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1、第八章 波形的产生与变换电路8.1 正弦波振荡的基本原理8.2 RC正弦波振荡电路8.3 LC正弦波振荡电路 8.4 石英晶体振荡电路8.5 比较器8.6 方波发生器8.7 三角波及锯齿波发生器一. 产生自激振荡的条件fidXXX-=改成正反馈只有正反馈电路才能产生自激振荡。8.1 正弦波振荡器的基本原理+Xif基本放大器 A反馈网络 FX+doXX如果：,ifXX=则去掉,iX仍有信号输出。反馈信号代替了放大 电路的输入信号。Xi+f基本放大器 A反馈网络 FX+doXXXdof基本放大器 A反馈网络 FXXFA=1Xd=Xf所以，自激振荡条件也可以写成：自激振荡的条件 ：（1）振幅条件 ：
2、 （2）相位条件：pjjnFA2=+n是整数因为：动画演示Xdof基本放大器 A反馈网络 FXX二.起振条件和稳幅原理起振条件：结果：产生增幅振荡（略大于）1、被动：器件非线性 2、主动：在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以调节 放大电路的增益稳幅过程：起振时，稳定振荡时，稳幅措施：起振过程Xdof基本放大器 A反馈网络 FXX1.放大电路2.正反馈网络3.选频网络只对一个频率满足振荡条件，从而获得单一频率的正弦波输出。常用的选频网络有RC选频和LC选频4.稳幅环节使电路易于起振又能稳定振荡，波形失真小。三.正弦波振荡器的一般组成8 . 2 RC正弦波振荡电路一. RC 串并联网络的选频特性R
3、1C1 串联阻抗：R2C2 并联阻抗：选频特性：1.定性分析：（1）当信号的频率很低时。R1R2其低频等效电路为：其频率特性为：当=0时，uf=0，F=0=+90当时，uf=，F0|F|0F90（2）当信号的频率很高时。R1R2其高频等效电路为：其频率特性为：当=时，uf=0，F=0=-90当时，uf=，F0|F|0F-900=？ Fmax=？由以上分析知：一定有一个频率0存在，当=0时，F最大，且 =00|F|0F900|F|0F-902. 定量分析R1C1 串联阻抗：R2C2 并联阻抗：频率特性：通常，取R1R2R，C1C2C，则有：式中：可见：当 时， F最大，且 =0Fmax=1/3R
4、C串并联网络完整的频率特性曲线：当 时， F= Fmax=1/3F+90|F|二.RC桥式振荡器的工作原理：在 f0 处满足相位条件：因为：AF=131=F11f+=RRA1f2RR =只需：A=3 输出正弦波频率 ：振幅条件：引入负反馈：选：例题:R=1k，C=0.1F，R1=10k。Rf为多大时才 能起振？振荡频率f0=？ AF=1， 31=F11f+=RRAA=3Rf=2R1=210=20k=1592 Hz起振条件：能自动稳幅的振荡电路半导体热敏电阻 (负温度系数）起振时Rt较大 使A3,易起振 。当uo幅度自激 增长时， Rt减 小，A减小。当uo幅度达某 一值时， A3 。当uo进一
5、步增 大时， RT再减 小 ,使A UREF时 , uo = +Uom当ui UREF时 , uo = -Uom 若ui从反相端输入uoui0+UZ-UZ（1）用稳压管稳定输出电压忽略了UD3. 限幅电路使输出电压为一稳定的确定值当ui 0时 , uo = +UZ当ui 0时 , uo = -UZ当ui UT+时 , uo从+UZ -UZ例题：Rf=10k，R2=10k ，UZ=6V， UREF=10V。 当输入ui为如图所示的波形时，画 出输出uo的波形。上下限 ：uoui08V3V传输特性+6V-6V3V8Vuiuo+6V-6Vuoui08V3V传输特性+6V-6V1.电路结构由滞回比较电
6、路和RC定时电路构成上下限:8.6 方波发生器2.工作原理：(1) 设 uo = + UZ , 此时，uO给C 充电, uc ，则：u+=UT+0tuo +UZ-UZucUT+0t一旦 uc UT+ , 就有 u- u+ , uo 立即由UZ变成UZ 。在 uc UT+ 时，u- u+ , 设uC初始值uC(0+)= 0方波发生器uo保持+UZ不变+UZ此时，C向uO放电,再反向充电(2) 当uo = -UZ 时， u+=UT-uc达到UT-时，uo上跳。UT+uctUT-当uo 重新回到UZ 后，电路又进入另一个周期性的变化 。-UZ0UT+uctUT-+UZuo0t- UZT完整的波形：动
7、画演示计算振荡周期T。EWB演示方波发生器周期与频率的计算：0UT+uctUT-+UZ-UZ T1T2 TT= T1 + T2 =2 T2 uc(t)=UC ()+ UC (0+) -UC () e ,=RC-tT2阶段uc(t)的过渡过程方程为:f = 1/T可推出:3、占空比可调调的方波发发生器UZuo0t- UZ改变电位器 RW 的滑动端，就改变了冲放电的 时间，从而使方波的占空比可调。8.7 三角波及锯齿波信号发生器电路结构：迟滞比较器+反相积分器一. 三角波发生器工作原理：若uo1=+UZ， uo2， u+ 。 当u+ 0时， uo1翻转为-UZ。若uo1=-UZ， uo2， u+
8、。当u+ 0时， uo1翻转为+UZ。波形图振荡周期：0UT+uo2tUT-+UZuo10t- UZT二.锯齿波发生器改变积分器的正反向 充电时间常数uo1=+UZ，D截止，充电 时间常数：R4C。uo1=-UZ，D导通，充电时 间常数：(R6R4)C。+UZuo10t- UZR6R4本章小结1正弦波振荡的条件： AF=1 （振幅条件）（相位条件正弦波振荡电路由放大器、反馈网络、选频网络和稳幅环节构成。2正弦波振荡电路主要有RC振荡电路和LC振荡电路两种。RC振荡电 路主要用于中低频场合，LC振荡电路主要用于高频场合。石英晶体振 荡电路是一种特殊的LC振荡电路，其特点是具有很高的频率稳定性。 3当运放开环工作或引入正反馈时，运放工作在非线性状态。其分析方法为： 若U+U- 则UO=+UOM；若U+U- 则UO=-UOM。虚断（运放输入端电流=0）4 比较器是一种能够比较两个模拟量大小的电路。迟滞比较器具有回 差特性。它们是运放非线性工作状态的典型应用。 5在方波、锯齿波和三角波等非正弦波信号发生器中，运放一般也工作在非线性状态。电路由比较器、积分器等环节组成。
