模拟电子技术基础 第9章信号发生电路第10章直流稳压电源课件.pptx

第9章信号发生电路9.1正弦波振荡电路9.2RC正弦波振荡电路9.2.1RC移相选频网络9.2.2RC串并联网络振荡电路9.3LC正弦波振荡电路9.3.1LC并联电路的频率响应9.3.2LC选频放大电路9.3.3变压器反馈式LC正弦波振荡电路9.3.4三点式LC振荡电路9.4石英晶体振荡电路9.4.1石英晶体谐振器的电特性9.4.2石英晶体振荡电路9.5非正弦波发生电路9.5.1电压比较器9.5.2方波发生电路9.5.3方波-三角波发生电路9.5.4锯齿波发生电路模拟电子技术基础

9.1正弦波振荡电路第9章信号发生电路在所谓正弦波振荡电路,是指在不加任何输入信号的情况下,由电路自身产生一定频率、一定幅度的正弦波电压输出,因而正弦波振荡电路又称自激振荡电路。多数的正弦波振荡电路都是建立在放大反馈的基础上的,因此又称为反馈振荡电路,其框图如图9.1.1所示。要想产生等幅持续的振荡信号,振荡电路必须满足使信号从无到有地建立起振荡的起振条件,以及进入平衡状态、输出等幅信号的平衡条件。

图9.1.1正弦波振荡电路框图第9章信号发生电路

1.起振条件正弦波振荡电路的自激振荡与负反馈放大电路的自激振荡,从起振到稳幅的过程没有本质上的区别。因此,正弦波振荡电路中必须引入正反馈。同时,为了实现振荡频率的可控性,电路中还要加入选频网络。接通电源的瞬时,电路的各部分存在各种扰动,这种扰动可能是刚接通电源瞬间引起的电流的突变,也可能是管子和回路的内部噪声。这些扰动中包含有很丰富的频率分量。其中必然包含由选频网络所确定的频率为f0的正弦波,因而输出必然含有频率为f0的正弦波?Uo,?Uo作用于反馈网络,从而产生反馈量Uf,?Uf作为放大电路的输入?Ui,电路产生正反馈过程。如果对某一频率分量f0,满足A?F1,经过放大、反馈的反复作用,使电压振幅不断加大,从而使振荡电路能够从无到有地建立起振荡。第9章信号发生电路

因此,振荡电路的起振条件为?A?F1,用幅度和相位分别表示为上面两式分别称为幅度起振条件和相位起振条件。满足起振条件后,要想产生等幅持续的正弦波,还必须满足平衡条件,否则,振荡信号将无休止地增长。第9章信号发生电路

2.平衡条件进入平衡状态时,所以产生等幅稳定信号的平衡条件为?A?F=1,用幅度和相位分别表示为式(9.1.3)和式(9.1.4)分别称为振幅平衡条件和相位平衡条件。第9章信号发生电路

3.振荡电路的组成和分类综上所述,正弦波振荡电路必须有以下四个组成部分。(1)放大网络：使电路对频率为f0的输出信号有正反馈作用,能够从小到大,直到稳幅;而且通过它将直流电源提供的能量转换成交流功率。放大网络可由晶体管、场效应管、差动放大电路、线性集成电路来担任。(2)正反馈网络：使电路满足相位平衡条件,以反馈量作为放大电路的净输入量。(3)选频网络：使电路只产生单一频率的振荡,即保证电路产生的是正弦波振荡。(4)稳幅环节：这是一个非线性环节,使输出信号幅值稳定。通常稳幅环节包含在放大网络里。第9章信号发生电路

实际电路中,放大电路多为电压放大电路,且选频网络和正反馈网络常合二为一。正弦波振荡电路常以选频网络所用元件来命名,分为RC、LC和石英晶体正弦波振荡电路。RC正弦波振荡电路的振荡频率较低,一般低于1MHz;LC正弦波振荡电路的振荡频率较高,一般在1MHz以上;石英晶体正弦波振荡电路的振荡频率等于石英晶体的固有频率,稳定性非常好。第9章信号发生电路

4.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。具体方法是:断开反馈,在断开处给放大电路加频率为f0的输入电压?Ui,并给定其瞬时极性,如图9.1.2所示;然后以?Ui极性为依据依次判断输出电压?Uo的极性,从而得到反馈电压?Uf的极性;若?Uf与?Ui极性相同,则说明满足相位条件,电路有可能产生正弦波振荡,否则表明不满足相位条件,电路不可能产生正弦波振荡。(4)判断电路是否满足正弦波振荡的幅值条件,即是否满足起振条件。具体方法是:分别求解电路的?A和?