模拟电子技术项目四 波形发生器.ppt

项目四 波形发生器 知识目标 掌握正弦波振荡电路的组成及产生振荡的条件 了解石英晶体振荡电路 掌握矩形波等非正弦波发生电路的组成特点 掌握集成运算放大器非线性应用的电路分析和计算方法 技能目标 会用multisim软件分析正弦波发生器的性能特点 会用multisim软件分析矩形波发生器的性能特点 会用multisim软件分析三角波发生器的性能特点 会用multisim软件分析锯齿波发生器的性能特点 掌握正弦波振荡电路性能测试方法 项目实训 任务一 比较电路的仿真分析 任务二 正弦波振荡电路仿真分析 任务三? 非正弦波形发生电路的仿真分析 任务四 正弦波振荡电路的性能测试 知识链接链接一 正弦波振荡器 正弦波振荡电路是在放大电路的基础上加上正反馈而形成的，是各类波形发生器和信号源的核心电路。 1.自激振荡 放大电路的自激振荡指放大电路的输入端不外接交流输入信号，输出端却有一定振幅和频率的交流信号输出的现象。 在放大电路的输入端外接一定频率、一定幅度的正弦波信号，经过基本放大电路和反馈网络所构成的环路传输后，在反馈网络的输出端得到反馈信号。 如果与在大小和相位上都一致，那么，就可以除去外接信号。当Xi=0，Xo?0时，电路产生了自激振荡。 2.自激振荡的平衡条件 3. 振荡的建立和稳幅 振荡器在刚刚起振时，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一些，即要求 。 起振后就要产生增幅振荡，需要靠三极管大信号运用时的非线性特性去限制幅度的增加，这样电路必然产生失真。 选频网络的作用，选出失真波形的基波分量作为输出信号，以获得正弦波输出。 也可以在反馈网络中加入非线性稳幅环节（比如RC中的温敏元件），用以调节放大电路的增益，从而达到稳幅的目的。 4. 正弦波振荡电路的组成 正弦波振荡电路一般由放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路等四部分组成。 放大电路：能量控制，保证输出信号有一定的幅度； 选频网络：确定输出信号为单一频率的正弦波信号；为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名，选频网络由R、C构成的称为RC振荡器；选频网络由L、C构成的称为LC振荡器；还有石英晶体振荡器。 反馈网络：引入正反馈；反馈网络往往选频网络与合二为一, 稳幅环节：使输出信号幅值稳定。稳幅环节常常用非线性元件实现. 为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。 如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。 5.判断电路是否可能产生正弦波振荡的步骤 （1）电路是否由四个部分组成：放大、选频、反馈和稳幅 （2）放大电路是否能正常工作：静态工作点是否合适，动态信号能不能放大 （3）判断电路是否引入正反馈：利用瞬时极性法 （4）判断电路是否满足起振条件：计算Ａ和Ｆ 二 、常用正弦波振荡电路 （一）LC正弦波振荡电路 LC正弦波振荡电路包括有放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路。 选频网络是由LC并联谐振电路构成， 正反馈网络因不同类型的LC正弦波振荡电路而有所不同，可以产生高频振荡。 由于高频运放价格较高，所以一般用分立元件组成放大电路。 1. LC并联谐振回路 在选频放大电路中经常用到的LC并联谐振电路如图所示。 （二） 变压器反馈LC振荡器 LC并联谐振电路作为三极管的负载，反馈线圈L2与电感线圈Ｌ相耦合,将反馈信号送入三极管的输入回路。交换反馈线圈的两个线头，可使反馈极性发生变化。调整反馈线圈的匝数可以改变反馈信号的强度，以使正反馈的幅度条件得以满足。 振荡频率：与并联LC谐振电路相同 3. 电感三点式LC振荡电路 L1、C和L2组成正弦波振荡器的选频网络。电感反馈LC振荡电路由放大电路、反馈网络、选频网络等电路组成，这种电路的LC并联谐振电路中的电感有首端、中间抽头和尾端三个端点，称为电感三点式LC振荡电路，或电感反馈式振荡电路。 4.电容三点式振荡电路 C1、L和C2组成正弦波振荡器的选频网络。C2的反馈信号送入三极管的输入回路，电路满足正弦波振荡的平衡条件，可以产生正弦波 振荡频率与并联LC谐振电路相同，为： 【例4-1】试用相位平衡条件法判断如图所示电路能否振荡.  解：断开反馈到放大器的输入端点，假设在输入 端加入一正的瞬时信号，用瞬时极性法判定反馈 信号的极性，若反