第九章 信號產生電路

1、第九章信號產生電路信號產生電路基本要求基本要求 熟練掌握產生正弦波振蕩的條件，熟練掌握產生正弦波振蕩的條件，RCRC正弦波發(fā)生電路，正確理解正弦波發(fā)生電路，正確理解LCLC正弦正弦波發(fā)生電路。波發(fā)生電路。 9.1 正弦波振蕩電路的振蕩條件正弦波振蕩電路的振蕩條件 9.2 RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路 9.3 LC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路*9.4 非正弦信號產生電路非正弦信號產生電路*9.5 集成函數(shù)發(fā)生器集成函數(shù)發(fā)生器8038簡介簡介9.1 正弦波振蕩電路的振蕩條件正弦波振蕩電路的振蕩條件1. 振蕩條件振蕩條件2. 選頻和穩(wěn)幅選頻和穩(wěn)幅3. 振蕩電路基本組成部分振蕩電路基本組成部分4.

2、 判斷電路能否起振判斷電路能否起振9.1 正弦波振蕩電路的振蕩條件正弦波振蕩電路的振蕩條件振蕩電路：不用外加信號控制能自動將直流電能振蕩電路：不用外加信號控制能自動將直流電能轉換為有一定頻率、一定幅度的交變電能，稱自轉換為有一定頻率、一定幅度的交變電能，稱自激振蕩電路或簡稱振蕩電路。激振蕩電路或簡稱振蕩電路。分類：分類：正弦波振蕩器：波形接近于理想的正弦波，又叫簡正弦波振蕩器：波形接近于理想的正弦波，又叫簡諧振蕩器。諧振蕩器。張馳振蕩器：產生脈沖信號。張馳振蕩器：產生脈沖信號。 正反饋放大電正反饋放大電路如圖示。（注意路如圖示。（注意與負反饋方框圖的與負反饋方框圖的差別）差別）1. 振蕩條件振

3、蕩條件fiaXXX 有有fafa AFFAFA0iXafXX1ofaoafFAXXXXXX即：即：1FA正反饋振蕩的條件正反饋振蕩的條件faFFAA設：則：則：=11. 振蕩條件振蕩條件即：即：1 AFFA振幅平衡條件振幅平衡條件 2102fa、nn相位平衡條件相位平衡條件2. 選頻和穩(wěn)幅選頻和穩(wěn)幅選頻網絡可以設置在放大電路選頻網絡可以設置在放大電路A中，也中，也可設置在反饋網絡可設置在反饋網絡F中，它可以用中，它可以用R、C元件組成，也可用元件組成，也可用L、C元件組成。元件組成。 RCRC振蕩電路：用振蕩電路：用R R、C C元件組成選頻網絡的振蕩電路稱為元件組成選頻網絡的振蕩電路稱為RC

4、RC振蕩電振蕩電 路，一般用來產生路，一般用來產生1 1H HZ Z1MH1MHZ Z范圍內的低頻信號；范圍內的低頻信號； LCLC振蕩電路：用振蕩電路：用L L、C C元件組成選頻網絡的振蕩電路稱為元件組成選頻網絡的振蕩電路稱為LCLC振蕩電振蕩電 路，一般用來產生路，一般用來產生1 1MHMHZ Z以上的高頻信號。以上的高頻信號。只能維持振蕩不能自行起振。只能維持振蕩不能自行起振。 1 FA1FA自行起振自行起振的條件：的條件：FA12. 選頻和穩(wěn)幅選頻和穩(wěn)幅電路器件內部噪聲電路器件內部噪聲當輸出信號幅值增加到一定程度時，就要限制它繼續(xù)增加，當輸出信號幅值增加到一定程度時，就要限制它繼續(xù)增

5、加，否則波形將出現(xiàn)失真。否則波形將出現(xiàn)失真。噪聲中，滿足相位平衡條件的某一頻率噪聲中，滿足相位平衡條件的某一頻率 0的噪聲信號被放的噪聲信號被放大，成為振蕩電路的輸出信號。大，成為振蕩電路的輸出信號。穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的作用：自動調節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的作用：自動調節(jié) 的大小，使的大小，使 隨振幅隨振幅而而，當，當 =1=1時，振蕩穩(wěn)定，處于等幅狀態(tài)。時，振蕩穩(wěn)定，處于等幅狀態(tài)。FAFAFA =1=1等幅振蕩等幅振蕩 11減幅振蕩減幅振蕩 1 1增幅振蕩增幅振蕩 FAFAFA4放大電路（包括負反饋放大電路）放大電路（包括負反饋放大電路）3. 基本組成部分基本組成部分4反饋網絡（構成正反饋的）反饋網絡（構成正反饋的

6、）4選頻網絡（選擇滿足相位平衡條件的一個頻率。經常與反饋選頻網絡（選擇滿足相位平衡條件的一個頻率。經常與反饋 網絡合二為一。）網絡合二為一。）4穩(wěn)幅環(huán)節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)4. 判斷電路能否起振判斷電路能否起振end1 1）檢查電路組成部分）檢查電路組成部分2 2）檢查放大電路靜態(tài)工作點是否正常）檢查放大電路靜態(tài)工作點是否正常3 3）分析是否滿足自激振蕩條件）分析是否滿足自激振蕩條件 判斷相位平衡方法：判斷相位平衡方法： 斷開反饋信號至放大電路的輸入端點斷開反饋信號至放大電路的輸入端點b b點，并把點，并把放大電路的輸入阻抗作為反饋網絡的負載。在放大電放大電路的輸入阻抗作為反饋網絡的負載。在放大電路斷開點

7、加信號路斷開點加信號V Vi i，經放大電路和反饋網絡得反饋電，經放大電路和反饋網絡得反饋電壓壓V Vf f，分析，分析V Vi i與與V Vf f的相位關系，若在某一特定頻率的相位關系，若在某一特定頻率f=ff=f0 0時，相位差為時，相位差為2 2nn（n=0n=0，1 1，2 2，）則電路滿足）則電路滿足相位平衡條件。相位平衡條件。9.2 RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路1. 電路組成電路組成2. RC串并聯(lián)選頻網絡的選頻特性串并聯(lián)選頻網絡的選頻特性3. 振蕩電路工作原理振蕩電路工作原理4. 穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅措施1. 電路組成電路組成反饋網絡兼做選頻網絡反饋網絡兼做選頻網絡反饋系數(shù)反饋系數(shù)2

8、. RC串并聯(lián)選頻網絡的選頻特性串并聯(lián)選頻網絡的選頻特性)()()(ofsVsVsFV 幅頻響應幅頻響應又又212ZZZ 2)(31sCRsCRsCR j s且令且令RC10 則則)( j3100 VF2002)(31 VF相頻響應相頻響應3)(arctg00f 2. RC串并聯(lián)選頻網絡的選頻特性串并聯(lián)選頻網絡的選頻特性當當2002)(31 VF幅頻響應有最大值幅頻響應有最大值3)(arctg00f RCffRC 21 100 或或31max VF相頻響應相頻響應0f =0時，時，F(xiàn)V=1/3，f=0 2. RC串并聯(lián)選頻網絡的選頻特性串并聯(lián)選頻網絡的選頻特性 ff ffff0 0，相位都不為

9、，相位都不為0 0 1 1振蕩頻率振蕩頻率 f f0 0= = 2RC 2RC起振條件起振條件1 FA3,31maxAF采用非線性元件采用非線性元件4. 穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅措施4熱敏元件熱敏元件熱敏電阻熱敏電阻起振時，起振時，311f RRAV即即1 VVFA熱敏電阻的作用熱敏電阻的作用 oV 功功耗耗 fR 溫溫度度 fR 阻阻值值 fR3 VA1 VVFA穩(wěn)幅穩(wěn)幅 VAofofffoVRVAVRIVVfI即：即：9.3 LC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路9.3.1 LC并聯(lián)諧振回路選頻特性并聯(lián)諧振回路選頻特性9.3.2 變壓器反饋式變壓器反饋式LC振蕩電路振蕩電路9.3.3 三點式三點式LC振蕩電

10、路振蕩電路9.3.4 石英晶體石英晶體振蕩電路振蕩電路9.3.2 變壓器反饋式變壓器反饋式LC振蕩電路振蕩電路（定性分析）（定性分析）1.1.電路的組成電路的組成2. 工作過程工作過程 1 1）電源合閘）電源合閘電磁振蕩電磁振蕩L L與與L Lf f耦合到耦合到T T入端。入端。2 2）回路振蕩電流）回路振蕩電流ii交變磁通交變磁通經經L Lf f感應出感應出V Vf fiib biic c V Vf fiib biic cii 振蕩振幅不斷增長振蕩振幅不斷增長3 3）受晶體管非線性限制）受晶體管非線性限制輸出等幅振輸出等幅振蕩蕩 LCf21o4）變壓器線圈）變壓器線圈L與與Lf的極性應接對，否則不是正反饋。的極性應接對，否則不是正反饋。 5）振蕩頻率）振蕩頻率 3. LC回路的選頻作用回路的選頻作用 4. 判斷起振判斷起振 Lf仍然由仍然由LC并聯(lián)諧振電路構成選頻網絡并聯(lián)諧振電路構成選頻網絡A. 若中間點交流接地，則首端與尾端若中間點交流接地，則首端與尾端 相位相反。相位相反。9.3.3 三點式三點式LC振蕩電路振蕩電路1. 三點式三點式LC并聯(lián)電路并聯(lián)電路C1C2首端首端尾端尾端中間端中間端L電容三點式電容三點式C首端首端尾端尾端中間端中間端L1L2電感三點式電感三點式 中間端的瞬時電位一定在首、尾端電中間