第8章波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換1

1、模擬電子技術(shù)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院第8章 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換(8學(xué)時(shí))l8.1 正弦波振蕩電路8.1.1 概述8.1.2 RC正弦波振蕩電路8.1.3 LC正弦波振蕩電路8.1.4 石英晶體正弦波振蕩電路8.1.1 產(chǎn)生正弦波振蕩的條件(1)l 正弦波振蕩電路：無(wú)外加信號(hào)，輸出一定頻率一定幅值的信號(hào)l 與負(fù)反饋放大電路振蕩的不同之處在正弦波振蕩電路中引入的是正反饋，且振蕩頻率可控在電擾動(dòng)下，對(duì)于某一特定頻率f0的信號(hào)形成正反饋由于半導(dǎo)體器件的非線性特性及供電電源的限制，最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，穩(wěn)定在一定的幅值oioXXX8.1.1 產(chǎn)生正弦波振蕩的條件(2)l 一旦產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩，電路的輸出量自行

2、維持l 起振條件：l 要產(chǎn)生正弦波振蕩，必須有滿足相位條件的f0，且在合閘通電時(shí)對(duì)于f=f0的信號(hào)有從小到大直至穩(wěn)幅的過(guò)程，即滿足起振條件211FAnFAFAooXFAX1FA幅值平衡條件相位平衡條件8.1.1 產(chǎn)生正弦波振蕩的條件(3)1FA電路如何從起振到穩(wěn)幅？oX)(ifXXooXFAAFAF穩(wěn)定的振幅非線性環(huán)節(jié)的必要性！8.1.1 正弦波振蕩電路的組成及判斷方法l 基本組成部分放大電路：放大作用正反饋網(wǎng)絡(luò)：滿足相位條件選頻網(wǎng)絡(luò)：確定f0，保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩非線性環(huán)節(jié)(穩(wěn)幅環(huán)節(jié))：穩(wěn)幅l 判斷方法是否存在主要組成部分放大電路能否正常工作，是否有合適的Q點(diǎn)，信號(hào)是否可能正常傳遞，沒(méi)有被

3、短路或斷路是否滿足相位條件是否存在f0，是否可能振蕩是否滿足幅值條件，即是否一定振蕩常合二為一8.1.1 相位條件的判斷方法l在多數(shù)正弦波振蕩電路中，輸出量、凈輸入量和反饋量均為電壓量斷開反饋，在斷開處給放大電路加ff0的信號(hào)Ui，且規(guī)定其極性根據(jù)：Ui的極性Uo的極性Uf的極性若Uf與Ui極性相同，則電路可能產(chǎn)生自激振蕩；否則電路不可能產(chǎn)生自激振蕩 iU極性？瞬時(shí)極性法8.1.1 正弦波振蕩電路的分類l常用選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件分類RC正弦波振蕩電路：幾百千赫以下LC正弦波振蕩電路：幾百千赫幾百兆赫石英晶體正弦波振蕩電路：振蕩頻率穩(wěn)定8.1.2 RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)(1)低頻段高頻段900 0Ff，

4、Uf900 Ff，UfUo.Uf.I.Uo.Uf.I.在頻率從0中必有一個(gè)頻率f0，使F08.1.2 RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)(2)l 頻率響應(yīng)CRCRCRUUF j1 j1 j1of ) 1 ( j31RCRCF當(dāng)f=f0時(shí)，不但=0，且 最大，為1/3F)( j31 21000ffffFRCf，則令8.1.2 RC橋式正弦波振蕩電路l 應(yīng)為RC串并聯(lián)網(wǎng)路配一個(gè)電壓放大倍數(shù)略大于3、輸入電阻趨于無(wú)窮大、輸出電阻趨于0的放大電路1)是否可用共射放大電路？2)是否可用共集放大電路？3)是否可用共基放大電路？4)是否可用兩級(jí)共射放大電路？不符合相位條件不符合幅值條件輸入電阻小、輸出電阻大，影響f0可引入

5、電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使電壓放大倍數(shù)大于3，且Ri大、Ro小，對(duì)f0影響小8.1.2 RC橋式正弦波振蕩電路l 用同相比例運(yùn)算電路作放大電路因同相比例運(yùn)算電路有非常好的線性度，故R1或Rf可用熱敏電阻，或加二極管作為非線性環(huán)節(jié)文氏橋振蕩器的特點(diǎn)？1f2RR 文氏橋振蕩器以RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)、并引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成橋路，一對(duì)頂點(diǎn)作為輸出電壓，一對(duì)頂點(diǎn)作為放大電路的凈輸入電壓，就構(gòu)成文氏橋振蕩器8.1.2 振蕩頻率可調(diào)的RC橋式正弦波振蕩電路l 改變電容以粗調(diào)l 改變電位器滑動(dòng)端以微調(diào)l 加穩(wěn)壓管可以限制輸出電壓的峰-峰值同軸電位器思考題1l 合理連接電路，組成文氏橋振蕩電

6、路思考題2l RC移項(xiàng)式電路 RC移相電路有幾級(jí)才可能產(chǎn)生正弦波振蕩？ 若R和C互換呢？l RC雙T選頻網(wǎng)絡(luò) 選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)判斷圖示電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩嗎？iU正反饋網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)8.1.3 LC諧振回路的頻率特性(1)l 理想LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在諧振時(shí)呈純阻性，且阻抗無(wú)窮大諧振頻率為l 在損耗較小時(shí)，品質(zhì)因數(shù)為諧振頻率為l 在ff0時(shí)，電容和電感中電流各約為多少？網(wǎng)絡(luò)的電阻為多少？損耗1LQRCLCf 210 012 fLC8.1.3 LC諧振回路的頻率特性(2)l 當(dāng)f=f0時(shí)，電壓放大倍數(shù)的數(shù)值最大，且附加相移為0l 構(gòu)成正弦波振蕩電路最簡(jiǎn)單的做法是通過(guò)變壓器引入反饋附加相移

7、放大電路放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)UouA共射電路A=-8.1.3 變壓器反饋式振蕩電路l 分析電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩的步驟是否存在四個(gè)組成部分放大電路是否能正常工作是否滿足相位條件必須有合適的同名端！是否可能滿足幅值條件C1是必要的嗎？l 特點(diǎn)易振，波形較好耦合不緊密，損耗大，頻率穩(wěn)定性不高l 為使N1、N2耦合緊密，將它們合二為一，組成電感反饋式電路)(0iffUfU為什么用分立元件放大電路8.1.3 電感反饋式振蕩電路(1)l 反饋電壓取自哪個(gè)線圈？l 反饋電壓的極性？l 電路特點(diǎn)電感的三個(gè)抽頭分別接晶體管的三個(gè)極，故稱之為電感三點(diǎn)式電路)(0iffUfU必要嗎？8.1.3 電感反饋式

8、振蕩電路(2)l 特點(diǎn) 耦合緊密，易振，振幅大 C用可調(diào)電容可獲得較寬范圍的振蕩頻率 波形較差，常含有高次諧波l 由于電感對(duì)高頻信號(hào)呈現(xiàn)較大的電抗，故波形中含高次諧波，為使振蕩波形好，采用電容反饋式電路1 AFNAF因?yàn)榉糯箅娐返妮斎腚娮杈褪撬陨淼呢?fù)載，故 與具有相關(guān)性；若增大，則增大，減小。8.1.3 電容反饋式振蕩電路l 若要振蕩頻率高，則L、C1、C2的取值就要小。當(dāng)電容減小到一定程度時(shí)，晶體管的極間電容將并聯(lián)在C1和C2上，影響振蕩頻率l 特點(diǎn)：波形好，振蕩頻率調(diào)整范圍小，適于頻率固定的場(chǎng)合iU)(2121210CCCCLfLCfCCCC21 021，則且若C與放大電路參數(shù)無(wú)關(guān)作用？電容三點(diǎn)式fU8.1.4 石英晶體的特點(diǎn)l SiO2結(jié)晶體按一定方向切割的晶片壓電效應(yīng)和壓電振蕩：機(jī)械變形和電場(chǎng)的關(guān)系l 固有頻率只決定于其幾何尺寸，故非常穩(wěn)定一般LC選頻網(wǎng)絡(luò)的Q為幾百，石英晶體的Q可達(dá)104106；前者f/f為105，后者可達(dá)10101011容性感性阻性0sp12CCffLC因，故8.1.4 石英晶體正弦波振蕩電路l 并聯(lián)型電路 石英晶體工作在哪個(gè)區(qū)？ 是哪種典型的正弦波振蕩電路？l 串聯(lián)型電路 石英晶體工作在哪個(gè)區(qū)？ 兩級(jí)放大電路分別為哪種基本接法？ C1的作用？思考題3l 改錯(cuò)，使電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩同名端對(duì)嗎？放大電路能放大嗎？各電容的作用？思考題4l