[农学]09_8波形发生和信号转换.pptVIP

四、分类 * 第八章 波形发生和信号变换电路 8.1 正弦波振荡电路 8.2 电压比较器 8.3 非正弦波发生电路 重点：正弦波振荡的条件，正弦波振荡电路组成及其判别；电压比较器、非正弦波振荡电路的组成及其工作原理。 8.1 正弦波振荡电路 一、产生正弦波振荡条件 无外加信号：输出一定频率一定幅值的信号。 8.1.1概述 结构：没有输入信号且带选频网络的正反馈放大电路。 与负反馈放大电路的振荡不同：正弦波振荡电路中引入的是正反馈，且振荡频率可控。 电扰动：对于某一特定频率f0的信号形成正反馈： 达到平衡：由于半导体器件非线性特性及供电电源限制，最终达到动态平衡，稳定幅值。。 一旦产生稳定的振荡，则电路的输出自动维持 振荡幅值平衡条件 振荡相位平衡条件 二、 初始信号来源及起振条件 1、初始信号来源：利用电路中瞬态扰动信号，通过选频网络选出所需频率信号。 2、起振条件： 受放大环节非线性限制 uo? ? A? ? |AF|=1 ? uo稳定 要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的f0，且在通电时对于f= f0信号有从小到大直至稳幅的过程，即满足起振条件。 电路如何从起振到稳幅？ 稳定的振幅 非线性环节的必要性！ 三、正弦波振荡电路的组成和判据 放大环节 反馈网络 稳幅环节 选频网络 保证稳幅振荡 放大：使电路从起振到平衡，可以获得输出能量 满足相位条件：使放大电路的输入信号等于反馈信号 确定振荡频率， 产生正弦波振荡 判断电路能否产生正弦波振荡的方法和步骤 （1）观察电路是否含有四个组成部分； （2）判断放大电路能否正常工作（静态和动态）； （3）利用瞬时极性法判断电路是否满足振荡相位平衡条件； 瞬时极性法： 断开反馈与放大电路的连接，在放大电路的输入端加瞬时信号。 （4）判断电路是否满足振荡幅值平衡条件。 Ui的极性→ Uo的极性→ Uf的极性 若Uf与Ui极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电路不可能产生自激振荡。 常用选频网络所用元件分类。 1. RC正弦波振荡电路：几百千赫以下 2. LC正弦波振荡电路：几百千赫～几百兆赫 3. 石英晶体正弦波振荡电路：振荡频率稳定 8.1.2 RC正弦波振荡电路 1、 RC串并联网络的选频特性 一、 RC桥式正弦波振荡电路 低频段 高频段 容抗大于电阻，Uf超前Uo，趋于＋90o，且│Uf│趋于零。 容抗小于电阻，Uf落后Uo，趋于－90o，且│Uf│趋于零。 取f0 =1/(2?RC) 若 f = f0 ，则 uf /uo = 1/3 | uf /uo |达最大值； uf与uo同相。 R C R C u0 R1 Rf uf ui - + A 放大环节 稳幅环节 反馈网络 选频网络 稳幅措施 电路构成 相位条件 起振条件 f=f0时,F =uf / uo=1/3 只要 A=1+Rf /R1 3 起振条件满足。 振荡频率 f0=1/ 2?RC 取Rf为负温度系数热敏电阻 2、振荡电路组成与起振 + + + + 振荡频率连续可调的RC串并联选频网络 习题8.6 试求解： （1）RW的下限值； （2）振荡频率的调节范围。 （1）根据起振条件 （2）振荡频率的最大值和最小值分别为 RW的下限值为2kΩ。 定性分析： f低，Z取决于电感支路，呈感性。f 越低? Z越小。 f高，Z取决于电容支路，呈容性。f 越高? Z越小。 可证：中间某频率 f=f0 并联阻抗为纯阻，且达最大值。 一、 LC谐振回路频率特性 u I + - f 0：并联谐振频率，可证： 8.1.3 LC正弦波振荡电路 选频放大电路 变压器反馈式 电感反馈式 电容反馈式 →电路引入正反馈， →反馈信号替代输入信号， →构成正弦波振荡电路 二、变压器反馈式振荡电路 1、变压器绕组互为同名端相位相同；互为异名端相位相反。 2、f=f0时，LC并联回路Z呈纯阻且为最大值。 相位条件 振荡频率 - + + 构成：共射放大电路、LC选频网络、变压器反馈构成正反馈环节。 三、电感反馈式振荡电路 交流通路： 电感线圈引出三端点分别与晶体管三个极相连。 相位条件 振荡频率 L=L1+ L2 +2M 1＋ 3＋ 2 4 四、电容反馈式振荡电路 交流通路： 电容引出三端点分别与晶体管三个极相连。 C=C1C2/(C1+C2) L(C)三点式简易相位判别法： 只要性质相同的电抗元件的中点与三极管e极相连， 则电路一定满足相位条件。 振荡频率 相位条件 1＋ 3＋ 2 4 例：利用相位平衡条件判断电路可否振荡。（参考教材P419） 例：为使电路振荡，标明变压器的同名端。（参考教材P419） 1＋ 4＋ 2＋ 5＋ 3 电路组成分析： 共射放大电路、L,C1,Cb构成选