第9章 信號產(chǎn)生電路

1、2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路19信號產(chǎn)生電路信號產(chǎn)生電路引言引言2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路2v在實踐中，信號產(chǎn)生電路可分為在實踐中，信號產(chǎn)生電路可分為正弦波正弦波和和非正弦波非正弦波兩大類。兩大類。v在通信、廣播、電視系統(tǒng)中，需要高頻在通信、廣播、電視系統(tǒng)中，需要高頻載波高頻振蕩電路。載波高頻振蕩電路。v在工、農(nóng)、生、醫(yī)等領(lǐng)域需要不同的振在工、農(nóng)、生、醫(yī)等領(lǐng)域需要不同的振蕩電路。蕩電路。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路39.1正弦振蕩電路的振蕩條件正弦振蕩電路的振蕩條件v如圖如圖9.1.1所示，從結(jié)構(gòu)上來看，正弦所示，從結(jié)構(gòu)上來看，正弦波振蕩電路就是一個沒有輸入信號的帶波

2、振蕩電路就是一個沒有輸入信號的帶選頻網(wǎng)絡的正反饋放大電路。選頻網(wǎng)絡的正反饋放大電路。v圖圖9.1.1所示，表示當開關(guān)所示，表示當開關(guān)S置于置于1時，時，正弦信號正弦信號 輸入到放大電路的輸入端輸入到放大電路的輸入端, ,經(jīng)放大電路放大后經(jīng)放大電路放大后, ,輸出信號輸出信號 再經(jīng)反再經(jīng)反饋網(wǎng)絡反饋到放大電路的輸入端，饋網(wǎng)絡反饋到放大電路的輸入端，iX oX 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)5F 2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路42022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路5v由于由于 ，若適當選取電路參數(shù)，若適當選取電路參數(shù)，使使 , ,此時，將開關(guān)迅速置于此時，將開關(guān)迅速置于2 2端，端，以以 代替代替 ，則放大電路仍可維

3、持原來，則放大電路仍可維持原來輸出信號輸出信號 的大小，顯然，此時的放大的大小，顯然，此時的放大電路已經(jīng)不需要外加輸入信號的激勵而電路已經(jīng)不需要外加輸入信號的激勵而仍有輸出信號輸出，即放大電路已經(jīng)變?nèi)杂休敵鲂盘栞敵?，即放大電路已?jīng)變成了振蕩電路。成了振蕩電路。ofXFXifXXiXfXoX 2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路6v圖圖9.1.1可用圖可用圖9.1.1(a)表示。圖表示。圖9.1.1(a)改畫改畫如圖如圖9.1.1(b)所示。所示。v圖中圖中v1.正弦振蕩的平衡條件正弦振蕩的平衡條件faXX 1 AFXXFXXXFXXAXaoafofao，所以，所以，由于由于轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)92022-3-

4、16第9章信號產(chǎn)生電路72022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路82022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路9v即或：即或：v上式也可以寫成：上式也可以寫成：v ) 1 . 1 . 9(1FA)3 . 1 . 9(212)2 . 1 . 9(11fafa，即 nnAFAFeFA2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路10v式式(9.1.2)稱為稱為振幅平衡條件振幅平衡條件，而式，而式(9.1.3)稱為稱為相位平衡條件相位平衡條件，這是正弦振蕩電路，這是正弦振蕩電路維持正弦振蕩的兩個平衡條件維持正弦振蕩的兩個平衡條件。v振蕩電路的振蕩頻率振蕩電路的振蕩頻率f0是有式是有式(9.1.3)的的相位平衡條件決定的。

5、相位平衡條件決定的。v一個正弦振蕩電路只在一個頻率下滿足一個正弦振蕩電路只在一個頻率下滿足相位平衡條件，這個頻率就是相位平衡條件，這個頻率就是f0。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路11v所以，在圖所以，在圖(9.1.1)的環(huán)路中，一定包含的環(huán)路中，一定包含有一個具有選頻特性的網(wǎng)絡，簡稱為選有一個具有選頻特性的網(wǎng)絡，簡稱為選頻網(wǎng)絡。頻網(wǎng)絡。v它可設置在放大電路中，也可設置在反它可設置在放大電路中，也可設置在反饋網(wǎng)絡中；饋網(wǎng)絡中；v它可用它可用R、C元件組成，也可用元件組成，也可用L、C元元件組成。件組成。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路12v用用R、C元件組成選頻網(wǎng)絡的振蕩電路稱元件組成

6、選頻網(wǎng)絡的振蕩電路稱為為RC振蕩電路振蕩電路，一般用來產(chǎn)生，一般用來產(chǎn)生1Hz1 1MHz范圍內(nèi)的低頻信號；范圍內(nèi)的低頻信號；v用用L、C元件組成選頻網(wǎng)絡的振蕩電路稱元件組成選頻網(wǎng)絡的振蕩電路稱為為LC振蕩電路振蕩電路, ,一般用來產(chǎn)生一般用來產(chǎn)生1 1MHz以以上上的高頻信號。的高頻信號。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路13v2.起振條件起振條件).() .(31921221911，即即 nnAFAFeFAfafa 2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路149.2RC正弦振蕩電路正弦振蕩電路vRC正弦振蕩電路有橋式振蕩電路、雙正弦振蕩電路有橋式振蕩電路、雙T網(wǎng)絡式和移相式振蕩電路等類型，此

7、處網(wǎng)絡式和移相式振蕩電路等類型，此處重點介紹橋式振蕩電路。重點介紹橋式振蕩電路。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路15v1.電路原理電路原理v如圖如圖9.1.2所示，由于所示，由于Z1、Z2和和R1、Rf正正好構(gòu)成一個四臂電橋，好構(gòu)成一個四臂電橋，電橋的對角線頂電橋的對角線頂點接到了放大電路的兩個輸入端，所以點接到了放大電路的兩個輸入端，所以這種電路稱為橋式振蕩電路，又稱為這種電路稱為橋式振蕩電路，又稱為文文氏電橋振蕩電路氏電橋振蕩電路。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)172022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路162022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路17v2.串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡的選頻特性串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡的選頻特性v如圖如圖9.

8、1.2所示，反饋網(wǎng)絡反饋系數(shù)所示，反饋網(wǎng)絡反饋系數(shù)FV(s)為：為：，則得，則得就實際頻率而言，就實際頻率而言，RCjCRRCjFjssRCsRCsRCZZZsVsVsFVV 311293122212 )().()()()()(of2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路18v由此可得由此可得RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡的幅頻特性串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡的幅頻特性(響應響應)及相頻特性及相頻特性(響應響應)為為).()(2293110則則上上式式變變?yōu)闉槿缛缌盍?jFRCV 2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路19 由式由式(9.2.3)及及(9.2.4)可知，當可知，當).().()(42933293100200

9、arctgf VF).(52921100或或RCffRC 2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路20 時，幅頻特性時，幅頻特性( (響應響應) )的幅值最大，即的幅值最大，即v而相頻特性而相頻特性( (響應響應) )的相位移為零，即的相位移為零，即v也就是說，當也就是說，當1/RC時時，輸出輸出電壓的幅值最大電壓的幅值最大(輸入電壓幅值一定，頻率輸入電壓幅值一定，頻率可調(diào)時可調(diào)時)，且輸出電壓是輸入電壓的且輸出電壓是輸入電壓的1/3。).(62931 MAXVF).(7290 f 2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路21v同時輸出電壓與輸入電壓同相位。同時輸出電壓與輸入電壓同相位。v根據(jù)式根據(jù)式

10、(9.2.3)、(9.2.4)可畫出串并聯(lián)選可畫出串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡的頻率特性，如圖頻網(wǎng)絡的頻率特性，如圖(9.2.2)(9.2.2)所示。所示。v圖圖(a)(a)為幅頻特性；為幅頻特性；v圖圖(b)(b)為相頻特性。為相頻特性。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路222022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路232022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路24v3.振蕩的建立與穩(wěn)定振蕩的建立與穩(wěn)定v(1)(1)振蕩的可能由圖振蕩的可能由圖(9.2.1)可知，可知，在在1/ /RC時，經(jīng)選頻網(wǎng)絡傳輸時，經(jīng)選頻網(wǎng)絡傳輸?shù)竭\放同相端的電壓到運放同相端的電壓 同相，即同相，即有。這樣放大電有。這樣放大電路和由路和由Z

11、1、Z2組成的反饋網(wǎng)絡剛好形成組成的反饋網(wǎng)絡剛好形成正反饋系統(tǒng)，滿足式正反饋系統(tǒng)，滿足式(9.1.3)的相位平衡的相位平衡條件，因而有可能產(chǎn)生振蕩。條件，因而有可能產(chǎn)生振蕩。ofVV 與與 nfaf20 和和2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路25v(2)振蕩的建立振蕩的建立v由于電路存在噪聲以及電源接通瞬間的由于電路存在噪聲以及電源接通瞬間的擾動擾動(頻譜很廣頻譜很廣)，都包含有，都包含有01/RC這一頻率成分。這一微弱的信號，這一頻率成分。這一微弱的信號，經(jīng)過放大、正反饋經(jīng)過放大、正反饋(選頻選頻)、再放大等過、再放大等過程之后，輸出幅度逐漸增大。程之后，輸出幅度逐漸增大。2022-3-1

12、6第9章信號產(chǎn)生電路26v(3)振蕩的穩(wěn)定利用電路中非線性元振蕩的穩(wěn)定利用電路中非線性元件的非線性，可以使振蕩幅度自動的穩(wěn)件的非線性，可以使振蕩幅度自動的穩(wěn)定向來。由于振蕩幅度的增強，將使晶定向來。由于振蕩幅度的增強，將使晶體管工作在非線性區(qū)時，放大電路的放體管工作在非線性區(qū)時，放大電路的放大倍數(shù)將會下降，最終達到大倍數(shù)將會下降，最終達到AF1 1，從，從而可得到幅度穩(wěn)定的正弦振蕩。而可得到幅度穩(wěn)定的正弦振蕩。v另外，也可以在振蕩電路中加入負反饋另外，也可以在振蕩電路中加入負反饋網(wǎng)絡來達到穩(wěn)幅的目的。網(wǎng)絡來達到穩(wěn)幅的目的。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路27v4.振蕩頻率與振蕩波形振蕩頻率

13、與振蕩波形v由前所述可知，由前所述可知，f1/(2RC)。適當調(diào)整適當調(diào)整負反饋的強弱，使負反饋的強弱，使AV的值略大于的值略大于3時，時，其輸出波形即為正弦波，如其輸出波形即為正弦波，如AV的遠略大的遠略大于于3，由于振幅的增大，致使放大器件，由于振幅的增大，致使放大器件工作在非線性區(qū)，輸出波形將產(chǎn)生嚴重工作在非線性區(qū)，輸出波形將產(chǎn)生嚴重的非線性失真，即輸出波形不為正弦波的非線性失真，即輸出波形不為正弦波而可能是矩形波。而可能是矩形波。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路28v5.穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅措施v(1)非線性元件的穩(wěn)幅為了進一步改非線性元件的穩(wěn)幅為了進一步改善輸出電壓幅度的穩(wěn)定，可以在放大

14、電善輸出電壓幅度的穩(wěn)定，可以在放大電路的負反饋網(wǎng)絡中把路的負反饋網(wǎng)絡中把Rf用一負溫度系數(shù)用一負溫度系數(shù)的熱敏電阻的熱敏電阻(溫度升高，阻值減小溫度升高，阻值減小)來代來代替，其穩(wěn)幅過程如下：替，其穩(wěn)幅過程如下： 當當Vo If 負反饋負反饋 AV Vo v輸出電壓輸出電壓Vo基本恒定不變?；竞愣ú蛔?。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路29v(2)利用利用JFET的穩(wěn)幅利用的穩(wěn)幅利用JFET工作工作在可變電阻區(qū)進行穩(wěn)幅。在可變電阻區(qū)進行穩(wěn)幅。v由第四章的討論可知，當由第四章的討論可知，當JFET的的vDS較較小時，它的小時，它的RDS可通過可通過vGS來改變，因此，來改變，因此，可利用可利

15、用JFET進行穩(wěn)幅，圖進行穩(wěn)幅，圖(9.2.3)(下頁下頁)為為一這樣的振蕩電路。一這樣的振蕩電路。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路302022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路31v圖中負反饋網(wǎng)絡圖中負反饋網(wǎng)絡Rp3、R3和和JFET的漏源的漏源電阻電阻RDS組成。正常工作時，輸出電壓組成。正常工作時，輸出電壓經(jīng)二極管經(jīng)二極管D整流和整流和R4、C3濾波后，通過濾波后，通過R5、Rp4為為JFET的柵極提供控制電壓。的柵極提供控制電壓。當幅值增大時，當幅值增大時，vGS變負，變負，RDS將自動加將自動加大，以加強負反饋，反之亦然。從而達大，以加強負反饋，反之亦然。從而達到了自動穩(wěn)幅的目的。到了

16、自動穩(wěn)幅的目的。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路32v電路調(diào)整：調(diào)整電路調(diào)整：調(diào)整Rp3、Rp4可使失真最小，可使失真最小，該電路的振蕩頻率為該電路的振蕩頻率為2020kHz，輸出，輸出電壓約為電壓約為1V。v例例 9.2.1 ( (自學自學) )。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路339.3LCLC正弦振蕩電路正弦振蕩電路vLC振蕩電路主要用來產(chǎn)生高頻正弦信號，振蕩電路主要用來產(chǎn)生高頻正弦信號，一般振蕩頻率在一般振蕩頻率在1MHz以上，以上，LC和和RC振蕩電路的正弦振蕩原理基本相同，振蕩電路的正弦振蕩原理基本相同，主主要區(qū)別就是選頻網(wǎng)絡要區(qū)別就是選頻網(wǎng)絡的不同。的不同。2022-3-

17、16第9章信號產(chǎn)生電路342022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路35v9.3.1LC選頻放大電路選頻放大電路v1.并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路v如圖如圖(9.3.1)所示，所示，LC并聯(lián)諧振回路的等并聯(lián)諧振回路的等效阻抗為：效阻抗為：).()(/239CLjRCLZ 2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路36v并聯(lián)諧振回路的特點：并聯(lián)諧振回路的特點：v(1)(1)回路的諧振頻率為回路的諧振頻率為 v(2)(2)諧振時，回路的等效電阻為純電阻諧振時，回路的等效電阻為純電阻性質(zhì)，其值最大，即性質(zhì)，其值最大，即).(33921100或或LCfLC ).(439000CQLQRCLZ 2022-3-16第9章

18、信號產(chǎn)生電路37v式中式中vQ0L /R1/0RC(1/R) ，稱為回，稱為回路品質(zhì)因數(shù)，一般在幾十幾百范圍內(nèi)。路品質(zhì)因數(shù)，一般在幾十幾百范圍內(nèi)。v(3)輸入電流輸入電流Is和回路電流和回路電流IL或或IC的關(guān)系的關(guān)系v諧振時諧振時CL/).(539000sosooQICVICQIZIVc 2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路38v通常通常Q1，所以，所以，ICILIs.可見，諧可見，諧振時，振時，LC并聯(lián)諧振回路的回路電流并聯(lián)諧振回路的回路電流IC 或或IL比輸入電流比輸入電流Is大的多，即大的多，即Is的影響可以的影響可以忽略。此結(jié)論對于分析忽略。此結(jié)論對于分析LC正弦波振蕩電正弦波振蕩電

19、路的相位關(guān)系十分有用。路的相位關(guān)系十分有用。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路39v(4)回路的頻率特性回路的頻率特性v根據(jù)式根據(jù)式(9.3.2)即式即式(9.3.6)、(9.3.7)(推導推導略略)，可得阻抗的模和相角為，可得阻抗的模和相角為v由式由式(9.3.8)、(9.3.9)可繪出可繪出LC并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振回路的特性曲線如圖回路的特性曲線如圖(9.3.2)所示。所示。).().()(9392839210200 QQZZ tg arc2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路402022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路41v結(jié)論：結(jié)論：v(1)當外加信號角頻率當外加信號角頻率(即即2 /0)時，

20、電路產(chǎn)生并聯(lián)諧振，此時，時，電路產(chǎn)生并聯(lián)諧振，此時，回路等效阻抗達到最大值回路等效阻抗達到最大值Z0L/RC。當。當角頻率角頻率偏離偏離時，時，Z 將減小，而頻偏將減小，而頻偏愈大，愈大， Z 愈小。愈小。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路42v(2) (2) 當當時時, ,相對失諧相對失諧(2(2/ /) )為正，為正，Z為電容性，為電容性，Z的相角為負值，的相角為負值，即回路輸出電壓即回路輸出電壓 滯后于信號電流滯后于信號電流 。反。反之，當之，當時，相對失諧時，相對失諧(2 (2 / /) )為負，為負，Z為電感性，為電感性，Z的相角為正值，的相角為正值，即回路輸出電壓即回路輸出電壓

21、超前于信號電流超前于信號電流 。 2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路43v(3)諧振曲線于回路的諧振曲線于回路的Q值有密切的關(guān)值有密切的關(guān)系，系，Q值愈大，諧振曲線愈尖銳，相角值愈大，諧振曲線愈尖銳，相角變化愈快，在變化愈快，在附近附近 Z 值和值和 值變值變化更為急劇?；鼮榧眲?。 2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路44v2.選頻放大電路選頻放大電路v如圖如圖(9.3.3)所示，為一有一個選頻回路所示，為一有一個選頻回路組成的選頻放大電路組成的選頻放大電路(稱為單調(diào)諧放大電稱為單調(diào)諧放大電路路)，電感，電感L與電源采用部分接入法，主與電源采用部分接入法，主要是為了實現(xiàn)阻抗匹配。該選頻放大

22、電要是為了實現(xiàn)阻抗匹配。該選頻放大電路的幅頻特性與圖路的幅頻特性與圖(9.3.2a)相似。相似。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路452022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路462022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路479.3.2變壓器反饋式變壓器反饋式LC振蕩電路振蕩電路v如圖如圖(9.3.6)所示，為一變壓器反饋式所示，為一變壓器反饋式LC振蕩電路。先分析其是否能產(chǎn)生振蕩，振蕩電路。先分析其是否能產(chǎn)生振蕩，從兩方面分析：一是分析該電路能否起從兩方面分析：一是分析該電路能否起振，二是分析其振蕩頻率。振，二是分析其振蕩頻率。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)492022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路482022-3-16第9章信

23、號產(chǎn)生電路49v分析該電路能否起振應從兩方面分析：分析該電路能否起振應從兩方面分析：一是分析放大電路是否具有放大能力一是分析放大電路是否具有放大能力( (起振的前提條件起振的前提條件) )；v二是分析相位平衡條件。二是分析相位平衡條件。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路50v1.1.電路能否產(chǎn)生振蕩的分析電路能否產(chǎn)生振蕩的分析v由圖由圖9.3.6可知該電路晶體管的可知該電路晶體管的發(fā)射結(jié)正發(fā)射結(jié)正偏偏，集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏，所以該電路，所以該電路具有放大具有放大能力能力；另外由圖中的瞬時極性法分析可；另外由圖中的瞬時極性法分析可知，該電路知，該電路滿足相位平衡條件滿足相位平衡條件，所以該，所

24、以該電路能產(chǎn)生正弦波振蕩。電路能產(chǎn)生正弦波振蕩。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)522022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路512022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路52v2.2.振蕩頻率的計算振蕩頻率的計算v變壓器振蕩電路振蕩頻率的計算主要是變壓器振蕩電路振蕩頻率的計算主要是通過選頻網(wǎng)絡來進行計算的。一般可通通過選頻網(wǎng)絡來進行計算的。一般可通過下式計算：過下式計算：v振蕩的建立過程可參閱圖振蕩的建立過程可參閱圖(9.3.5)(9.3.5)。LCfLC 210或或 2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路53v9.3.39.3.3三點式三點式LC振蕩電路振蕩電路v三點式振蕩電路可分為電感三點式振蕩三點式振蕩電路可分為電感三點式振蕩

25、電路和電容三點式振蕩電路。電路和電容三點式振蕩電路。v1.1.三點式振蕩電路的組成原則三點式振蕩電路的組成原則v如圖如圖(9.3.7)(9.3.7)所示，為電抗所示，為電抗元件元件( (L或或C) )，電路諧振時，電路諧振時，其等效阻抗其等效阻抗為純電阻性，即為純電阻性，即321XXX 、0321 XXX2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路542022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路55v由于共由于共e放大電路的反相，即放大電路的反相，即v，為了滿足振蕩的相位，為了滿足振蕩的相位平衡條件平衡條件，要求，要求 必須等于必須等于，即反饋網(wǎng)絡必，即反饋網(wǎng)絡必須有須有180o的相移。設諧振回路諧振時的的相

26、移。設諧振回路諧振時的回路電流為回路電流為 ，則，則ioVV 與與 A nFA2 F I 1212XXIjXIjXVVF of2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路56v顯然，只有當顯然，只有當X1、X2為同號時，才等為同號時，才等于于，即，即X1、X2 只有電抗性質(zhì)相同時，只有電抗性質(zhì)相同時，才能滿足相位平衡條件，又因為才能滿足相位平衡條件，又因為X1+X2 +X 0，所以，所以X3與與X1、X2 的性質(zhì)必須的性質(zhì)必須相反。相反。v綜上所述：三點式振蕩電路的構(gòu)成原則綜上所述：三點式振蕩電路的構(gòu)成原則是：是：射同基射同基(集集)反反。F 2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路57v2.2.電感三點

27、式振蕩電路電感三點式振蕩電路( (哈特萊振蕩哈特萊振蕩電路電路) )v如圖如圖(9.3.7)所示，為一電感三點式振蕩所示，為一電感三點式振蕩電路，根據(jù)三點式振蕩電路的組成原則電路，根據(jù)三點式振蕩電路的組成原則可知，該電路能產(chǎn)生正弦振蕩。用瞬時可知，該電路能產(chǎn)生正弦振蕩。用瞬時極性法判斷，該電路也能產(chǎn)生正弦振蕩極性法判斷，該電路也能產(chǎn)生正弦振蕩該電路的振蕩頻率為：該電路的振蕩頻率為：).()(aLCCMLL1539121210 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)582022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路582022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路59v上式中，上式中，L=L1L22M，M為電感為電感L1、L2 的互感系數(shù)。的互感系

28、數(shù)。v電路特點：振蕩頻率高電路特點：振蕩頻率高(數(shù)百數(shù)百kHz數(shù)十數(shù)十MHz)，頻率調(diào)節(jié)方便；但輸出諧波分量大，頻率調(diào)節(jié)方便；但輸出諧波分量大，輸出波形不理想。輸出波形不理想。).()(b153921221210或或LCCMLLf 2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路60v3.電容三點式振蕩電路電容三點式振蕩電路( (科皮茲振蕩電路科皮茲振蕩電路) )v如圖如圖(9.3.8)所示，該電路滿足所示，該電路滿足“射同基射同基( (集集) )反的組成原則反的組成原則”，所以能產(chǎn)生正弦振蕩。用，所以能產(chǎn)生正弦振蕩。用瞬時極性法判斷，如圖瞬時極性法判斷，如圖(9.3.8)所示，該電路能所示，該電路能產(chǎn)生

29、正弦波振蕩。產(chǎn)生正弦波振蕩。v該電路的振蕩頻率為：該電路的振蕩頻率為：).().(ba1639211639100或或LCffLC 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)612022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路612022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路62v式中式中CC1C2 / (C1+C2 )。v電路特點：電路特點：v振蕩頻率高振蕩頻率高(數(shù)百數(shù)百kHz100MHz以上以上)，輸出波形好；但頻率調(diào)節(jié)范圍窄。輸出波形好；但頻率調(diào)節(jié)范圍窄。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路63v9.3.4石英晶體振蕩電路石英晶體振蕩電路v1.正弦波振蕩電路的頻率穩(wěn)定問題正弦波振蕩電路的頻率穩(wěn)定問題v由于由于LC諧振回路的參數(shù)諧振回路的參數(shù)(L、

30、C、R的值的值)對諧振頻率的影響較大，直接影響了振對諧振頻率的影響較大，直接影響了振蕩頻率的穩(wěn)定，在要求振蕩頻率穩(wěn)定度蕩頻率的穩(wěn)定，在要求振蕩頻率穩(wěn)定度較高的場合，往往采用石英晶體振蕩電較高的場合，往往采用石英晶體振蕩電路。路。2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路64v2.2.石英晶體的基本特性與等效電路石英晶體的基本特性與等效電路v石英晶體的結(jié)構(gòu)如圖石英晶體的結(jié)構(gòu)如圖9.3.9所示，它是所示，它是由一塊石英晶體薄片在對應的兩表面上由一塊石英晶體薄片在對應的兩表面上涂敷上銀層并裝上一對金屬板，再加上涂敷上銀層并裝上一對金屬板，再加上接觸電極和引線而構(gòu)成。接觸電極和引線而構(gòu)成。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)652022-

31、3-16第9章信號產(chǎn)生電路652022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路662022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路67v石英晶體的電路符號如圖石英晶體的電路符號如圖(9.3.10a)所示，所示，其等效電路如圖其等效電路如圖(9.3.10b)所示。其中所示。其中C0表示晶體靜態(tài)時的等效電容，表示晶體靜態(tài)時的等效電容，C和和L表示表示晶體振動時的等效電容和等效電感，晶體振動時的等效電容和等效電感，R表示石英晶體的等效損耗電阻。表示石英晶體的等效損耗電阻。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)682022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路682022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路69v按不同的方向切割晶體得到的晶體，具按不同的方向切割晶體得到的晶體，具有不同的有不同的“壓電壓電”特性。特性。v由于在石英晶體片兩端加上由于在石英晶體片兩端加上電場電場，晶片，晶片就會產(chǎn)生機械形變；如果在晶片上施加就會產(chǎn)生機械形變；如果在晶片上施加機械壓力，則在晶片相應的方向上就會機械壓力，則在晶片相應的方向上就會產(chǎn)生一定的電場，這種物理現(xiàn)象成為產(chǎn)生一定的電場，這種物理現(xiàn)象成為“壓電效應壓電效應”2022-3-16第9章信號產(chǎn)生電路70v圖圖(9.3.10)為石英晶體的等效電路與電抗為石英晶體的等效電路與電抗特性，由圖可知，石英晶體有兩個諧振特性，由圖可知，