第6章集成模拟乘法器及其应用-Read.doc

第7章 信号产生电路 7.1 正弦波振荡电路 教学要求RC桥式振荡电路的工作原理； 3.理解变压器反馈式、三点式LC及石英晶体振荡电路的原理。 引言 ?信号产生电路通常也称振荡器，用于产生一定频率和幅度的信号。按输出信号波形的不同可分为两大类，即正弦波振荡电路和非正弦波振荡电路，而正弦波振荡电路按电路形式又可分为RC振荡电路、LC振荡电路和石英晶体振荡电路等；非正弦波振荡电路按信号形式又可分为方波、三角波和锯齿波振荡电路等。振荡电路的性能指标主要有两个：1.要求输出信号的幅度要准确而且稳定；2.要求输出信号的频率要准确而且稳定。一般来讲准确度比稳定度容易做到，而幅度稳定比频率稳定容易实现。此外输出波形的失真度、输出功率和效率也是较重要的指标。 一、正弦波振荡电路的工作原理（一）振荡产生的基本原理 ?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，电路达到平衡状态，因此将反馈信号等于放大器的输入信号称为振荡的平衡条件。另外注意，这里的反馈信号和放大器的输入信号都是复数，所以两者相等是指大小相等而且相位也相同。 ? 2.振荡的起振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Uf＞Ui，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??????? （三）电路的组成和起振的判断 ? 二、RC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，一般用于生产1Hz~1MHz的低频信号。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。（一）RC桥式振荡电路1.RC 串并联选频网络 ? 2.RC桥式振荡电路将RC RC桥式振荡电路。图中Rf采用了具有负温度系数的热敏电阻，用以改善振荡波形、稳定振荡幅度。负反馈支路中 采用热敏电阻有不但使RC桥式振荡电路的起振容易，振幅波形改善，同时还具有很好的稳幅特性，所以实用RC桥式振荡电路中的热敏电阻的选择是很重要的。 ???? ?稳幅措施 Au 为非线性，起振时，应使 Au 3，稳幅后 Au = 3。 ? (二)RC ?RC 移相式振荡电路如下图所示，电路采用三节RC超前相移网络，三节相移网络对不同频率的信号产生的相移是不同的，电脑其中总有一个频率的信号，通过此网络产生的相移刚好为180°，满足相位平衡条件而产生振荡，该频率即为振荡频率f0。 RC 移相式振荡电路具有结构简单、经济方便等优点。其缺点是选频性能较差，频率调节不方便，由于输出幅度不够稳定，输出波形较差，一般只用于振荡频率固定，稳定性要求不高的场合。 三、LC振荡电路 采用LC谐振回路作为选频网络的振荡电路 称为LC振荡电路，它主要用来生产高频正弦振荡信号，一般在1MHz以上。根据反馈形式的不同，LC振荡电路可分为变压器反馈式和三点式振荡电路。（一）变压器反馈式LC振荡电路1.LC并联谐振电路 ?? Q用来评价回路损耗的大小，一般在几十到几百范围。由以上分析可知，并联谐振的本质是电流谐振，并联谐振具有很好的选频作用。2.变压器反馈式振荡电路 变压器反馈式振荡电路原理如下图所示。L、Lf组成变压器，其中L为次侧线圈电感，Lf为反馈线圈电感，用来构成正反馈。L、C构成并联谐振回路，作为放大器的负载，构成选频放大器。由于LC回路的选频作用，电路中只有等于谐振频率的信号得到足够的放大，只要变压器一、二次间有足够的偶合度，就能满足振荡的幅度条件而产生正弦波振荡，其振荡频率决定于LC并联谐振回路的谐振频率?0。 ? （二）三点式LC振荡电路?三点式LC振荡电路的特点是电路中LC并联谐振回路的三个端子分别与放大器的三个端子相连， 故而称为三点式振荡电路。1.电感三点式振荡电路电感三点式振荡电路（又称哈特莱振荡器）如上图所示。三极管V构成共发射极放大电路，电感L1、L2和电容C构成正反馈选频网络。谐振回路的三个端点1、2、3分别与三极管的三个电极相接，反馈信号取自电感线圈L2两端电压，故称为电感三点式振荡电路，也称电感反馈式振荡电路。电感三点式振荡电路的优点是起振容易，因为L1、L2之间偶合很紧，正反馈较强的缘故。此 外，改变回路电容可调节振荡信号频率。由于反馈信号取自电感L2两端，对高次偕波呈现高阻抗， 故不能抑制高次偕波的反馈，因此振荡电路输出信号中的高次偕波较多，信号波形较差。优点：易起振（L间耦合紧）；易调节（C可调）。缺点：输出取自电感，对高次谐波阻抗大，输出波形差。2.电容三点式振荡电路电容三点式振荡电路又称考皮兹振荡电路，其电路原理如下图所示。电容C1、C2和电感L构成 正反馈选频网络，反馈信号取自电容C2两端，故称为电容三点式振荡电路，也称电容反馈式振荡电 路。反馈信号与输入端电压同相，满足振荡的相位平衡条件，电路