信號(hào)產(chǎn)生電路

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1、模擬電子線路第七章信號(hào)產(chǎn)生電路第一節(jié)學(xué)習(xí)要求第二節(jié)正弦波振蕩器的振蕩條件第三節(jié)RC正弦波振蕩器第四節(jié)LC正弦波振蕩器第一節(jié)學(xué)習(xí)要求1、掌握產(chǎn)生正弦波振蕩的相位平衡條件和幅值平衡條件及相位平衡條件的判斷方法。2、掌握文氏橋振蕩器的電路形式、起振條件、振蕩頻率的估算；熟悉電感三點(diǎn)式、電容三點(diǎn)式等LC振蕩的組成原則，會(huì)估算其振蕩頻率。3、了解石英晶體振蕩器的特點(diǎn)和頻率穩(wěn)定的原理。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：振蕩條件的判斷和振蕩頻率的計(jì)算學(xué)習(xí)難點(diǎn)：振蕩條件的判別返回第二節(jié)　正弦波振蕩器的振蕩條件　　從結(jié)構(gòu)上看，正弦波振蕩電路就是一個(gè)沒(méi)有輸入信號(hào)的帶選頻網(wǎng)絡(luò)的正反饋放大器。圖9.1（

2、a）表示接成正反饋時(shí)，因此有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　放大電路在輸入信號(hào)時(shí)的方框圖?？筛漠?huà)成圖9.1（b）所示。由圖可知，若在放大器的輸入端（1端）外接一定頻率、一定幅度的正弦波信號(hào)經(jīng)過(guò)基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的環(huán)路傳輸后,在反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出端（2端)，得到反饋信號(hào)與在大小和相位上都一致,那么就可以去除外接信號(hào)，而將（1）、（2）兩端連接在一起(如圖中的虛線所示）而形成閉環(huán)系統(tǒng)，其輸出端可能繼續(xù)維持與開(kāi)環(huán)時(shí)一樣的輸出信號(hào)。這樣由于便有　　　或　　　　　　　　正弦波振蕩器的振蕩條件為：　　　　幅度平衡條件：，　　相位平衡條件：討論1、如果反饋電壓和

3、放大器輸入電壓幅度相等而相位不同，那么，經(jīng)放大后，反饋的每一個(gè)循環(huán)將會(huì)使輸出電壓較前一次的相位提前或推遲一些，振蕩周期就會(huì)一次比一次縮短或延長(zhǎng)，所以始終得不到固定的振蕩頻率，只能得雜亂無(wú)章的信號(hào)輸出。討論2、如果反饋電壓和輸入電壓的相位相同,而振幅不等，就會(huì)出現(xiàn)兩種情況：　　1.

4、Vf

5、＜

6、Va

7、，即使電路中產(chǎn)生了振蕩，但每經(jīng)過(guò)一輪放大反饋的循環(huán),

8、Vo

9、的振幅就會(huì)減小一些，最終振蕩消失?！　?.

10、Vf

11、＞

12、Vi

13、，每經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)，

14、Vo

15、的振幅就會(huì)增大一些，電路中產(chǎn)生增幅振蕩，最終由于器件進(jìn)入非線性區(qū)而出現(xiàn)失真。討論3、若反饋電壓和輸入電壓不僅幅度相等，

16、而且相位相同，則放大器在沒(méi)有外加輸入信號(hào)的情況下，也能維持有等幅的輸出電壓。這時(shí)，就得到所要的振蕩。討論4、

17、AF

18、=1是維持振蕩的幅度條件，電路能夠起振的幅度條件是

19、AF

20、＞1。穩(wěn)定之后滿足

21、AF

22、=1以維持等幅振蕩。另外，φa+φf(shuō)=2nπ稱(chēng)為相位平衡條件。以上條件同時(shí)滿足，電路才能起振。討論5、作為正弦波振蕩器，除了必須有一個(gè)放大器和一個(gè)反饋網(wǎng)絡(luò)外，還必須要有選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅器。依靠選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性，可使電路只能在某個(gè)期望的頻率上同時(shí)滿足相位平衡條件和振幅平衡條件，才能使振蕩器輸出單一頻率的正弦波振蕩。反饋網(wǎng)絡(luò)與選頻網(wǎng)絡(luò)可以合二為一，由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)完

23、成正反饋和選頻?；蛘叻糯笃髋c選頻網(wǎng)絡(luò)合二為一，由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)完成。根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)的不同，振蕩器可以有3種電路組合：RC振蕩器、LC振蕩器、石英晶振蕩器。返回第三節(jié)　RC正弦波振蕩器　　RC正弦波振蕩器有橋式、雙T網(wǎng)絡(luò)式、移相式等類(lèi)型，本章主要討論橋式正弦波振蕩電路。一、電路原理圖　　　　　　　圖9.2是RC橋式振蕩電路，這個(gè)電路由放大電路和選頻網(wǎng)絡(luò)。為由集成運(yùn)放所組成的電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路，取其高輸入阻抗和低輸出阻抗的特點(diǎn)。而則由Z1、Z2和R1、R2組成，同時(shí)兼作正反饋網(wǎng)絡(luò)。由圖可知，Z1、Z2和R1、R2正好形成一個(gè)四臂電橋，電橋的對(duì)角線頂點(diǎn)接到放大電路的

24、兩個(gè)輸入端，橋式振蕩電路的名稱(chēng)即由此而來(lái)?！　　　　∠旅媸紫确治鯮C串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性，然后根據(jù)正弦波振蕩電路的兩個(gè)條件選擇合適的放大電路指標(biāo)，以構(gòu)成一個(gè)完整的振蕩電路。二、RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性圖9.2中用的RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)具有選頻作用，由圖9.2可知：　　若令ωo=1/RC或fo=1/（2πRC）則　　　　　當(dāng)ω=ωo時(shí)，　　上述分析表明：當(dāng)ω=ω0=1/RC）時(shí)，輸出電壓的幅值最大（當(dāng)輸入電壓的幅值一定，而頻率可調(diào)時(shí))，并且輸出電壓是輸入電壓的1/3,同時(shí)輸出電壓與輸入電壓同相位。根據(jù)和的表達(dá)式可以畫(huà)出RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性和相頻特性

25、曲線如圖9.3所示?！　　　　　　　　　　　∪?、振蕩的建立與穩(wěn)定　　所謂建立振蕩，就是要使電路自激，從而產(chǎn)生持續(xù)的振蕩，由直流電變?yōu)榻涣麟姟?duì)于RC振蕩電路來(lái)說(shuō)，直流電源即是能源。那么自激的因素又是什么呢?由于電路中存在噪聲，它的頻譜分布很廣，其中也包括有ω=ω0=1/（RC）這樣一個(gè)頻率成分。這種微弱的信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大，通過(guò)正反饋的選頻網(wǎng)絡(luò)，使輸出幅度愈來(lái)愈大，最后受電路中非線性元件的限制，使振蕩幅度自動(dòng)地穩(wěn)定下來(lái)，開(kāi)始時(shí)，AV=1+Rf/R1略大于3，達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài)時(shí)，AV=3，F(xiàn)V=1/3(ω=ω0=1/RC）。四、振蕩頻率與振蕩波形　　振蕩頻率是由

26、相位平衡條件所決定的，只有當(dāng)φf(shuō)=0°，φa=0°時(shí)，才滿足相位平