波形發(fā)生與變換電路

第9章波形的發(fā)生和變換電路9.1正弦波振蕩電路9.1.1概述

振蕩電路：無外加交流信號(hào)，能輸出一定頻率一定幅值的信號(hào)。振蕩條件：在振蕩電路中引入正反饋，且振蕩頻率可控。

1，產(chǎn)生正弦波振蕩的條件

振蕩原因：在電擾動(dòng)下，對(duì)于某一特定頻率的信號(hào)形成正反饋，使干擾不斷增大由于半導(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。振蕩平衡條件：幅值平衡條件相位平衡條件起振條件：2，

基本組成部分1)放大電路：放大作用2)正反饋網(wǎng)絡(luò)：滿足相位條件3)選頻網(wǎng)絡(luò)：確定f04)非線性環(huán)節(jié)：穩(wěn)幅常合二為一3、分類：RC、LC、石英晶體。相位條件的判斷方法：瞬時(shí)極性法Ui的極性→Uo的極性→Uf的極性若Uf與Ui極性相同，則電路可能振蕩；否則不能振蕩。9.1.2RC正弦波振蕩電路1.

RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)當(dāng)f=f0時(shí)不但φ=0，且最大，為1/3。2.

RC橋式正弦波振蕩電路起振要求：穩(wěn)幅措施：采用非線性元件1）熱敏元件穩(wěn)幅原理：穩(wěn)幅Rf

用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻

；或R用正溫度系數(shù)熱敏電阻

；2）二極管

穩(wěn)幅原理：電流增大時(shí)，二極管動(dòng)態(tài)電阻減小。穩(wěn)幅環(huán)節(jié)例1：電路如圖所示，試用相位平衡條件判斷電路是否可能振蕩。T1T21⊕○2○3vivfvo○4○5T1為共源放大電路，設(shè)從T1柵極斷開，并加入(+)信號(hào)，則經(jīng)過RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)反饋回來的為(-)信號(hào)，不滿足相位平衡條件,不能振蕩.解：T1T2例2：將電路合理連接，使之產(chǎn)生正弦波振蕩知識(shí)點(diǎn)：本題考查是否掌握RC橋式振蕩電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。其特點(diǎn)是以RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)，并且放大電路要引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋。因此本題的關(guān)鍵是合理引入兩路反饋例3：⑴.試分析D1、D2自動(dòng)穩(wěn)幅原理；⑵.估算輸出電壓V0m；(VD=0.6V)⑶.試畫出若R2短路時(shí)，輸出電壓V0的波形；⑷.試畫出若R2開路時(shí)，輸出電壓V0的波形；解：⑴.穩(wěn)幅原理

當(dāng)v0幅值很小時(shí)，

D1、D2接近開路，R’3=2.7K。

當(dāng)v0幅值較大時(shí)，

D1或D2導(dǎo)通，R’3減小，AV下降。V0幅值趨于穩(wěn)定。⑵.估算輸出電壓V0m(VD=0.6V)I⑶.若R2短路時(shí)(4).若R2開路，增益AV無窮大，輸出電壓峰值過大，被削波，輸出波形極象方波。AV<3，電路停振，輸出電壓V0=09.1.3、LC

正弦波振蕩電路

1.

LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性2，LC選頻放大電路3.變壓器反饋式LC正弦波振蕩電路必須有合適的同銘端！4.電感反饋式正弦波振蕩電路

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。5.電容反饋式（電容三點(diǎn)式）電路9.1.4石英晶體正弦波振蕩電路1.石英晶體簡(jiǎn)介2.石英晶體正弦波振蕩電路（1）并聯(lián)型（感性區(qū)）（2）串聯(lián)型（純電阻）例1：已知電路如圖，試分析它們是否有可能產(chǎn)生正弦波振蕩，若不可能，則改正錯(cuò)誤使它們有可能產(chǎn)生正弦波振蕩。分析電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩的步驟：1)是否存在四個(gè)組成部分:放大電路、選頻網(wǎng)絡(luò)、正反饋網(wǎng)絡(luò)、限幅環(huán)節(jié)。2)放大電路是否能正常工作：一是能夠建立起合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，即放大管既不會(huì)截止也不會(huì)飽和；二是動(dòng)態(tài)信號(hào)能夠正常傳輸，即交流通路中的輸入回路和輸出回路既沒有被短路又沒有被斷路的地方。3)是否滿足相位條件：正反饋。(1)存在四個(gè)組成部分:放大電路為T;選頻網(wǎng)絡(luò)為N1C；反饋網(wǎng)絡(luò)為N1N2；限幅環(huán)節(jié)為T，其增益A隨輸出電壓增大而減小。構(gòu)成互感耦合振蕩器。解:(a)(2)放大電路不能正常工作：因?yàn)镹2在直流通路中可視為短路，導(dǎo)致放大管基極直流電位為零，使之截止。1⊕○23⊕應(yīng)在輸入端加耦合電容。(3)滿足相位條件：是正反饋如果不滿足，可改變同名端使之滿足。4⊕解:(b)(1)存在四個(gè)組成部分:放大電路為T;選頻網(wǎng)絡(luò)為N1N2C；反饋網(wǎng)絡(luò)為N1N2；限幅環(huán)節(jié)為T。構(gòu)成電感三點(diǎn)式耦合振蕩器。(2)放大電路不能正常工作：因?yàn)樵谥绷魍分蠳1和N2可視為短路，放大管的基極與集電極直流電位相等，使之處于臨界飽和狀態(tài)。應(yīng)在輸入端加耦合電容。(3)滿足相位條件：是正反饋1⊕○23⊕解:(c)(1)存在四個(gè)組成部分:放大電路為T;選頻網(wǎng)絡(luò)為C1C2L；反饋網(wǎng)絡(luò)為C1C2；限幅環(huán)節(jié)為T。構(gòu)成電容三點(diǎn)式耦合振蕩器。(2)放大電路不能正常工作：因?yàn)閂CC和Ce在交流通路中可視為短路，放大管的輸出電壓恒為零。應(yīng)在集電極加電阻Rc。(3)滿足相位條件：是正反饋1⊕3⊕○2注意事項(xiàng)：1、放大電路必須能夠正常工作、放大電路的基本接法；2、斷開反饋，在斷開處加

f=f0的輸入電壓；3、找出在哪個(gè)元件上獲得反饋電壓.1.方波發(fā)生電路RC回路滯回比較器9.2.1矩形波發(fā)生電路9.2非正弦波發(fā)生電路假設(shè)剛開始有：uc＝0，uO=+UZ(1)uO=+UZ(uP＝+UT),C充電,uc升高,升高到+UT,則uO躍變?yōu)椋璘Z(2)uO=+-UZ(uP＝-UT),C放電,uc下降,下降到-UT,則uO躍變?yōu)?UZ脈沖寬度主要參數(shù)：（1）占空比：（2）振蕩周期

根據(jù)電容上電壓波形可知，在二分之一周期內(nèi)，起始值f(0)為-FUZ(即-UT),終值f(T/2)為+FUZ(即+UT),時(shí)間常數(shù)為R3C

，時(shí)間t趨于無窮大時(shí)，uC趨于+UZ，利用一階RC電路的三要素公式：有：2.矩形波發(fā)生電路