动画模电8章
模电基础知识教程
模电基础教程01单元半导体器件基础半导体的导电特性导体、绝缘体和半导体本征半导体的导电特性杂质半导体的导电特性PN结晶体二极管二极管的结构与伏安特性半导体二极管的主要参数半导体二极管的等效电路与开关特性稳压二极管晶体三极管三极管的结构与分类三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用三极管的特性曲线三极管的主要参数三极管的开关特性场效应管结型场效应管绝缘栅型场效应管特殊半导体器件发光二极管基本放大电路的工作原理基本放大电路的组成直流通路与静态工作点交流通路与放大原理放大电路的性能指标放大电路的图解分析法放大电路的静态图解分析放大电路的动态图解分析输出电压的最大幅度与非线性失真分析微变等效电路分析法晶体管的h参数晶体管的微变等效电路用微变等效电路法分析放大电路静态工作点的稳定温度变化对静态工作点的影响工作点稳定的电路场效应管放大电路场效应管放大电路的静态分析多级放大电路多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的分析方法放大电路的频率特性单级阻容耦合放大电路的频率特性多级阻容耦合放大电路的频率特性03单元负反馈放大电路反馈的基本概念和分类反馈的基本概念和一般表达式反馈放大电路的类型与判断负反馈放大电路基本类型举例电压串联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路负反馈对放大电路性能的影响降低放大倍数提高放大倍数的稳定性展宽通频带减小非线性失真改变输入电阻和输出电阻负反馈放大电路的分析方法深度负反馈放大电路的近似计算*方框图法分析负反馈放大电路04单元功率放大器功率放大电路的基本知识概述甲类单管功率放大电路互补对称功率放大电路OCL类互补放大电路OTL甲乙类互补对称电路复合互补对称电路概述直接耦合放大电路中的零点漂移基本差动放大电路的分析基本差动放大电路基本差动放大电路抑制零点漂移的原理基本差动放大电路的静态分析基本差动放大电路的动态分析差动放大电路的改进06单元集成运算放大器集成电路基础知识集成电路的特点集成电路恒流源有源负载的基本概念集成运放的典型电路及参数典型集成运放F007电路简介集成运放的主要技术参数集成运放的应用概述运放的基本连接方式集成运放在信号运算方面的应用集成运放在使用中应注意的问题07单元直流电源整流电路半波整流电路全波整流电路桥式整流电路倍压整流电路滤波电路电容滤波电路电感滤波电路复式滤波电路有源滤波电路稳压电路并联型硅稳压管稳压电路串联型稳压电路的稳压原理带有放大环节的串联型稳压电路稳压电源的质量指标08单元正弦波振荡电路自激振荡原理自激振荡的条件自激振荡的建立和振幅的稳定正弦波振荡电路的组成LC正弦波振荡电路变压器反馈式振荡电路三点式LC振荡电路三点式LC振荡电路的构成原则电感三点式振荡电路电容三点式振荡电路克拉泼与席勒振荡电路（改进型电容三点式振荡电路）石英晶体振荡器石英晶体的基本特性和等效电路石英晶振：并联型晶体振荡电路石英晶振：串联型晶体振荡电路RC振荡电路RC相移振荡电路文氏电桥振荡电路09单元调制、解调和变频调制方式调幅调幅原理调幅波的频谱调幅波的功率调幅电路检波小信号平方律检波大信号直线性检波调频调频的特点调频波的表达式调频电路：变容二极管调频电路调频与调幅的比较鉴频对称式比例鉴频电路不对称式比例鉴频电路变频变频原理变频电路10单元无线广播与接受无线电广播与接收无线电波的传播超外差收音机超外差收音机方框图超外差收音机性能指标LC谐振回路LC串联谐振回路LC并联谐振回路输入回路统调中频放大电路自动增益电路整机电路分析下做定向运动形成较大的电流。
模拟电路基础ppt课件
＋
－
二极管符号
15
1.3 半导体二极管
1.3.1二极管的特性曲线
在二极管加有反向电压， 当电压值较小时，电流极 小，其电流值为反向饱和 电流IS。当反向电压超过 超过某个值时，电流开始 急剧增大，称之为反向击 穿，称此电压为二极管的 反向击穿电压，用符号 UER表示。
2
第一章 半导体器件基础
1.1 半导体及其特性 1.2 PN结及其特性 1.3 半导体二极管 1.4 半导体三极管及其工作原理 1.5 三极管的共射特性曲线及主要参数
3
1.1 半导体及其特性
1.1.1本征半导体及其特性
定义：纯净的半导体经过一定 的工艺过程制成单晶体，称为 本征半导体。
稳压管的主要参数: (1) 稳定电压UZ：UZ是在规定电流下稳压管的反向击穿电压。 (2) 稳定电流IZ：IZ是稳压管工作在稳压状态时的参考电流，电流低于
此值时稳压效果变坏，甚至不稳压。 (3) 最大稳定电流IZM|：稳压管的电流超过此值时，会因结温升过高而
损坏。 (4) 动态电阻rD：rD是稳压管工作在稳压区时，端电压变化量与其电流
在无外电场和无其它激发作用下，参与扩散运动的多子数 目等于参与漂移运动的少子数目，从而达到动态平衡。
13
1.2 PN结及其特性
1.2.2 PN结的导电特性
PN结外加正向电压时 处于导通状态
PN结外加反向电压时 处于截止状态
势垒区
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
N型半导体 ： 在本征半导体中掺入少量
模拟电子电路中八大基础电路图解
模拟电子电路中八大基础电路图解摘要: 在电子电路中，电源、放大、振荡和调制电路被称为模拟电子电路，因为它们加工和处理的是连续变化的模拟信号。
在电子电路中，电源、放大、振荡和调制电路被称为模拟电子电路，因为它们加工和处理的是连续变化的模拟信号。
1. 反馈反馈是指把输出的变化通过某种方式送到输入端，作为输入的一部分。
如果送回部分和原来的输入部分是相减的，就是负反馈。
2. 耦合一个放大器通常有好几级，级与级之间的联系就称为耦合。
放大器的级间耦合方式有三种：①RC 耦合(见图a): 优点是简单、成本低。
但性能不是最佳。
②变压器耦合(见图b):优点是阻抗匹配好、输出功率和效率高，但变压器制作比较麻烦。
③直接耦合(见图c): 优点是频带宽，可作直流放大器使用，但前后级工作有牵制，稳定性差，设计制作较麻烦。
3. 功率放大器能把输入信号放大并向负载提供足够大的功率的放大器叫功率放大器。
例如收音机的末级放大器就是功率放大器。
3.1 甲类单管功率放大器负载电阻是低阻抗的扬声器，用变压器可以起阻抗变换作用，使负载得到较大的功率。
这个电路不管有没有输入信号，晶体管始终处于导通状态，静态电流比较大，困此集电极损耗较大，效率不高，大约只有35 %。
这种工作状态被称为甲类工作状态。
这种电路一般用在功率不太大的场合，它的输入方式可以是变压器耦合也可以是RC 耦合。
3.2 乙类推挽功率放大器下图是常用的乙类推挽功率放大电路。
它由两个特性相同的晶体管组成对称电路，在没有输入信号时，每个管子都处于截止状态，静态电流几乎是零，只有在有信号输入时管子才导通，这种状态称为乙类工作状态。
当输入信号是正弦波时，正半周时VT1 导通VT2 截止，负半周时VT2 导通VT1 截止。
两个管子交替出现的电流在输出变压器中合成，使负载上得到纯正的正弦波。
这种两管交替工作的形式叫做推挽电路。
3.3 OTL 功率放大器目前广泛应用的无变压器乙类推挽放大器，简称OTL 电路，是一种性能很好的功率放大器。
模电教学课件,康华光,第
缺点： a. 技术要求高：制作高质量的课件需要较高的技术水平 b. 依赖网络：课件需要网络支持，网络不稳定会影响教学 效果 c. 缺乏互动：学生与教师之间的互动可能会减少 d. 学习效果因人而异：不同学生可能对课件的接受程度不同，学习 效果因人而异
汇报人：
他的教材注重理论与实践相结合，深受学生欢迎
他的教材内容丰富，涵盖了模电领域的基础知识和前沿技术，有助于学生全面掌握 模电知识
内容全面：涵盖了模电领域的基础知识和 前沿技术
讲解深入：深入浅出，易于理解
实例丰富：提供了大量的实例和案例分析
互动性强：设计了丰富的互动环节，提高 学生的学习兴趣和参与度
更新及时：紧跟行业发展，不断更新内容， 保持课件的时效性
,
汇报人：
01
02Biblioteka 030405
06
模电教学课件是一种用于教授 模拟电子技术的教学工具
课件内容主要包括模拟电子技 术的基本概念、原理、应用等
课件形式多样，包括PPT、视 频、动画、实验等
课件旨在帮助学生更好地理解 和掌握模拟电子技术，提高学 习效果
19世纪末，电子技术开始应用于教学领域
20世纪初，电子技术在教学中的应用逐渐普 及
评价高：受到广大师生和业界专家的高度 评价和认可
基础知识：介绍 模电的基本概念、 原理和公式
实例分析：通过具 体的电路实例，讲 解模电的应用和设 计
实验操作：介绍 模电实验的操作 步骤和注意事项
模拟电路基础教程PPT完整全套教学课件全
返回目录 CONTENTS PAGE
透彻掌握器 件特性
1
重视对电路 构成原理的
学习
2
理论与实践 的关系
3
返回目录 CONTENTS PAGE
目前国内使用较多的电路设计仿真软件有PSPICE、Proteus和Multisim 等。就模拟电路仿真来说,Multisim 以其界面友好、功能强大、易于学习 的优点而受到高校电类专业师生和工程技术人员的青睐。Multisim13.0版 本已上市,但目前使用比较稳定、用户数较多的还是10.0版本。对于使用 者来说,只要有一台计算机和Multisim 软件,就相当于拥有了一间设备齐全 的电路实验室,可以调用元器件,搭建电路,利用虚拟仪器进行测量,对电路 进行仿真测试,可以实时修改各类电路参数,实时仿真,从而帮助使用者了解 各种电路变化对电路性能的影响,对电路的测量直观、智能,是进行电路分 析和设计的有效辅助工具。使用者在学习和解题的过程中,可以通过 Multisim 对电路中某个节点的电压波形、某条支路的电流波形、电路结构 变化产生的影响等方方面面问题快速仿真而得到答案。
模拟电路基础教程PPT课件
1.1.4 一般电子系统的构成 1.电子系统的分类
返回目录 CONTENTS PAGE
模拟电子 系统
数字电子 系统
模拟电路基础教程PPT课件
2.电子系统的构成
返回目录 CONTENTS PAGE
模拟电路基础教程PPT课件
返回目录 CONTENTS PAGE
1.1.5 模拟电子技术的发展
在式(1-1-1)中,K 为常数,使u(t)和T(t)之间形成如图1-1-1所示的相 似形关系。如果K 不能保持为常数,则称模拟信号发生了失真。失真问 题是模拟电路中始终需要引起注意和克服的重要问题。
《模拟电子技术基础教程》课件第八章
电容充电
电容放电
Tr +
D3
D1
+
～
u
D4
C
D2 –
+
uo=uC RL
–
图8.12 带负载桥式整流电容滤波电路结构图
在整流电路中，把一个大电容C并接在负载电阻两 端就构成了电容滤波电路，其电路（图8.12所示）和工 作波形（图8.13所示）如图所示。
u2
0
t
加入滤波电容 时的波形
uo
无滤波电容时
的波形
0
t
图8.13 带负载桥式整流电容滤波工作波形图
（2）电路工作原理
D导通时给C充电，D截止时C向RL放电。滤波后uo 的波形变得平缓，平均值提高。RL接入（且RLC较大） 时忽略整流电路内阻。
u2上升，u2大于电容上的电压uC，u2对电容充电， uo=uCu2；u2下降，u2小于电容上的电压。二极管承受反 向电压而截止，电容C通过RL放电，uC按指数规律下降
1.35 A
UDRM = 2U2 = 2 120V 169.7 V
桥式整流电路的优点是输出电压高，电压纹波小， 管子所承受的平均电流较小，同时由于电源变压器在正 、负半周内都有电流供给负载，电源变压器的利用率高 。因此，桥式整流电路在整流电路中有了较为广泛的运 用，缺点是二极管用得较多。 8.3 滤波电路
从前面的分析可知，无论何种整流电路，它们的输 出电压都含有较大的脉动成分。为了减少脉动，就需要 采取一定的措施，即滤波。滤波的作用是一方面尽量降 低输出电压中的脉动成分，另一方面又要尽量保留其中 的直流成分，使输出电压接近于理想的直流电压。
滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压 （或通过电感中的电流）不能突变的特性，滤掉整流电 路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑 输出电压波形的目的。
第8章波形的发生和信号的转换(1)8.1RC正弦波振荡电路
ϕ A + ϕ F = 2nπ
(n为整数 为整数) 为整数
要使为
ɺ ɺ AF
实数， 实数，相位条件必须满足ϕ A
+ ϕ F = 2nπ
8 - 1 - 12
为保证电路工作就可以产生Uo，电路刚刚开始工作时， 为保证电路工作就可以产生 ，电路刚刚开始工作时， 需要一个初始信号（往往为电扰动或噪音等， 需要一个初始信号（往往为电扰动或噪音等，如开关闭 合产生，其中含有各种频率、不同幅值的正弦信号， 合产生，其中含有各种频率、不同幅值的正弦信号，而 且一定会有一个频率信号满足相位条件， 且一定会有一个频率信号满足相位条件，实际振荡电路 中无初始信号），初始信号幅值往往比较小， ），初始信号幅值往往比较小 中无初始信号），初始信号幅值往往比较小，如果希望 信号能够达到足够大。 信号能够达到足够大。 . . ɺ F > 1 电路的起振条件。 U f > U i 电路的起振条件。 则要求 A ɺ 使 U o 增大 同时
. 根据以上 . 的推导: 的推导 U f = U i
.
U
f
ɺ = FU
. O
ɺ ɺ = AF U
. i
8 - 1 - 11
Uf = Ui
.
.
.
U
f
ɺ = FU
. O
ɺ ɺ = AF U
. i
产生正弦波振荡的平衡条件: 产生正弦波振荡的平衡条件
ɺ ɺ AF = 1
ɺ ɺ AF = 1
幅值平衡条件 相位平衡条件
8 - 1- 6
四、微分运算电路
duI uO = − RC dt
如果u 为常数， 如果 I 为常数，uO =0
+ uc -
模拟电电子技术基础第8章(第四版)童诗白 华成英
2. RC串并联选频网络的选频特性
FV 32 ( 1
模拟电子技术基础
0 2 ) 0
(
f arctg
RC
0 ) 0
3
当 0 1 或 f f0 幅频响应有最大值
FVmax 1 3
1 2RC
相频响应
f 0
模拟电子技术基础
Rds 1k
模拟电子技术基础
桥式振荡电路如图所示， 设A为理想运放， （1）标出A的极性 （2）场效应管的作用 是什么？其d、s 间的等效电阻的 最大值为多少？ （3）电路的振荡频率为 多少？
1 1 f 6 3 1061Hz 2 RC 2 0.003 10 50 10
1. 单门限电压比较器 特点：
开环，虚短和虚断不成立 增益A0大于105
vI
模拟电子技术基础
+VCC + A -VEE vO
VEE vO VCC
运算放大器工作在非线性状态下
8.2 电压比较器
1. 单门限电压比较器
（1）过零比较器
vI
模拟电子技术基础
+VCC + A -VEE vO
假设 V
1. 单门限电压比较器 （2）门限电压不为零的比较器 电压传输特性
vO VOH
模拟电子技术基础
+VCC vI + VREF A -VEE vO
O VOL
VREF
vI
输入为正负对称的正弦波 时，输出波形如图所示。
模拟电子技术基础
模拟电子技术基础
分析任务及方法
求传输特性 方向
输出电平VOH 、VOL
又，放大器为反相比例电路 a = 180° 所以: a + f = 360°或0°
模拟电路 第四版第8章 波形的发生和信号的转换PPT精品文档46页
根据选频网络所用元件的不同，分为RC、LC和石英晶体 正弦波振荡电路三种类型。
8.1.2. RC 正弦波振荡电路
RC正弦波振荡电路也叫RC桥式正弦波振荡电路 或文氏桥振荡电路
放大电路
-+
选频网络 反馈网络
构成桥路 8
R C
U f R
Rf
+
A
C
-
R1
R C
U o
R
C
U f U o
F
U f Uo
f0
f
条 件 ， 电 路 能 够 产 荡生 。振
90o
10
根据起振条件 A ：3，
R
可得电路R中f 和R1的关系：
C
Rf
A 1 Rf 3 R1
+
U f R C
A
-
U o
Rf 2R1
R1
调节振荡器频率的办法
：
1
fo 2RC
RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波
原因：要提高其振荡频率，必须减小 R 和 C 的值，放大器 的输出电阻和晶体管的极间电容将影响其选频特性， 输出频率不稳定。
11
振荡频率可调的选频网络 例：已知电容的取值分别为
0.01μF, 0.1μF, 1μF, 10μF, R=50Ω, RW=10kΩ. 求: f0的调节范围.
双联波段开关， 切换C，用于粗 调振荡频率。
1A F 0则 :A F
正反馈足够强，输入信号为 0 时仍有信号输出，产生自激振3 荡
要获得一定频率的正弦自激振荡,反馈回路中必须有
选频电路。所以将放大倍数和反馈系数写成：A()、 F()
自激振荡的条件： A ()F ()1
精品课件-模拟电子技术-第8章
F U f Z2
1
Uo Z1 Z2 3 j(RC 1 )
RC
(8.2.1)
第 8 章 波形发生电路
令
0
1 RC
f0
，1 则 2πRC
代入上式， 得
F
1
32 ( f f0 )2
f0 f
幅频特性为
F
1
32 ( f f0 )2
f0 f
(8.2.2) (8.2.3)
第 8 章 波形发生电路
第 8 章 波形发生电路
8.2.1 RC串、
将电阻R1与电容C1串联、 电阻R2与电容C2并联所组成的 网络称为串并联选频网络， 如图8.2.2(a)所示。 一般情况下，
选取R1=R2 =R，C1 =C2 =C。 因为RC串并联选频网络在正弦波振 荡电路中既为选频网络， 又为正反馈网络， 所以其输入电压
第 8 章 波形发生电路 振荡电路起振后， 输出信号将随时间逐渐增大， 而这种增 大不是无限的， 由于电路中晶体管元件的非线性， 电压放大倍 数A将随振荡幅度的增大而自动减小， 最后达到AF =1， 使振荡电路稳定在一定振荡幅度上。 从AF>1自动变为AF=1的过 程， 就是振荡电路自激振荡的建立和稳定过程。
相频特性为
F
arctan 1 ( 3
f f0
f0 ) f
(8.2.4)
根据式(8.2.3) 、 式(8.2.4)画F出 的频率特性， 如图
8.2.3
Uf Uo
(a)U、f (b)所示。 也就是说， U当of=f0时，
一求个出频RC率串f并0，联选当频f=网f0络时的，频U率f 特与性U和o f0同。相。 通过计算可以
第 8 章 波形发生电路 图8.2.2 RC串并联选频网络及其在低频段和高频段的等效电路
模拟电子技术基础第三版课后答案王远
模拟电子技术基础第三版课后答案王远【篇一：模电资料】术基础是高等院校电气、信息类（包括原自动化、电气类、电子类）专业知识平台重要核心课程，是学生在电子技术入门阶段的专业基础课。
课程涉及模拟信号的产生、传输及处理等方面的内容，工程实践性很强。
课程任务是使学生获得适应信息时代电子技术的基本理论、基本知识及基本分析方法。
旨在培养学生综合应用能力、创新能力和电子电路计算机分析、设计能力。
课程学习完成能为学生以后深入学习电子技术及其在专业中的应用打好两方面的基础；其一是正确使用电子电路特别是集成电路的基础；其二是为将来进一步学习设计集成电路专用芯片打好基础。
《模拟电子技术基础》是电气电子类各专业的一门重要的技术基础课。
其作用与任务是使学生获得低频电子线路方面的基本理论，基本知识和基本技能。
本课程在介绍半导体器件的基础上，重点要求掌握放大器的各种基本单元电路、放大器中的负反馈、运算放大器及其应用、直流电源等低频电子线路电路的工作原理、分析方法和设计方法，使学生具有一定的实践技能和应用能力。
培养学生分析问题、解决问题的能力和创新思维能力，为后续课程和深入学习这方面的内容打好基础。
教学大纲一、课程名称模拟电子技术基础 analog electronics二、学时与学分本课程学时： 60学时(课内) 本课程学分： 3.5学分三、授课对象电类本科生、专科生四、先修课程电路理论、电路测试与实验技术五、教学目的《模拟电子技术基础》是电子类等专业入门性质的课程，是实践性很强的技术基础课。
课程的任务是使学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生具备应用电子技术的能力，为学习后续课程和电子技术在专业中的应用打好基础。
六、主要内容、基本要求及学时分配第一章绪论主要内容基本要求学时数 2第二章半导体二极管及其基本电路主要内容基本要求学时数 4第三章半导体三极管及放大电路基础主要内容基本要求学时数 18第四章场效应管放大电路主要内容基本要求学时数 4第五章功率放大电路主要内容基本要求学时数 4第六章集成电路运算放大器主要内容基本要求学时数 6第七章反馈放大电路主要内容基本要求学时数 8第八章信号的运算与处理电路主要内容基本要求【篇二：模拟电子技术课程标准】t>电子与信息工程系（院）课程教学标准课程名称模拟电子技术课程类型理论＋实践授课对象三年制大专学生课程学分 4 总学时722009年 12 月《模拟电子技术》教学标准课程名称：模拟电子技术课时：72适用专业：应用电子技术、电子信息工程技术、通信技术、汽车电子技术 1．课程定位模拟电子技术是电类专业的一门重要岗位能力课程，是培养生产一线高级技术应用型人才硬件能力的基本入门课程，是十分强调应用实践的工程性质的课程，对人才培养有着至关重要的作用。
模电阎石第五版第八章波形的发生和信号的转换
电路组成：将电阻R和电容C串、并联所
组成的网络称为RC串并联选频网络，同
时兼作正反馈网络。
其输入电压为UO，输出电压为Uf。
•
F
F
低频段
1
C
>>R
•
•
F=
Uf •
Uo 0
90o
f
0
f
Uf超前UO，f 0，Uf 0，F 90
一、RC 串并联选频网络
高频段
1
C
<<R
•
F
F
0
•
•
F=
Uf •
Uo
f
图8.1.13 在选频放大电路中引正反馈 图8.1.14 变压器反馈式振荡电路
二、变压器反馈式振荡电路
1、工作原理
U f
Ui ( f f0 )
分析电路是否可能产生正弦波振荡 的步骤：
(1) 是否存在四个组成部分 (2) 放大电路是否能正常工作 (3) 是否满足相位条件(瞬时极性法) (4) 是否可能满足幅值条件
8.1.1 概述
知识回顾
一、负反馈放大电路的自激振荡
负反馈放大电路闭环放大倍数为：
A f
1
A A F
xi' xi x f 在中频时：AF 0 , A F 2（n n为整数）
A
xo xi'
F xf xo
|
X
' i
||
X i
||
X f
|
AF xf xi
Af
xo xi
所以负反馈作用能正常地体现出来， 不产生自激振荡。
与负反馈放大电路中的自激振荡不同，正弦波振荡 电路的振荡频率是人为确定的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
信息学院电子系
8.1 正弦波振荡电路
8.1.1 概述 8.1.2 RC正弦波振荡电路 正弦波振荡电路 8.1.3 LC正弦波振荡电路 正弦波振荡电路 8.1.4 石英晶体正弦波振荡电路
信息学院电子系
8.1.3 LC正弦波振荡电路 正弦波振荡电路
LC正弦波振荡电路可产生频率高达 正弦波振荡电路可产生频率高达1000MHz以上弦波信号 正弦波振荡电路可产生频率高达 以上弦波信号 一般采用分立元件组成 根据反馈形式不同,LC振荡电路分为 振荡电路分为: 根据反馈形式不同 振荡电路分为
同时相位平衡条件仍然要满足 稳幅环节: 稳幅环节 在起振条件下,输出幅值将会一直增大直到输出波 形失真,因此要有稳幅环节,使得 | 形又基本不失真
信息学院电子系
ɺɺ AF |= 1 ,使输出幅度稳定,波
3. 正弦波振荡电路的基本组成 放大电路: 放大电路 没有放大就不可能产生正弦波振荡 正反馈网络: 正反馈网络 形成正反馈, 以满足相位平衡条件 选频网络: 选频网络 只让单一频率满足振荡条件, 以产生单一频率的正 弦波, 实际电路中通常与反馈网络合在一起. 稳幅环节: , 稳幅环节: 非线性环节, 使输出信号幅值稳定且波形较好 4. 正弦波振荡电路的分类 按组成选频网络的元件类型分) 正弦波振荡电路的分类(按组成选频网络的元件类型分 按组成选频网络的元件类型分 RC正弦波振荡电路 LC正弦波振荡电路 石英晶体正弦波振荡电路
ɺ Au >= 3 ϕ A = 0
(起振时,放大倍数应大于3) 因此放大电路可采用同相比例电路
ɺ Rf Uo ɺ Au = = 1+ ɺ Up R
信息学院电子系
3. 幅值条件
ɺ Au >= 3 ɺ Rf Uo ɺ Au = = 1+ ɺ U R
p
得到
R f >= 2 R1
4. 振荡频率估算 振荡频率即为RC串并联网络的 f0
信息学院电子系
1. RC串并联选频网络的频率特性 定性分析 串并联选频网络的频率特性(定性分析 串并联选频网络的频率特性 定性分析)
低频简化
高频简化
右上图表明: 该选频网络必存在使输入/输出同相的频率 右上图表明 该选频网络必存在使输入 输出同相的频率
信息学院电子系
反馈系数的定量分析
1 R // ɺ Uf jω C ɺ= = F ɺ U o R + 1 + R // 1 jω C jω C
信息学院电子系
2. 起振与稳幅 激励的来源: 激励的来源 放大电路中存在噪声(或瞬态振动), 它的频谱很 宽, 其中必然包含振荡频率f0的成分 激励的挑选: 激励的挑选 采用选频网络将频率为f0的成分从噪声中“挑选” 出来, 并使f0以外其它频率的成分衰减下去 起振的条件: 令| 起振的条件
ɺɺ AF |> 1 振荡电路则会自行起振(自激).
信息学院电子系
八、波形发生与信号转换
8.1 正弦波振荡电路 8.2 电压比较器 8.3 非正弦波发生电路 8.4 信号转换电路
信息学院电子系
8.1 正弦波振荡电路
8.1.1 概述 8.1.2 RC正弦波振荡电路 正弦波振荡电路 8.1.3 LC正弦波振荡电路 正弦波振荡电路 8.1.4 石英晶体正弦波振荡电路
1 LC回路的复数导纳 Y = jω C + R + jω L
分解为实部与虚部之和
LC并联回路
R ωL + j ω C − 2 Y= 2 2 2 R + (ω L) R + (ω L)
虚部为零时,电流与电压同相,发生并联谐振
信息学院电子系
1. LC并联回路的基本特性 谐振频率与谐振时的输入阻抗 并联回路的基本特性(谐振频率与谐振时的输入阻抗) 并联回路的基本特性 谐振频率与谐振时的输入阻抗 谐振频率 f0 (LC回路呈电阻特性时的频率) 谐振角频率可求得
简化后得到
ɺ F=
1 f f0 3+ j − f0 f
1 1 f0 = 其中 ω 0 = RC 2π RC
信息学院电子系
反馈系数的定量分析 相应的幅(相)频特性为
ɺ F =
1 f f0 3 + − f0 f
2 2
f0 1 f ϕ F = − arctan − 3 f0 f
ω0 =
1 R 1+ ω0 L
2
1 = LC
1 1 1+ 2 Q
1 LC
LC并联回路
式中
Q=
ω0 L
R
品质因数,是LC并联回路的 品质因数 重要指标,通常Q>>1
当Q>>1时,谐振频率化简为
ω0 ≈
1 LC
f0 ≈
1 2π LC
信息学院电子系
2. LC并联回路的基本特性 谐振频率与谐振时的输入阻抗 并联回路的基本特性(谐振频率与谐振时的输入阻抗) 并联回路的基本特性 谐振频率与谐振时的输入阻抗 谐振时的输入阻抗
信息学院电子系
1. 产生振荡条件 自激振荡平衡条件
ɺɺ AF = 1
将振荡平衡条件写成模与相角形式
ɺɺ | AF |= 1 ϕ A + ϕ F = 2nπ
(幅值平衡条件 幅值平衡条件) 幅值平衡条件 (相位平衡条件 相位平衡条件) 相位平衡条件
注: 幅值平衡条件是指正弦波已经产生且电路已进入稳态而言 有了振荡的平衡条件,还需要有一个外加激励,电路才能正常振荡 (即起振), 那么激励如何得到(即如何起振)?
1 R + (ω L) L 2 Z0 = = = R+Q R = Y0 R RC
2 2
结论
•谐振时LC并联回路的阻抗呈纯阻性 •
LC并联回路
•
R越小或Q值越大,谐振时阻抗值也越大 Q值越大, 选频效果越好
信息学院电子系
2. 变压器反馈式 正弦波振荡电路 定性分析 变压器反馈式LC正弦波振荡电路 定性分析) 正弦波振荡电路(定性分析 采用LC并联电路作为三极管的集电极负载 起选频作用). 并联电路作为三极管的集电极负载(起选频作用 采用 并联电路作为三极管的集电极负载 起选频作用 反馈由 变压器副边绕组N 来实现, 变压器副边绕组 2来实现 因此称为变压器反馈式 共射电路在谐振时 ϕ A = 180 为满足相位平衡条件 ϕ F = 180 只要幅值条件也能满足,即能 产生正弦波振荡 当Q值较高时, 振荡频率基本等 于LC并联回路的谐振频率
( Rmin = R )
f 0 max =
2π Rmin Cmin
1 2π Rmax Cmax
f 0 min =
( Rmax = R + Rw )
信息学院电子系
6. RC正弦波振荡电路适用的频率范围 正弦波振荡电路适用的频率范围
1 f0 = 2π RC
振荡频率 f0 与 RC 有关, 为使f0 ↑, 则RC的数值应↓ ↓ RC的数值的↓是有限度的 ↓ 通常RC正弦波振荡电路的振荡频率一般不超过1MHz 如果希望产生更高频率的正弦波,可采用LC正弦波振荡电路
正反馈电路方块图
自激振荡条件
ɺɺ AF = −1
自激振荡条件
ɺɺ AF = 1
放大电路与振荡电路产生自激振荡的原因是不同的: 放大电路与振荡电路产生自激振荡的原因是不同的 负反馈电路: 放大电路及反馈网络产生的附加相移, 使中频下放 大电路的负反馈在高(低)频下成为正反馈.(各种电容造成) 振荡电路: 为使反馈与净输入同相, 附加相移很小(影响可忽略)
ɺ Au = 1 + R f R
Rf与R1选用负(正)温度系数的热敏电阻
信息学院电子系
应用实例—振荡频率可调的 正弦波振荡电路,求 例8.1.1(P395)应用实例 振荡频率可调的 正弦波振荡电路 求 应用实例 振荡频率可调的RC正弦波振荡电路 f0 的调节范围 解题思路
1 f0 = 2π RC
1
1 f0 = 2π RC
信息学院电子系
5. 稳幅措施 按下图接好电路运行, 一段时间后, 输出波形将出现失真或消失 原因(自激振荡平衡条件被破坏)
ɺɺ | AF |< 1 ɺɺ | AF |> 1
波形消失
进入非线性工作 状态,波形失真 解决方法(稳幅措施): 使|
ɺɺ AF | 与输出幅值增减的变化相反
变压器反路作为选频网络, 三种电路的共同特点 用LC谐振回路作为选频网络 且一般采 谐振回路作为选频网络 并联回路, 用LC并联回路 因此先介绍 并联回路的一些基本特性 并联回路 因此先介绍LC并联回路的一些基本特性
信息学院电子系
1. LC并联回路的基本特性 谐振频率与谐振时的输入阻抗 并联回路的基本特性(谐振频率与谐振时的输入阻抗) 并联回路的基本特性 谐振频率与谐振时的输入阻抗 谐振频率 f0 (LC回路呈电阻特性时的频率)
可产生正弦波振荡, 振荡稳定后 |
信息学院电子系
ɺɺ AF |= 1
8.1 正弦波振荡电路
8.1.1 概述 8.1.2 RC正弦波振荡电路 正弦波振荡电路 8.1.3 LC正弦波振荡电路 正弦波振荡电路 8.1.4 石英晶体正弦波振荡电路
信息学院电子系
8.1.2 RC正弦波振荡电路 正弦波振荡电路
信息学院电子系
1. 产生振荡条件 自激振荡条件在放大电路与振荡电路中的各自表述
负反馈放大电路方块图
正反馈电路方块图
自激振荡条件
ɺɺ AF = −1
自激振荡条件
ɺɺ AF = 1
通常接成正反馈产生正弦波振荡更容易一些, 所以本节中振荡电 路均接成正反馈形式
信息学院电子系
1. 产生振荡条件
负反馈放大电路方块图
本节介绍常见的RC正弦波振荡电路 RC串并联式正弦波振 本节介绍常见的 正弦波振荡电路: 串并联式正弦波振 正弦波振荡电路 荡电路(也称 桥式正弦波振荡电路 文氏桥振荡电路) 荡电路 也称RC桥式正弦波振荡电路或文氏桥振荡电路 也称 桥式正弦波振荡电路或 特点: 采用RC串并联网络作为选频与反馈网络 特点 采用 串并联网络作为选频与反馈网络 为了分析RC正弦波振荡电路 我们首先分析RC串并联网络 为了分析 正弦波振荡电路, 我们首先分析 串并联网络 正弦波振荡电路