 模拟电子技术基础 b. 石英晶体谐振器的结构 适当地切片 涂上银层涂上银层 引出两个电极引出两个电极 加装上外壳 上页 下页返回 模拟电子技术基础 电路符号 上页 下页返回 模拟电子技术基础 (2) 等效电路和谐振频率 R 等效晶片振动时内部的摩擦损耗 等效电路 C0 两金属电极间形成的静电电容 L 等效晶片振动时的惯性 C 等效晶片振动时的弹性 R C L C0 上页 下页返回 模拟电子技术基础 电路特点 a. L很大，C和R很小。 b . Q很高，达104106。 c. 频率稳定度（f /f0）很高。 三种振荡电路的频率稳定度 RC振荡器 102 LC振荡 103 104 石英晶体振荡 1091011 R C L C0 上页 下页返回 模拟电子技术基础 2石英晶体振荡电路 (1) 并联型晶体振荡器 晶体呈感性 谐振频率 T + C1 C2 RC RE +VCC RB1 RB2 CB 上页 下页返回 模拟电子技术基础 谢谢
