8.1 正弦波振荡电路6-4.ppt

* 第八章 波形的发生和信号的转换 §8.1 正弦波振荡电路 §8.2 电压比较器 §8.3 非正弦波发生器 §8.5 锁相环及其在信号转换电路中的应用 （自学） §8.4 利用集成运放实现的信号转换电路 （自学） §8.1 正弦波振荡电路 一、正弦波振荡电路的基础知识 1、振荡条件 （1）负反馈放大电路自激振荡条件 当 时， 负反馈放大电路，自激振荡平衡条件： （包含高、低频的附加相移） （2）正反馈放大电路自激振荡平衡条件 （忽略附加相移） 起振条件： 2、正弦波振荡电路的组成及分类 （1）放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，实现能量的控制； （2）选频网络：确定电路的振荡频率，使电路产生单一频率的振荡，即保证电路产生正弦波振荡； （3）正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于反馈信号； （4）稳幅环节：也就是非线性环节，作用使输出信号幅值稳定。 3、判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法和步骤 （1）观察电路是否包含了放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节四个组成部分； （2）判断放大电路是否能够正常工作，即是否有合适的静态工作点且动态信号是否能够输入、输出和放大； （3）利用瞬时极性法判断电路是否满足正弦波振荡的相位条件； （4）判断电路是否满足正弦波振荡的幅值条件。 1、RC串并联网络的频率特性 二、RC正弦波振荡电路 + + - - RC串并联选频网络在正弦波振荡电路中既为选频网络，又为正反馈网络。 ＋ ＋ － － R R C C 低频段等效电路： ＋ ＋ － － R C O f→0时，相位超前趋近于＋ ， 高频段等效电路： ＋ ＋ － － R C O f→∞时，相位滞后趋近于－ ， ＋ ＋ － － R R C C 令 时，虚部系数为零，则 当 f = f0时， ， 2、RC串并联正弦波振荡电路（桥式电路、文氏电路） 放大电路 ＋ － 振荡的平衡条件为： 当 f = f0时， ，所以 只要为RC串并联选频网络匹配一个放大倍数等于3的放大电路就可以构成正弦波振荡电路。 为了减小放大电路对选频特性的影响，使振荡频率几乎仅仅取决于选频网络，通常引入电压串联负反馈电路。 R C R C + - A R1 Rf 放大电路为同相比例运算电路，RC串并联选频网络引入的是正反馈。 + + + 稳幅措施：R1可采用正温度系数的热敏电阻，或Rf采用负温度系数的热敏电阻。 Uo IR1 PR1 R1 Au Uo 1、LC谐振回路的频率特性 三、LC正弦波振荡电路 在LC振荡电路中，当 f = f0时，放大电路的放大倍数数值最大，而其它频率的信号均衰减为零。引入正反馈后，使反馈电压作为放大电路的输入电压，以维持输出电压，形成正弦波振荡电路。 L C 理想电路，无损耗，谐振频率为 L C R 实际的LC并联网络将损耗等效成电阻R。 令虚部为零，则： 通常R很小，Q1， （Q为品质因数） 其中 Q值越大，阻抗越大，选择性越好。 当网络的输入电流为 时，电容和电感的电流约为 。 将LC并联网络作为共射放大电路的集电极负载： 根据LC并联网络的频率特性，当 f = f0时，电压放大倍数最大，且无附加相移。对于其它频率的信号，电压放大倍数不但数值减小，而且有附加相移。电路具有选频特性。 若在电路中引入正反馈，并能用反馈电压取代输入电压，则电路就成为正弦波振荡电路。 根据引入反馈的方式不同，LC正弦波振荡电路分为变压器反馈式、电感反馈式和电容反馈式三种电路；放大电路视振荡频率而定，可以用共射电路，也可以用共基电路。 2、变压器反馈式振荡电路 工作原理分析： 掌握判断电路产生正弦波振荡的可能性的方法。 C C1 Rb1 Rb2 Re Ce T RL +VCC N1 N2 1、观察电路是否存在放大电路、选频网络、正反馈网络以及稳幅环节； 2、判断电路是否能正常工作：主要判断能否设置合适第二静态工作点，交流信号传递过程中有无开路或短路情况； C C1 Rb1 Rb2 Re Ce T RL +VCC N1 N2 3、采用瞬时极性法判断电路是否满足相位平衡条件。 - + + - uf + ui - 4、稳幅措施：利用三极管本身进行稳幅。 振荡频率及起振条件分析： 从AB两侧看进