模拟电子技术配套教学课件ppt王连英电子教案习题解答模拟电子技术 教学课件 ppt 作者 王连英电子教案习题解答 第8章.ppt

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1、第8章　信号产生电路8.1正弦波振荡电路8.1.1正弦波振荡电路的组成和工作原理1、正弦波振荡电路的组成正弦波振荡电路一般由以下几个基本组成部分：（1）放大电路。没有放大，不可能产生正弦波振荡。放大电路不仅必须有供给能量的电源，而且应当结构合理，静态工作点正确，以保证放大电路具有放大作用。（2）反馈网络。它的主要作用是形成反馈（一般是正反馈），以满足相位平衡条件。（3）选频网络。它的主要作用是只让单一频率信号满足振荡条件，以产生单一频率的正弦波。选频网络所确定的频率一般就是正弦波振荡电路的频率fo。在很多正弦波振荡电路中，选频网络与反馈网络合在一起，即同一个网

2、络既有选频作用，又起反馈作用。（4）为了使振荡幅值稳定且波形较好，还需要有稳幅环节。2、正弦波振荡电路的工作原理（1）振荡产生的基本原理正弦波振荡电路由放大器和反馈网络等组成，其电路原理图如图8.1.1所示。假如开关S处于位置1，即在放大器的输入端输入一正弦波电压信号，此信号经放大器放大后产生输出信号，而又作为反馈网络的输入信号，在反馈网络输出端产生反馈信号。如果和原来的输入信号大小相等且相位相同，假如这时去除外加信号并将开关S接至2端，由放大器和反馈网络组成一闭环系统，在没有外加输入信号的情况下，输出端可维持一定频率和幅度的信号输出，从而实现了自激振荡。为使

3、振荡电路的输出为一个固定频率的正弦波，要求自激振荡只能在一个频率上产生，而在其他频率上不能产生，因此图8.1.1所示的闭环系统内，必须含有选频网络，使得只有选频网络中心频率上的信号才满足和相同的条件而产生的自激振荡，其他频率的信号不满足和相同的条件而不能产生振荡。选频网络可以包含在放大器内，也可在反馈网络内。如上所述，反馈振荡电路是一个将反馈信号作为输入电压来维持一定输出电压的闭环正反馈系统，实际上它是不需外加信号激发就可以产生输出信号的。振荡环路内存在的微弱的电扰动（如接通电源间在电路中产生很窄的脉冲，放大器内部的热噪声等），都可作为放大器的初始输入信号。由

4、于很窄的脉冲内具有十分丰富的频率分量，经选频网络选频，使得只有某一频率的信号能反馈到放大器的输入端，而其他频率的信号被抑制。这一频率分量的信号经放大后，又通过反馈网络回送到输入端，且信号幅度比前一瞬时要大，再经过放大、反馈，使回送到输入端的信号幅度进一步增大，最后将使放大器进入非线性工作区，放大器的增益下降，振荡电路输出幅度越大，增益下降也越多，最后当反馈电压正好等于原输入电压时，振荡幅度不再增大从而进入平衡状态。（2）振荡电路的平衡条件和起振条件1）振荡的平衡条件当反馈信号等于放大器的输入信号时，振荡电路的输出电压不再发生变化，这时电路达到平衡状态，因此将＝

5、称为振荡的平衡条件。需要强调的是这里的和都是复数，所以两者相等是指大小相等而且相位也相同。根据图8.1.1可知所以　＝＝由此可得振荡的平衡条件为＝

6、

7、∠（＋）＝1式中

8、

9、、为放大倍数的模和相角；

10、

11、、为反馈系数的模和相角。因此，振荡的平衡条件应当包括振幅平衡条件和相位平衡条件两个方面。①振幅平衡条件

12、

13、＝1上式说明，放大器与反馈网络组成的闭合环路中，环路总的传输系数应等于1，使反馈电压与输入电压大小相等。②相位平衡条件＋＝2nπ（n＝0，1，2……）上式说明，放大器和反馈网络的总相移必须等于2π的整数倍，使反馈电压与输入电压相位相同，以保证正反馈。作为一个稳态

14、振荡电路，相位平衡条件和振幅平衡条件必须同时得到满足。利用振幅平衡条件可以确定振荡电路的输出信号幅度；利用相位条件可以确定振荡信号的频率。2）振荡的起荡条件为使振荡电路在接通直流电源后能够自动起振，则在相位上要求反馈电压与输入电压同相，在幅度上要求Vf＞Vi，因此振荡的起振条件也包括相位条件和振幅条件两个方面，即起振振幅条件

15、

16、＞1起振相位条件＋＝2nπ（n＝0，1，2……）综上所述，要使振荡电路能够起振，在开始振荡时，必须满足

17、

18、＞1，起振后，振荡幅度迅速增大，使放大器工作到非线性区，以至放大倍数下降，直到

19、

20、＝1，振荡幅度不再增大，振荡进入稳定状态。这里需

21、指出，式中的对于同一振荡电路其值是不同的，起振时由于信号比较小，振荡电路处于小信号状态，故电路的放大倍数比较大，可采用小信号等效电路进行计算；而在平衡状态，振荡电路处于大信号工作状态，电路的放大倍数不能用小信号等效电路计算，其值比较小。8.1.2RC振荡电路采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC振荡电路，它适用于低频振荡，一般用于产生1Hz~1MHz的低频信号。因为对于RC振荡电路来说，增大电阻R即可降低振荡频率，而增大电阻是无须增加成本的。常用的RC振荡电路有RC桥式振荡电路和RC移相式振荡电路。1、RC桥式振荡电路（1）RC串并联选频网络由相同的RC组成的

22、串并联选频网络如图8.1.2所示，Z1