第7章 信号产生电路.ppt

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1、第7章信号产生电路7.1正弦波振荡器的基本概念7.2RC正弦波振荡电路7.3LC正弦波振荡电路7.4非正弦信号产生电路7.5集成函数发生器8038简介习题达盛科技培训中心7.1正弦波振荡器的基本概念7.1.1正弦波振荡器与正反馈1．正弦波振荡器与正反馈从结构上看，正弦波振荡器就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。在放大电路中，采用负反馈来改善放大电路的性能；在信号产生电路中，利用正反馈来实现振荡信号的输出，所以正弦波振荡器的工作原理与反馈的概念密切相关。达盛科技培训中心2．正弦波振荡器的组成由以上分析可知

2、，要想使一个没有外来输入的放大电路能产生一定频率和幅度的正弦输出信号，电路中必须包含放大电路、正反馈网络和选频网络。其中，正反馈网络和选频网络在很多时候由一个部分组成，有时选频网络又和放大电路是一个整体，但不管电路的形式如何，这几个部分的基本功能必须同时具备。一般为了使输出的正弦信号幅度保持稳定，还要加入稳幅环节。达盛科技培训中心7.1.2起振条件与平衡条件利用正反馈维持一个幅度稳定的正弦信号输出，称为平衡；利用正反馈使输出信号从无到有地建立起来，称为起振。达盛科技培训中心1．平衡条件为方便讨论正弦波振荡电路在没有输

3、入的情况下，如何能维持稳定的等幅输出，先假设一个有稳定正弦输出信号的放大电路，在输入信号消失的情况下，需要什么条件才能继续维持输出端的等幅振荡，这个条件就是正弦波产生电路的平衡条件。现将带正反馈的放大电路框图画于图7-1，其中各信号的定义、概念与负反馈相同。考虑到正弦信号产生电路没有输入，图中没有画出输入信号。达盛科技培训中心图7-1正弦波振荡器的正反馈方框图达盛科技培训中心所以由正反馈时净输入信号的公式可得（7-1）达盛科技培训中心式中,和为复数，可以表示为=A∠φa，=F∠φf，所以上式也可以写成（7-2）即（7

4、-3）式中,n=0，1，2…达盛科技培训中心2．起振条件当正弦波振荡电路已有输出时，可以利用平衡条件维持输出信号的持续。但在振荡电路电源刚刚接通时，输出端尚没有输出信号时，依靠平衡条件是不能使输出从无到有，从小到大建立的，平衡条件只能维持环路中已有的信号大小不变，不能使之增大。达盛科技培训中心因此，综合相位条件，正弦波振荡电路的起振条件为（7-4）（7-5）（7-6）式中,n=0，1，2…达盛科技培训中心7.2RC正弦波振荡电路7.2.1RC桥式正弦波振荡电路RC桥式正弦波振荡电路一般用来产生1Hz到数百千赫兹的低频

5、信号，常用的低频信号源大多采用这种电路形式。图7-2为RC桥式正弦波振荡电路的组成框图，由放大器A和同时具有正反馈作用的RC串并联选频网络F构成。达盛科技培训中心图7-2RC桥式正弦波振荡电路组成框图达盛科技培训中心1．RC串并联网络的选频特性将RC串并联网络重画于图7-3中，该选频网络的输入信号为放大电路的输出，输出为反馈信号。若将RC串联支路和并联支路的阻抗分别用来表示，则可以得到反馈系数的表达式为达盛科技培训中心图7-3RC串并联网络达盛科技培训中心令，则上式可写成（7-7）从式（7-7）可知，反馈系数是角频率

6、ω的复函数，由此可得RC串并联网络的幅频响应和相频响应为达盛科技培训中心由式（7-8）和式（7-9）可知，当，即时，幅频响应（7-9）的幅值最大，即达盛科技培训中心根据式（7-8）和式（7-9）可以做出RC串并联选频网络的幅频特性曲线和相频特性曲线，如图7-4所示。图7-4RC串并联网络的频率特性曲线（a）幅频特性曲线;（b）相频特性曲线达盛科技培训中心2．RC桥式正弦波振荡电路1）电路组成图7-5为集成运放构成的RC桥式正弦波振荡电路，其中的放大电路是由集成运放构成的同相比例电路。RC串并联网络的输出端接在集成运放

7、的同相输入端，将反馈信号送给放大电路。达盛科技培训中心图7-5RC桥式正弦波振荡电路达盛科技培训中心2）振荡的建立与稳定当电路接通电源后，电路中存在的噪声和干扰信号含有丰富的频率分量，包括从低频到高频的各种频率成分。这些扰动信号沿放大电路和反馈网络的环路环行，不同的频率分量获得了不同的环路增益和相移。输出正弦信号的频率由ω0决定，即RC正弦波振荡电路的振荡频率为（7-10）达盛科技培训中心例7-1根据相位条件判断图7-6所示电路能否起振(假设电路可以满足起振的幅度条件)，如能起振，计算该电路的振荡频率。达盛科技培训中

8、心图7-6例7-1的电路图达盛科技培训中心解由于图7-6中的电路为信号产生电路，没有输入信号，因此不像放大电路那样可以从输入端开始标注瞬时极性。但不管何种振荡电路都将构成一个闭合的环路，所以，从理论上说，可以从电路的任意一点开始。一般习惯上还是从放大器件的输入端开始标注，比如三极管的基极或集成运放的输入端。达盛科技培训中心3）稳幅措施振荡达到一