第9章 波形发生电路ppt课件.ppt

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1、第9章波形产生电路9.1　概述9.2　正弦波振荡电路9.3　非正弦波振荡电路小结教学基本要求掌握：1、正弦波振荡器的振荡条件、组成、分类2、RC桥式振荡器的工作原理、分析方法理解：1、LC正弦波振荡器的组成、振荡的判断、频率的计算2、非正弦波产生电路的组成、工作原理、波形分析了解：1、石英晶体的基本知识：晶体振荡器的组成原则和典型电路。2、集成函数发生器芯片9.1　概述信号产生电路(振荡器—Oscillators)分类：正弦波产生电路:非正弦波产生电路：方波、三角波、锯齿波等主要性能要求：输出信号的幅度准确稳定输出信号的频率准确稳定正弦波应用：用于电子仪器、通信、自动控制等9

2、.2.1正弦波振荡电路的基本工作原理9.2　正弦波振荡电路1．产生正弦波振荡的平衡条件AF电路稳定振荡的条件1）幅值平衡条件n=0,1,2,2）相位平衡条件（正反馈）负反馈中产生自激振荡的条件是什么？与正弦波振荡器的振荡条件有何区别？为什么？产生正弦波振荡的幅值平衡条件和相位平衡条件2．振荡的建立和稳定起振条件uf起振稳幅••A微弱的电扰动中，某一频率成分通过正反馈逐渐放大，则产生正弦振荡。F3．正弦波振荡电路的组成1.放大电路A2.正反馈网络F4.稳幅环节—使振荡稳定、波形好满足振荡条件3.选频率网络—实现单一频率的振荡正弦波产生电路的分类RC振荡器(用于低频)LC振

3、荡器(用于高频)石英晶体振荡器(频率稳定度高)按选频网络分1）检查电路组成2）是否满足相位条件3）分析幅度起振条件4.判断电路能否产生正弦波的分析方法:4）分析稳幅环节1.RC串并联选频网络2.RC桥式振荡器9.2.2　RC正弦波振荡电路3.RC相移式正弦振荡电路1.RC串并联选频网络电路组成:1）当频率较低时，其电路近似为（1）定性分析U1.+-RCU2+-.Ｉ.高通电路U2=ＩR..U1.U2,U2超前U1，相位角...电路分析:2）当频率较高时，，其电路近似为低通电路.ＩU1RCU2++--..U2,U2滞后U1，相角...U2Ｉ.U1..结论：当频率为某值时，U2最大

4、，U2和U1同相，所以该电路可以选频...（2）定量推导与频率特性其中•••0Fu.0f90-90•式中:0=1/RC当=0时Fu=1/3.=0º2.RC桥式正弦振荡电路由同相放大电路可知由选频网络可知，当谐振时由幅度起振条件结合上两式，可推出可选用为负温度系数的热敏电阻利用二极管在流经它的电流增大时动态电阻减小、电流减小时动态电阻增大的特点，加入非线性环节，从而使输出电压稳定。为了稳定输出电压的幅值，一般应在电路中加入非线性环节为使电Au为非线性，起振时，应使Au>3，稳幅后Au=3。【例9-1】：根据相位条件判断图9-6所示电路能否起振（假设

5、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。1）看组成2）看放大3）看反馈五步分析法:4）看幅度5）求频率（找到环、断回路、加输入、看反馈）3.RC相移式正弦波振荡电路（a）相位超前的RC移相式振荡电路（b）相位滞后的RC移相式振荡电路9.2.3　LC正弦波振荡电路1.LC谐振回路的选频特性2.变压器反馈式振荡电路3.LC三点式振荡电路4.改进型电容三点式振荡电路1.LC谐振回路的选频特性串联谐振回路并联谐振回路LC谐振回路(1)LC并联谐振回路LrCIs.L的等效损耗电阻Z1)谐振频率f02)谐振阻抗Z03)回路品质因数Q—电流谐振LuCr–+iiLiC1

6、)Z=Z0呈纯阻2)形成环流，大小是总电流的Q倍••IC•IL•U•I•4）并联谐振的本质5)频率特性5)频率特性0ZZ0Q大Q小0f90º-90ºQ增大幅频特性相频特性(2)LC串联谐振回路1)谐振频率f02)回路品质因数Q3)串联谐振的本质—电压谐振ULUCOUSio

7、UC

8、=

9、UL

10、=Q

11、US

12、...4)频率特性—满足相位平衡条件2.变压器反馈式振荡电路根据振荡电路的起振条件可得到变压器反馈式振荡电路的起振条件为式中为三极管b、e间的等效电阻为折合到谐振回路中的等效总损耗电阻。M为绕组N1、N2之间的互感，把并联LC回路中的C或L分成两个，则LC回路就有三

13、个端点。把这三个端点分别与三极管的三个极或者与场效应管的三个电极或者与集成运放的同相输入端、反相输入端、输出端相连就形成了LC三点式正弦波发生电路。3.LC三点式振荡电路LC三点式正弦波发生电路的一般结构如下图所示。a）反相放大b）同相放大若考虑到a中的负载阻抗运放输出电阻为，(1)组成LC三点式振荡电路的规律1)a图的推导无反馈时的因此其中，a）反相放大为了使电路振荡，应有，上式应为实数，分母的需不应为零，即：进而可得、上式说明，为了产生振荡，的符号必须而必须与它们异号。所以得：b）同相放大2)b图的