第九章信號產(chǎn)生電路

7.1正弦波振蕩電路的振蕩條件7.2RC正弦波振蕩電路7.3LC正弦波振蕩電路*7.4非正弦波振蕩電路*7.5集成函數(shù)發(fā)生器8038簡介第七章信號產(chǎn)生電路7.1

正弦波振蕩電路的振蕩條件1.

振蕩平衡條件2.

起振和穩(wěn)幅3.

振蕩電路基本組成部分基本放大電路Ao反饋電路FdXoXfX基本放大電路Ao反饋電路FiX++dXoXfX7.1

正弦波振蕩電路的振蕩條件1.

平衡條件如果：,ifXX=則去掉,iX仍有信號輸出。反饋信號代替了放大電路的輸入信號。7.1

正弦波振蕩電路的振蕩條件基本放大電路Ao反饋電路FdXoXfXfdofdooXXXFXXAX====FAoXoFAo=1自激振蕩的條件所以，自激振蕩條件也可以寫成：相位條件意味著振蕩電路必須是正反饋；振幅條件可以通過調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)達(dá)到。因?yàn)椋?0自激振蕩的條件：1)()(=wwFA007.1

正弦波振蕩電路的振蕩條件（1）振幅條件：（2）振幅條件：起振條件2.

起振和穩(wěn)幅

#振蕩電路是單口網(wǎng)絡(luò)，無須輸入信號就能起振，起振的信號源來自何處？電路器件內(nèi)部噪聲

當(dāng)輸出信號幅值增加到一定程度時，就要限制它繼續(xù)增加，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0的噪聲信號被放大，成為振蕩電路的輸出信號。

穩(wěn)幅的作用就是，當(dāng)輸出信號幅值增加到一定程度時，使振幅平衡條件從回到7.1

正弦波振蕩電路的振蕩條件放大電路（包括負(fù)反饋放大電路）3.

基本組成部分反饋網(wǎng)絡(luò)（構(gòu)成正反饋的）選頻網(wǎng)絡(luò)（選擇滿足相位平衡條件的一個頻率。經(jīng)常與反饋網(wǎng)絡(luò)合二為一。）穩(wěn)幅環(huán)節(jié)7.1

正弦波振蕩電路的振蕩條件7.2

RC正弦波振蕩電路1.

電路組成2.

RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性3.

振蕩電路工作原理4.

穩(wěn)幅措施1.

電路組成7.2

RC正弦波振蕩電路7.2

RC正弦波振蕩電路反饋系數(shù)2.

RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性幅頻響應(yīng)又則相頻響應(yīng)7.2

RC正弦波振蕩電路當(dāng)幅頻響應(yīng)有最大值相頻響應(yīng)f+90–90ff03.

振蕩電路工作原理此時若放大電路的電壓增益為

用瞬時極性法判斷可知，電路滿足相位平衡條件則振蕩電路滿足振幅平衡條件當(dāng)時，電路可以輸出頻率為的正弦波RC正弦波振蕩電路一般用于產(chǎn)生頻率低于1MHz的正弦波7.2

RC正弦波振蕩電路采用非線性元件4.

穩(wěn)幅措施熱敏元件熱敏電阻起振時，即熱敏電阻的作用穩(wěn)幅7.2

RC正弦波振蕩電路采用非線性元件4.

穩(wěn)幅措施場效應(yīng)管（JFET）穩(wěn)幅原理穩(wěn)幅整流濾波T壓控電阻7.2

RC正弦波振蕩電路采用非線性元件4.

穩(wěn)幅措施二極管7.2

RC正弦波振蕩電路7.3

LC正弦波振蕩電路9.3.1

LC并聯(lián)諧振回路選頻特性9.3.2

變壓器反饋式LC振蕩電路9.3.3

三點(diǎn)式LC振蕩電路9.3.4

石英晶體振蕩電路1.等效阻抗7.3.1

LC并聯(lián)諧振回路選頻特性一般有則當(dāng)時，電路諧振。為諧振頻率諧振時阻抗最大，且為純阻性其中為品質(zhì)因數(shù)同時有即7.3

LC正弦波振蕩電路2.頻率響應(yīng)7.3

LC正弦波振蕩電路仍由LC并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)A.若中間點(diǎn)交流接地，則首端與尾端相位相反。7.3.3

三點(diǎn)式LC振蕩電路1.三點(diǎn)式LC并聯(lián)電路電容三點(diǎn)式電感三點(diǎn)式

中端的瞬時電位一定在首、尾端電位之間。三點(diǎn)的相位關(guān)系B.若首端或尾端交流接地，則其他兩端相位相同。7.3

LC正弦波振蕩電路2.電感三點(diǎn)式電路7.3

LC正弦波振蕩電路

滿足相位條件。振蕩頻率:三極管共射放大器三點(diǎn)的相位關(guān)系3.電容三點(diǎn)式電路振蕩頻率：7.3

LC正弦波振蕩電路

滿足相位條件。三極管共射放大器三點(diǎn)的相位關(guān)系7.3.4

石英晶體振蕩電路結(jié)構(gòu)極板間加電場極板間加機(jī)械力晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場壓電效應(yīng)交變電壓機(jī)械振動交變電壓機(jī)械振動的固有頻率與晶片尺寸有關(guān)，穩(wěn)定性高當(dāng)交變電壓頻率=固有頻率時，振幅最大。壓電諧振7.3

LC正弦波振蕩電路石英晶體振蕩電路等效電路7.3

LC正弦波振蕩電路7.4非正弦信號產(chǎn)生電路9.4.1

比較器9.4.3

鋸齒波產(chǎn)生電路9.4.2

方波產(chǎn)生電路單門限電壓比較器遲滯比較器7.4.1

比較器7.4非正弦信號產(chǎn)生電路

將一個模擬電壓信號與一參考電壓相比較，輸出一定的高低電平。運(yùn)放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出高低電平功能：特性：運(yùn)放工作在非線性區(qū)的條件：電路中開環(huán)工作或引入正反饋！7.4.1

比較器7.4非正弦信號產(chǎn)生電路運(yùn)放工作在非線性區(qū)的條件：電路中開環(huán)工作或引入正反饋！

運(yùn)放工作在非線性狀態(tài)的分析方法：若U+＞U-

則UO=+UOM；若U+＜U-

則UO=-UOM。

注意：此時不能用虛短！1.單門限電壓比較器電壓傳輸特性7.4.1

比較器特點(diǎn)：虛短和虛斷不成立運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)當(dāng)ui>UR時,uo=+Uom當(dāng)ui<UR時,uo=-Uom7.4非正弦信號產(chǎn)生電路

輸入為正負(fù)對稱的正弦波時，輸出波形如圖所示。7.4非正弦信號產(chǎn)生電路過零比較器

輸入為正負(fù)對稱的正弦波時，輸出為方波。電壓傳輸特性7.4非正弦信號產(chǎn)生電路遲滯比較器特點(diǎn):電路中使用正反饋,運(yùn)放處于非線性狀態(tài)uoui0UT+UT－傳輸特性+UZ-UZ7.4非正弦信號產(chǎn)生電路uIRR18UREFR2R3UZPuO遲滯比較器uoui0UT-UT+傳輸特性+UZ-UZ設(shè)ui

,當(dāng)ui=<UT-,

uo從-UOM+UOM這時,uo=-UOM,U+=UT-設(shè)初始值:

uo=+UOM,U+=UT+設(shè)ui,當(dāng)ui=>UT+,

uo從+UOM-UOM7.4非正弦電路uIRR18UREFR2R3UZPuOtuiU+HU+LtuoUom-Uom例:設(shè)輸入為正弦波,畫出輸出的波形。7.4非正弦信號產(chǎn)生電路uIRR18UREFR2R3UZPuO1.電路結(jié)構(gòu)7.4.1方波發(fā)生器下行的遲滯比較器，輸出經(jīng)積分電路再輸入到此比較器的輸入端。上下限:－++RR1R2Cucuo7.4非正弦信號產(chǎn)生電路2.工作原理：(1)設(shè)uo

=

+UOM,此時，輸出給C充電,uc

則：u+=U+H－++RR1R2C+ucuo0tuoUOM-UOMucU+H0t一旦uc>U+H

,就有u->u+,在uc<U+H

時，u-

<u+,uo

立即由＋UOM

變成－UOM

,設(shè)uC初始值uC(0+)=0uo保持+UOM不變UOM7.4非正弦信號產(chǎn)生電路此時，C

經(jīng)輸出端放電,再反向充電(2)當(dāng)uo

=

-UOM時，u+=U+Luc達(dá)到U+L時，uo上翻－++RR1R2C+ucuoU+HuctU+L當(dāng)uo

重新回到＋UOM

以后，電路又進(jìn)入另一個周期性的變化。-UOM7.4非正弦信號產(chǎn)生電路0U+HuctU+LUOMuo0t-UOMT周期與頻率的計算：－++RR1R2C+ucuof=1/T此期間是分析問題時的假設(shè),實(shí)際上用示波器觀察波形時看不到這段波形.7.4非正弦信號產(chǎn)生電路周期與頻率的計算