《正弦波发生电路(第21讲)2014pptx.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《正弦波发生电路(第21讲)2014pptx.（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 第六章 波形产生与整形电路 6.1 正弦波振荡电路的基本概念 6.1.1 正弦波振荡器的振荡条件 6.1.2 正弦波振荡器的组成及分类 6.2 正弦波振荡电路 6.2.1 RC文氏电桥振荡电路 6.2.2 LC三点式振荡电路 6.2.3 变压器反馈式振荡电路 6.2.4 石英晶体振荡电路 2 第六章 波形产生与整形电路 6.3 波形整形电路 6.3.1 电压比较器 6.3.2 555集成定时器 6.3.3 施密特触发器电路 6.3.4 单稳态触发器电路 6.4 非正弦波振荡电路 6.4.1 矩形波振荡电路 6.4.2 三角波振荡电路 3 波形产生电路包括正弦波和非正弦波产生电 路。波形整形
2、电路包括施密特触发器、单稳态 触发器电路。 本章首先讨论产生正弦波的振荡器基本组成 和振荡条件、然后介绍RC、LC、石英晶体3种类 型的正弦波振荡电路。 非正弦波包括矩形波、三角波、锯齿波3种波 形产生电路。 非正弦产生及波形整形时常用电压比较器、 555集成定时器。 4 6.1 正弦波振荡电路的基本概念 正弦波振荡电路常常作为信号 源被广泛地应用于通信、测量、 自动控制等系统中，其功能是产 生单一频率的、稳定的正弦波信 号。它是一种基本的模拟电子电 路，按电路中选频元件分类，可 有RC、LC等类型的振荡器。 5 6.1.1 正弦波振荡器的振荡条件 改成正反馈 只有正反馈电路才能产生自激振荡。
3、 基本放大 电路Ao 反馈电路 F + 1. 振荡条件的平衡条件 6 如果： 则去掉 仍有信号输出。 基本放大 电路Ao 反馈电路 F 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 + + 7 自激振荡条件的推导 基本放大 电路Ao 反馈电路 F + + 8 FAo=1 自激振荡的条件 基本放大 电路Ao 反馈电路 F 9 自激振荡的条件： 因为： 所以，自激振荡条件也可以写成： （1）振幅条件： （2）相位条件：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。 10 1. 启振过程 Uo 是振荡器的电压输出幅度，B是要
4、求输出的幅 度。起振时Uo=0，达到稳定振荡时Uo=B。 放大电路中存在噪声即瞬态扰动，这些扰动 可分解为各种频率的分量。振荡器在刚刚起振时 ，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一些， 即要求 |AF|1。 |AF|1，且A+ F =2n，即可起振。 11 2. 稳幅过程 起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这 时若|AF|仍大于1，则输出将会饱和失真。 达到需要的幅值后，将参数调整为 AF =1，即可稳幅。 具体方法将在后面具体电路中介绍。 起振并能稳定振荡的条件： 12 如果： (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,
5、反馈回路中必须有 RC 积分电路。如后面将介绍的方波发生器、 三角波发生器等。 (3) 要获得正弦自激振荡,电路中必须有选频电 路和稳幅环节。前者是为获得单一频率的正 弦波振荡信号，后者是为了达到稳幅振荡。 6.1.2 正弦波振荡器 的组成与分类 13 正弦波发生电路是由放大电路、正 反馈网络、选频网络和稳幅电路四部 分组成的。 正弦波振荡器的选频网络由R、C和 L、C等电抗性元件组成。正弦波振荡 器的名称一般由选频网络来命名。 6.2 正弦波振荡电路 14 6.2.1 RC文氏电桥振荡电路 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
6、绍文氏电桥选频电路。 R1 C1 R2C2 1、选频电路 15 时，相移为0。 R1 C1 R2C2 16 如果：R1=R2=R，C1=C2=C，则： 传递函数： 相频特性： 幅频特性： o +90 90 17 2、用运放组成的RC 振荡器 所以，要满足相位 条件，只有在fo 处 因为： uo _ + + R2 R C RC R1 18 能自行启动的电路（1） uo tRtA 半导体 热敏电阻 起振时，RT略大于2R1， 使|AF|1，以便起振； _ + + RT R C RC R1 t uo 起振后，uo逐渐增大则 RT逐渐减小，使得输出 uo为某值时，|AF|=1，从 而稳幅。 负温度系数
7、 19 能自行启动的电路（2） R22为一小电阻， 使(R21+R22)略大于 2R1，|AF|1，以 便起振； _ + + R21 R C C R1 R22 D1 D2 随着uo的增加，R22 逐渐被短接，A自动 下降到使|AF|=1，使 得输出uo稳定在某 值。 20 C1的作用是使JFET工作在可变电阻区，运放电路的电压放 大倍数主要由JFET的漏源电阻、R1及R2决定。调整电阻R1的大 小，可使正常工作时JFET压控电阻与R1并联后的等效电阻处 于整个可调范围的中点附近。 + 21 输出频率的调整： 通过调整R或/和 C来调整频率。 _ + + RF uo R C C R K K R1
8、 R1 R2 R2 R3 R3C：双联可调电 容，改变C， 用于细调振荡 频率。 K：双联波段开 关，切换R， 用于粗调振荡 频率。 22 电子琴的振荡电路电路： _ + + RF1 uo R1 C C R D1 D1 RF2 R28 R27 R26 R25 R24 R23 R22 R21 23 3、用分立元件组成的RC 振荡器 R C RC +UCC R1 C2 C3 R3 R2 RE2 C1 RC2 T1 RE1 CE T2 RC1 RF + + + + + + + + ube RC网络正反馈，RF、RE1组成负反馈，调整到合适 的参数则可产生振荡。 24 题6.1 电路如图所示，试用相位
9、平衡条件判断哪 个电路可能振荡，哪个不能，说明理由。 25 解： 图(a)的电路中，放大电路由场效应管的共漏组态 和双极型三极管共射组态组合而成,相移180,反馈选 频网络由RC串并网络构成,相移范围是90 90。与 放大电路的相移相加不可能构成 ，不满足 相位条件。所以图(a)的电路不可能产生正弦波振荡。 26 解： 图(b)的电路中，放大电路为差动电路，相移 180。反馈选频网络由RC串并网络构成，相移范围是 90 90。与放大电路的相移相加不可能构成 ，不满足相位条件。所以图(b)的电路不可能产生正弦 波振荡。 27 题6.4 由RC元件构成的一阶高通或低通网络的最 大相移绝对值小于90
10、。试用相位平衡条件判断 题图6.4所示电路哪个可能振荡，哪个不能，说 明理由。 28 解：因为RC一阶高通或低通网络的最大相移绝对值小于 90 ，所以在振荡电路中，如果放大部分有180 ，那 么至少需要三级一阶RC反馈网络才能产生180的相移 ，使得 。 对图(a)，运放接成反相比例放大电路，相移 ， 而只有两级一阶RC反馈网络，不可能产生180的相移 ，所以该电路不满足振荡的相位平衡条件，不能产生正 弦波振荡。 29 解： 对图(b)，运放为同相比例放大电路，相移 ， 反馈网络由三级RC低通网络构成，最大相移为 。 ，同样不满足振荡的相位平衡条件，不能产生正弦波振 荡。 30 P179： 1、题5.11 P208： 1、题6.2 习题
