模拟电子技术 教学课件 作者 吴恒玉 第5章　波形发生电路与变换电路.ppt

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1、模拟电子技术第5章波形发生电路与变换电路第5章波形发生电路与变换电路5.1本章任务的导入5.2相关的理论知识5.3相关的基本技能本章小结5.1本章任务的导入在科学研究、工业生产、医学、通信、自控和广播技术等领域中，常常需要某一频率的正弦波作为信号源。例如，在实验室，人们常用正弦波作为信号源，测量放大器的放大倍数，观察波形的失真情况；在工业生产和医疗仪器中，利用超声波可以探测金属内的缺陷、人体内部器官的病变，只是在不同的应用场合，对正弦波的频率、功率等的要求不同而已。正弦波产生电路又称为正弦波振荡器。电路需要满足什么条件才能产生正弦波，如何判断电路能否振荡，这是本章首先要研究的

2、内容。产生正弦波的电路有哪些，每个电路又有什么特点，分别适用于什么场合，这也是本章要着重讨论的问题。5.2相关的理论知识5.2.1正弦波振荡器5.2.1.1自激振荡1.自激振荡的条件图5-1正反馈放大器框图一个放大器的输入端不接外界输入信号，而在输出端却能获得幅度较大的正弦或非正弦的振荡信号。这种现象称为放大器的自激振荡。正常情况下，放大电路放大输入信号，要消除自激振荡，而波形产生电路则是利用自激振荡产生输出信号。用图5-1所示的正反馈放大器框图来讨论正弦波振荡器的振荡条件放大电路的电压放大倍数闭环反馈系数5.2相关的理论知识1)幅度平衡条件：2)相位平衡条件：2.自激振荡的

3、建立过程按图5-1框图分析，振荡器的输入应先由外来信号激励，经放大、正反馈后替代外来信号。实际的正弦波振荡器当其合上电源瞬间，在其输入端接收了含有各种频率分量的电冲击。当其中某一频率分量满足振荡条件，于是分量的信号经放大、正反馈，再放大、正反馈…不断地增幅，这就是振荡器的自激起振过程。如果振荡器的因此振荡器必须在起振过程中满足的条件。始终为１，输出信号就不可能逐步增大，由于振荡电路中电子元件进入饱和或截止区，振荡器输出信号的幅度最终不会无限制地增大，但波形却严重失真，因此，振荡器中需有稳幅环节，以便振荡器起振后，能自动地逐步由过渡到，使振荡器的输出波形既稳定又基本上不失真。5.

4、2相关的理论知识3.振荡电路的组成1)放大电路：具有放大信号的作用，并将电源的直流电能转换成振荡信号的交流电能。2)反馈网络：形成正反馈，满足振荡器的相位平衡条件。3)选频网络：选择某一频率，使之满足振荡条件，形成单一频率的振荡。4)稳幅电路：用于稳定振荡器输出信号的振幅，改善波形。4.振荡电路的判断判断能否产生振荡的步骤如下：1)检查电路的基本组成，一般应包含放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅电路等。2)检查放大电路是否工作在放大状态。3)检查电路是否满足振荡产生的条件。5.2相关的理论知识判断电路是否满足相位条件采用瞬时极性法，沿着放大和反馈环路判断反馈的性质。如是正反馈，

5、则满足相位条件，否则不满足相位条件。具体步骤如下：①断开反馈支路与放大电路输入端的连接点。②在断点处的放大电路输入端加瞬时信号，并设其极性为正，然后按先放大支路，后反馈支路的顺序，逐次推断电路有关各点的电位极性，从而确定输入信号与反馈信号的相位关系。③如果输入信号与反馈信号相位在某一频率下同相，电路满足相位平衡条件。否则不满足相位平衡条件。5.2.1.2LC正弦波振荡电路1.变压器耦合式LC振荡电路5.2相关的理论知识图5-2变压器耦合式LC振荡电路如图5-2所示就是变压器反馈式振荡电路，它是由放大电路、变压器反馈电路和LC选频电路三部分组成。电路中线圈L1与电容Ｃ组成选频电路

6、，L2是反馈线圈，L3线圈与负载并联为振荡信号的输出端。谐振频率为当将振荡电路与电源接通时，在集电极选频电路中激起一个很小的电流变化信号，只有与谐振频率f0相同的那部分电流变化信号能通过，其它分量都被阻止，通过的信号经反馈、放大再通过选频电路，就可产生振荡。当改变ＬＣ电路的参数Ｌ或Ｃ时，振荡频率也相应地改变。5.2相关的理论知识图5-3电感三点式振荡电路2.电感三点式振荡电路电感三点式振荡电路如图5-3（a）所示，通常C1和CE的电容量较大，对交流信号可看作短路。根据交流通路的画法，可画出交流通路，如图5-3（b）所示。电感三点式振荡电路的振荡频率基本上等于LC并联回路的谐振频

7、率，即5.2相关的理论知识电感三点式振荡电路的优缺点：优点：线圈L1和L2之间耦合很紧，所以比较容易起振，改变电感抽头的位置，可以获得满意的正弦波输出，且振荡幅度较大；调节频率方便，采用可变电容，可获得较宽的频率调节范围。缺点：电感反馈支路对高次谐波呈现较大的阻抗，所以输出波形中含有高次谐波的成分较多，波形较差，且频率稳定度也不高。5.2相关的理论知识图5-5电容三点式振荡电路3.电容三点式振荡电路电容三点式振荡电路如图5-5（a）所示，交流通路如图5-5（b）所示。反馈信号取自于电容两端的