模拟电子技术课件第八章

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1、第8章波形的发生和信号的转换8.1正弦波振荡电路一、什么是振荡电路实质上是无需外加激励信号，而直接将直流转变为交流电能的正反馈电路无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。与负反馈放大电路的振荡的不同之处：在正弦波振荡电路中引入的是正反馈，且振荡频率可控。二、振荡器的组成由基本放大器、反馈网络、选频网络组成，通常反馈网络兼有选频的作用。三、正弦波振荡电路的振荡条件若环路增益则又去掉仍有稳定的输出。所以振荡条件为：振幅平衡条件相位平衡条件即要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的f0，且在合闸通电时对于f=f0信号有从小到大直至稳幅的过程，即满足起振条件

2、。起振条件问题1：振荡电路是单口网络，无须输入信号就能起振，起振的信号源来自何处？电路器件内部噪声。振荡电路中的选频网络，只使噪声中某一频率0满足相位平衡条件，形成正反馈，成为振荡电路的输出信号；而其它频率的信号，则不满足相位平衡条件，逐渐被抑制掉。问题2：电路器件的内部噪声不是单一频率噪声，而电路输出的是单一频率的正弦波，如何实现？问题3：起振条件是否意味着输出电压将越来越大，趋于无穷？振荡电路中的稳幅环节，将限制输出信号幅度无限增长，当输出信号达到一定值后，将使其稳定。一是可以另加稳幅电路；二是直接依靠放大电路中晶体管的非线性作用实现。正弦波

3、振荡电路的组成放大电路：能量控制，保证输出信号的幅度；选频网络：确定输出信号为单一频率的正弦信号；反馈网络：引入正反馈；稳幅环节：使输出信号幅值稳定。其中选频网络往往与反馈网络合二为一；振荡电路中的稳幅环节，在分立元件放大电路中常依靠放大电路中晶体管的非线性作用实现，而不另加稳幅电路。1)是否存在主要组成部分；2)放大电路能否正常工作，即是否有合适的Q点，信号是否可能正常传递，没有被短路或断路；3)是否满足相位条件，即是否存在f0，是否可能振荡；4)是否满足幅值条件，即是否一定振荡。四、分析方法RC正弦波振荡电路一、文氏电桥RC振荡器1.电路结构运

4、放构成的同相比例放大器作为基本放大器RC串、并联电路作为选频网络RC串、并联电路和负反馈回路中的R1和Rf构成电桥R1C1串联阻抗：R2C2并联阻抗：2.RC串并联网络的选频特性通常，取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，则有：式中：幅频特性相频特性

5、F

6、φF+90°当时，│F│=│F│max=1/3

7、F

8、φF+90°-90°AF≥1，而31=F只需：A≥3起振条件：3.振荡频率和起振条件11f+=RRA1f2RR=因为：所以：必须使因为：要满足相位条件：振荡频率由相位平衡条件确定在f=f0处，振荡频率：4.振荡的建立与幅度的稳定（1）振荡的建立电扰动

9、选频放大（2）稳幅的措施采用负温度系数的半导体热敏电阻来稳幅起振时Rt较大使A>3,易起振。当uo增大时，Rt减小，使负反馈增强，放大器的增益下降。当uo减小时，Rt增大，使负反馈减弱，放大器的增益增大。因此uo幅度自动稳定于某一幅值。二、移相式RC振荡器1.RC移相电路+－－+uofuRCRC超前移相电路φA+90°RC滞后移相电路+－－+uofuRCφA0°-90°2.RC移相式振荡电路在f0处满足相位条件：LC正弦波振荡器1.LC并联谐振回路的选频特性经整理得令一般情况下谐振时的输入阻抗LC并联谐振回路的幅频特性曲线

10、Z

11、Q小Q大Q为谐振回路

12、的品质因数，Q值越大，曲线越陡越窄，选频特性越好。二.变压器反馈式LC振荡电路工作原理：利用互感线圈的同名端：三极管共射放大器。满足相位条件。振荡频率:互感线圈的极性判别1234初级线圈次级线圈同名端1234+–+–在LC振荡器中，反馈信号通过互感线圈引出同名端：判断是否是满足相位条件——瞬时极性法：断开反馈到放大器的输入端点，假设在输入端加入一正极性的信号，用瞬时极性法判定反馈信号的极性。若反馈信号与输入信号同相，则满足相位条件；否则不满足。(+)三、三点式LC振荡电路工作原理：仍然由LC并联谐振电路构成选频网络电感三点式：uf与uo反相uf与u

13、o同相电容三点式：uf与uo反相uf与uo同相1.电感三点式LC振荡电路振荡频率：2.电容三点式LC振荡电路振荡频率：RC正弦波振荡电路LC正弦波振荡器电感三点式LC振荡电路振荡频率：振荡频率：振荡频率：石英晶体正弦波振荡电路1.石英晶体的特点SiO2结晶体按一定方向切割的晶片。压电效应和压电振荡：机械变形和电场的关系固有频率只决定于其几何尺寸，故非常稳定。容性感性阻性一般LC选频网络的Q为几百，石英晶体的Q可达104～106；前者Δf/f为10－5，后者可达10－10～10－11。2.电路（1）并联型电路（2）串联型电路8.2电压比较器电压比较器

14、是集成运放的应用电路之一，它是将一个模拟电压信号与一参考电压相比较，输出一定的高低电平。运放组成的电路处于非线性状态，输出