模电教材第8章
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最新模拟电子技术电子教案第八章
f0
f
ψ +900
Q1
f0
Q2 f
-900
(a) 阻抗频率特性(Q1>Q2)
(b) 相频特性(Q1>Q2)
图8-21 LC并联回路的频率特性
互感线圈的极性判别
初级线圈
次级线圈
磁棒
同极性端
+UCC
R b2
C
L
.+ Uf
Cb
-
注入点
R b1
Re
Ce
判断是否是正反馈: 用瞬时极性法判断
利用1：晶体管共 射极放大器，集电 极电位变化与基极 反相，发射极与基 极同相。
1KΩ
4.7KΩ
R 4.7KΩ
10KΩ 20KΩ -UEE
⑤
⑥
⑨
③
⑧
ICL8038
⑩
②
C
100KΩ
10KΩ
10KΩ
100KΩ
图8-13 频率可调和失真小的函数发生器
8. 3 正弦波产生电路
组成：正弦波产生电路由放大电路，选 频网络，反馈网络以及有稳幅措施的电 路组成。
振荡条件：必须满足相位条件和幅度条 件。相位条件，即必须保证是正反馈。 幅度条件，即为了保证振荡，要求反馈 量要足够大，才能维持振荡。
LC 选频网络( LC并联谐振电路)
. I
C
L R
0
1 LC
f0
2
1 LC
图 8-20 LC并 联 电 路
L R为电感线圈中的电阻,一般很小。 Z 0 RC
LC并联谐振特点：谐振时，总路电流很小， 支路电流很大，电感与电容的无功功率互相 补偿，电路呈阻性。用于选频电路。
(阻性)
最新模电课件 第八章
1.写出 i(t) 表达式；2.求最大值发生的时间t1
解 i(t)10 co 0 1s3t0 (y)
t0 5 0 1c 0y o 0s
100 i
yπ 3
y π 50
t
3
由于最大值发生在计时起点右侧
o t1
i(t)10c0o1s0 3(tπ) 3
当103t1π3 有最大值t1＝1π033＝1.04m 7 s
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例 计算下列两正弦量的相位差。
解 (1) i1(t)1c0o1s0π (t03π4)
结论
i2(t)1c0o1s0π (t0π2) 两个正弦量
(2) ii21((ttj )) 3 1 1 j π 4 s0 c0 5 iπ o ( 1 n14 π s 0 (2 0(π ) 2 π 0 π t0 t5 π 1 3 4 3 050 π )0 )4进 较 同行 时 频相 应 率位 满 、比 足 同 (3)i2( uut1i2 ) (2 (t( tj )j t) )1 11 3 c 3 3 c0 0 c c0 000 o o 0 o 1 (o 1 1 2 (ss 1 s 01 (s 0 0 π π (0 π 0 π t0 t0 (t5 )0 t( 0 )5 0 1 0 3 1 1 0 41 003 )05 0 0 0)5 0 2 )0 ) 不5能0 函 号5 0 w比，数1较且、相在同w位主符2差
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正弦电流电路 激励和响应均为同频率的正弦量的线性电路
（正弦稳态电路）称为正弦电路或交流电路。
研究正弦电路的意义 1.正弦稳态电路在电力系统和电子技术领域 占有十分重要的地位。
优 ①正弦函数是周期函数，其加、减、求导、 点 积分运算后仍是同频率的正弦函数；
解 i(t)10 co 0 1s3t0 (y)
t0 5 0 1c 0y o 0s
100 i
yπ 3
y π 50
t
3
由于最大值发生在计时起点右侧
o t1
i(t)10c0o1s0 3(tπ) 3
当103t1π3 有最大值t1＝1π033＝1.04m 7 s
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例 计算下列两正弦量的相位差。
解 (1) i1(t)1c0o1s0π (t03π4)
结论
i2(t)1c0o1s0π (t0π2) 两个正弦量
(2) ii21((ttj )) 3 1 1 j π 4 s0 c0 5 iπ o ( 1 n14 π s 0 (2 0(π ) 2 π 0 π t0 t5 π 1 3 4 3 050 π )0 )4进 较 同行 时 频相 应 率位 满 、比 足 同 (3)i2( uut1i2 ) (2 (t( tj )j t) )1 11 3 c 3 3 c0 0 c c0 000 o o 0 o 1 (o 1 1 2 (ss 1 s 01 (s 0 0 π π (0 π 0 π t0 t0 (t5 )0 t( 0 )5 0 1 0 3 1 1 0 41 003 )05 0 0 0)5 0 2 )0 ) 不5能0 函 号5 0 w比，数1较且、相在同w位主符2差
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正弦电流电路 激励和响应均为同频率的正弦量的线性电路
（正弦稳态电路）称为正弦电路或交流电路。
研究正弦电路的意义 1.正弦稳态电路在电力系统和电子技术领域 占有十分重要的地位。
优 ①正弦函数是周期函数，其加、减、求导、 点 积分运算后仍是同频率的正弦函数；
电子科大模电 第8章-波形的发生和信号的转换
2. 电路组成
不符合相位条件 不符合幅值条件
1)是否可用共射放大电路？ 2)是否可用共集放大电路？ 3)是否可用共基放大电路？ 4)是否可用两级共射放大电路？
输入电阻小、输出 电阻大，影响f0
可引入电压串联负反馈，使 电压放大倍数大于3，且Ri大、 Ro小，对f0影响小
应为RC 串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、输入电 阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路。
若C C1且C C2，则
U i
U f
f0
2π
1 LC
C
与放大电路参数无关
若要振荡频率高，则L、C1、C2的取值就要小。当电容减 小到一定程度时，晶体管的极间电容将并联在C1和C2上，影 响振荡频率。 特点：波形好，噪声特性也不错; 是分立元件LC振荡器 最为常用的电路(包括其改进型)。
回差电压： U UT1 UT2
（3）窗口比较器： 有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次。
4、集成运放的非线性工作区
电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈
无源网络
理想运放工作在非线性区的特点： 1) 净输入电流为0 2) uP> uN时， uO＝＋UOM uP< uN时， uO＝－UOM
第八章 波形的发生和信号的转换
第八章 波形的发生和信号的转换
§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 信号的转换
§8.1 正弦波振荡电路
一、正弦波振荡的条件和电路的组成 二、RC正弦波振荡电路 三、LC正弦波振荡电路 四、石英晶体正弦波振荡电路
一、正弦波振荡的条件和电路的组成
必要吗？
模电第八章PPT课件
用电压跟随器 隔离滤波电路 与负载电阻
无源滤波电路的电路特点：无源滤波电路的滤波参数 随负载变化；可以用于高电压输入、大电流负载的情况。
有源滤波电路的电路特点：有源滤波电路的滤波参数不 随负载变化，可放大；不能输出高电压大电流，只适用于信 号处理，输出电压受电源电压的限制，输入电压应保证集成 运放工作在线性区；频率响应受组成它的晶体管、集成运放 频率参数的限制。
电路产生自激振荡
二阶低通、高通滤波器，为防止自激，应使 Aup < 3， 即要求RF<2R1 。
可见高通滤波电路与低通滤波电路的对数幅频特性互为 “镜像”关系。
第八章 信号处理电路
8.1.4 带通滤波器(BPF)
只允许某一段频带内的信号通过，将此频带以外的信号阻断。
U i
20lgAu
O 20lgAu
UUR1R 1RFUoA Uuop
U i R U M U R U M (U o U M )jC 0
U MU R
jCU
A uU U o i 1(3A u)pjA R up C (j R)2 C 1(
Aup
f )2 j 1
f0
Q
f f0
其中
Aup
1 RF R1
1
f0 2RC
1 Q
带A 载 u pR R ： L R L
1 fp2 π (R ∥ R L )C
A uA u p ffp 1 j
fp
存在问题：1、电压放大倍数低，最大为1；2、带负载 能力差：负载变化，通带放大倍数和截止频率均变化。
解决办法：利用集成运放与 RC 电路组成有源滤波器。
有源滤波电路
第八章 信号处理电路
Auo
1
模电第08章功率放大器(康华光)
一个管子的管耗: PT1 1 (VCCVo m Vo m ) RL π 4 当Vom=2VCC/ 时PT1最大: PT1m≈0.2Pom (4) 电源供给的功率PV : PV = Po+2PT1
Po (5) 效率 : = PV
（1-22）
2
5.缺点:不易调整Q点(VBE)
6. 电路的改进
O
iC
O
VCE
t
——晶体管导通的时 间大于半个周期,导通 角>180º 静态IC 0,管 , 耗较小效率较高,不失 真,一般功放常采用。
4.丙类工作状态——导通角小于180°
（1-4）
§8.2 甲类功率放大器实例
一. 共射极放大器
Rb R b1
ui vi
– vo +
+V +VCC CC
交流通路
+ vi –
若忽略VCES
: Pom 1 VCQ I CQ 1 VCC VCC 2 2 2 2 RL
=PVC静
上一页
(2)动态时电源提供的平均功率PVC
1 PVC 2
2
0
1 VCC iC d ( t ) 2
2
0
VCC ( I CQ I Cm sin t )d t =ICQ· CC V
2 (VCC VCES ) VCC PVC VCC 2 RL 2 RL
VCC VCES 当Q在中点时: I CQ 2 RL (3)电路的效率 定义: = Po/PVC 电路的最高效率: m=Pom/PVC 0.25
(4)甲类功率放大器的优缺点 优点:信号不失真。 缺点:静态功率大,输出功率小,效率低。
Po (5) 效率 : = PV
（1-22）
2
5.缺点:不易调整Q点(VBE)
6. 电路的改进
O
iC
O
VCE
t
——晶体管导通的时 间大于半个周期,导通 角>180º 静态IC 0,管 , 耗较小效率较高,不失 真,一般功放常采用。
4.丙类工作状态——导通角小于180°
（1-4）
§8.2 甲类功率放大器实例
一. 共射极放大器
Rb R b1
ui vi
– vo +
+V +VCC CC
交流通路
+ vi –
若忽略VCES
: Pom 1 VCQ I CQ 1 VCC VCC 2 2 2 2 RL
=PVC静
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(2)动态时电源提供的平均功率PVC
1 PVC 2
2
0
1 VCC iC d ( t ) 2
2
0
VCC ( I CQ I Cm sin t )d t =ICQ· CC V
2 (VCC VCES ) VCC PVC VCC 2 RL 2 RL
VCC VCES 当Q在中点时: I CQ 2 RL (3)电路的效率 定义: = Po/PVC 电路的最高效率: m=Pom/PVC 0.25
(4)甲类功率放大器的优缺点 优点:信号不失真。 缺点:静态功率大,输出功率小,效率低。
《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。
模拟电子技术基础课件(康华光)第八章
PO max
PE
= 25%
(RL=RE时)
电压放大器一般工作在甲类，其输出功率由功率三角形确 定。甲类放大的效率不高，理论上不超过50%。
乙类放大： 三极管180°导电。功率放大电路必须考虑效
率问题。静态电流是造成管耗的主要原因。为了降低静态时 的工作电流，三极管从甲类工作状态改为乙类工作状态。一 周期内只有半个周期iC＞0。没有输入信号时，信号输出功率 为零，电源供给的功率为零，管耗为零。信号增大，电源供 给的功率增大，输出功率增大。但输出出现了严重的失真。
8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路
静态时，偏置电路使 VK＝VC≈VCC/2（电容C充电达 到稳态）。 当有信号vi时 负半周T1导通，有电流通过负 载RL，同时向C充电 正半周T2导通，则已充电的电 容C通过负载RL放电。 只要满足RLC >>T信，电容C就 可充当原来的－VCC。 计算Po、PT、PV和PTm的公式 必须加以修正，以VCC/2代替原 来公式中的VCC。
VD
8.4.3带自举电路的单电源功放
当Vi = 0,VD = VCC − IC3R3
则 VC 3 = V D − V A = V CC V CC − I C 3 R3 − 2
V CC = − I C 3 R3 2
若R3C3足够大，电容两端的电压将基本为常数，不随vi 而变化。 所以当有信号时： end
乙类ห้องสมุดไป่ตู้补功放电路的管耗
2
2VCCVom Vom PT = PV − Po = − πRL 2 RL
显然，管耗与输出幅度有关，图5.2.2中画阴影 线的部分即代表管耗，PT与Vom成非线性关系，有 一个最大值。可用PT对Vom求导的办法找出这个最 大 值 。 PTmax 发 生 在 Vom=0.64VCC 处 ， 将 Vom=0.64VCC代入PT表达式，可得PTmax为
模拟电子技术课件第八章
0.45V2 RL
反向截止: D最大反向工作电压: VR≥ VRM=
2V2
9
单相桥式整流电路中的整流电桥可由四 个整流二极管组成，也可直接用集成的整流 桥块代替。 桥块
二极管桥
整流桥块
选择整流元件的主要指标：
1. 平均整流电流
10
2. 反向耐压
8.2 滤波电路
几种滤波电路
（a）电容滤波电路 （b）Π型滤波电路 （c）电感电容滤波电路（倒L型） 滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与负载RL串联。
（P209）
用稳压电路的技术指标去衡量稳压电路性能的高低。
(1)稳压系数Sr
Sr =
RL =常 数
稳压系数S用来反映电网电压波动对稳压电路的影响。 定义为当负载固定时，输出电压的相对变化量与输入电压 的相对变化量之比。
(2)输出电阻Ro
∆U o Ro = ∆U o
U I =常 数
输出电阻Ro 用来反映稳压电路受负载变化的影响。定 义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出电流变化量 之比。它实际上就是电源戴维南等效电路的内阻。
8.3.1 稳压电路的主要指标
1、引起输出电压不稳定的原因 2、稳压电路的技术指标
20
8.3.1 稳压电路的主要指标
1、引起输出电压不稳定的原因 引起输出电压变化的原因是负载的变化和输入电 压的变化。 即 V o =f (V I ,I o )
稳压电源方框图
21
2、稳压电路的主要技术指标
∆U o / U o ∆U I / U I
3.元件参数的确定 正常稳压时 UO ≈UZ
+
R
IO IZ DZ
+
IR
反向截止: D最大反向工作电压: VR≥ VRM=
2V2
9
单相桥式整流电路中的整流电桥可由四 个整流二极管组成，也可直接用集成的整流 桥块代替。 桥块
二极管桥
整流桥块
选择整流元件的主要指标：
1. 平均整流电流
10
2. 反向耐压
8.2 滤波电路
几种滤波电路
（a）电容滤波电路 （b）Π型滤波电路 （c）电感电容滤波电路（倒L型） 滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与负载RL串联。
（P209）
用稳压电路的技术指标去衡量稳压电路性能的高低。
(1)稳压系数Sr
Sr =
RL =常 数
稳压系数S用来反映电网电压波动对稳压电路的影响。 定义为当负载固定时，输出电压的相对变化量与输入电压 的相对变化量之比。
(2)输出电阻Ro
∆U o Ro = ∆U o
U I =常 数
输出电阻Ro 用来反映稳压电路受负载变化的影响。定 义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出电流变化量 之比。它实际上就是电源戴维南等效电路的内阻。
8.3.1 稳压电路的主要指标
1、引起输出电压不稳定的原因 2、稳压电路的技术指标
20
8.3.1 稳压电路的主要指标
1、引起输出电压不稳定的原因 引起输出电压变化的原因是负载的变化和输入电 压的变化。 即 V o =f (V I ,I o )
稳压电源方框图
21
2、稳压电路的主要技术指标
∆U o / U o ∆U I / U I
3.元件参数的确定 正常稳压时 UO ≈UZ
+
R
IO IZ DZ
+
IR
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
模拟电子技术第八章
4.验证电压调整率ku和内阻ro
8.3 线性串联稳压电路
8.3.1 串联型稳压电源的结构框图
– 线性串联稳压电源由电源变压器、整流电路、 滤波电路和稳压电路等部分构成。
线性串联稳压电路
• 当负载电流或电源电压变动而引起输出电压 UO升高时，电路有如下的变化过程：
为保证调整管 V1工作在放大 状态，调整管 两端的压降 UV1CE必须大于 等于2V。
• 【例8-1】 设计硅稳压二极管并联型稳 压电源，其内阻RO要求小于20Ω。要求 输出电压为12V，电压调整率小于1%， 负载电流的变化范围为0~6mA。
解：
1.确定输入电压UI 2.决定稳压管型号
选择稳压二极管2CW67，其参数为UZ=12V，IZmax=20mA， rZ≤18Ω
3.确定限流电阻R 电阻取标称值R=1.2 kΩ
• 当稳压二极管处于反向击穿状态时，其两端电 压略为变化，电流将发生快速变化，电压上升 时，分流电流变大，电压下降时，分流电流变
小变， 。从而使电阻RL上流过的电流IL基本保持不
1.工作原理
（1）负载电阻保持不变，而电网电压发生 波动时
（2）电网电压保持不变，而负载电流发 生变化时
2.电路参数计算
普通高等教育”十一五”国家级规划教材
模拟电子技术
徐丽香编著
电子工业出版社
第8章 直流稳压电源
• 学习目标：
（１）了解三端集成稳压器件的种类、主要参数、典 型应用电路，能识别其引脚；
（ ２）能识读集成稳压电源的电路图； （３）了解开关式稳压电源的框图及稳压原理；
（４）了解开关式稳压电源的主要优点，列举其在电 子产品中的典型应用；
2CZ52。
3.UI选取
模拟电子技术基础课件第8章集成运算放大电路的线性应用
16
3.差动输入特点
利用“虚短”、“虚断 ”和叠加原理，并利用静 态 平 衡 条 件 （ R1=R2 ， R3=RF ），可以求出Uo 与 Ui2和Ui1的差成比例。
输出电压Uo只与输入的差模部分有关，输入的共 模电压和运放偏置电流引起的误差被消除 。
17
电路静态平衡条件
由于集成运放输入级一般 采用差动电路，要求输入电 路两半的参数对称。 Rn=Rp Rn ：运放反相端到地之间 向外看的等效电阻； Rp：运放同相端到地之间 向外看的等效电阻。
Ri 100k
可以看出，该电路的比例系数为-50,输入电 阻得到了提高而反馈电阻不必很大。
30
8.2.3 加减运算电路
1. 加法运算电路 （1）反相端输入
U U 0
1) 节点电流法求解：
I f I i1 I i 2 I i 3 U i1 U i 2 U i 3 R1 R2 R3
2
本章的重点和难点
重点: 掌握基本运算电路（比例、加减、积分、 微分、对数、指数、乘法、除法）运算电路的 工作原理和运算关系，利用“虚短”和“虚断 ”的概念分析这些运算电路输出电压和输入电 压的运算关系。 理解模拟乘法器在运算电路中的应用。
3
本章的重点和难点
难点： 运算电路运算关系的分析和识别；对数、指 数运算电路和有源滤波电路的分析计算。
RF 整理得： O U i U R
输入电阻： Ri R
输出电阻：Ro 0
电压并联负反馈
R R // R f
'
20
2．同相比例运算电路
U U Ui
I I 0
U 0 Uo U R RF
整理得：
3.差动输入特点
利用“虚短”、“虚断 ”和叠加原理，并利用静 态 平 衡 条 件 （ R1=R2 ， R3=RF ），可以求出Uo 与 Ui2和Ui1的差成比例。
输出电压Uo只与输入的差模部分有关，输入的共 模电压和运放偏置电流引起的误差被消除 。
17
电路静态平衡条件
由于集成运放输入级一般 采用差动电路，要求输入电 路两半的参数对称。 Rn=Rp Rn ：运放反相端到地之间 向外看的等效电阻； Rp：运放同相端到地之间 向外看的等效电阻。
Ri 100k
可以看出，该电路的比例系数为-50,输入电 阻得到了提高而反馈电阻不必很大。
30
8.2.3 加减运算电路
1. 加法运算电路 （1）反相端输入
U U 0
1) 节点电流法求解：
I f I i1 I i 2 I i 3 U i1 U i 2 U i 3 R1 R2 R3
2
本章的重点和难点
重点: 掌握基本运算电路（比例、加减、积分、 微分、对数、指数、乘法、除法）运算电路的 工作原理和运算关系，利用“虚短”和“虚断 ”的概念分析这些运算电路输出电压和输入电 压的运算关系。 理解模拟乘法器在运算电路中的应用。
3
本章的重点和难点
难点： 运算电路运算关系的分析和识别；对数、指 数运算电路和有源滤波电路的分析计算。
RF 整理得： O U i U R
输入电阻： Ri R
输出电阻：Ro 0
电压并联负反馈
R R // R f
'
20
2．同相比例运算电路
U U Ui
I I 0
U 0 Uo U R RF
整理得：
模拟电子技术第八章
弦波信号。
反馈电阻 RF采用负温度系数的热敏电阻，
R?采用正温度系数的热敏电阻，均可实现自动稳幅。
2020/4/12
稳幅的其它措施
在RF回路中串联二个并联的二极管
电流增大时，二极管动态电 阻减小。电流减小时，动态 电阻增大，加大非线性环节， 从而使输出电压稳定。
Au
?
1?
R ?r
F
d
R?
2020/4/12
如果反馈电压 uf 与原输入信号 ui 完全相等，则即使 无外输入信号，放大电路输出端也有一个正弦波信号 —
—自激振荡。(电路要引入正反馈)
2020/4/12
动画 avi\11-1.avi
由此知放大电路产生自激振荡的条件是：
U?f ? U?i
即：
U?f ? F?U?o ? F?A?U?i ? U?i
6.如何组成矩形波、三角波和锯齿波发生发生电路？
7.为什么需要将输入信号进行转换？有哪些基本转换？
8.1 正弦波振荡电路
8.1.1概述
一、产生正弦波振荡的条件
U?i ? 2U i sin ? t U?U?f i ?~F?U?O
放大电路
A?
反馈网络 F?
U?o ? A?U?i
图 8.1.2 正弦波振荡电路的方框图
分类： RC正弦波振荡电路，频率较低，在1MHz以下。
LC正弦波振荡电路，频率较高，在1MHz以上。
2020/4/定。
三、判断电路能否产生正弦波振荡的方法和步骤
1. 检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分； 2. 检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正 常工作； 3. 分析电路是否满足自激振荡的相位平衡条件
?0
?
模电第3版电子教案第8章
8.5 集成三端稳压器
8.5.1 概 述
8.5.2 三端式固定输出集成稳压器
8.5.3 三端式可调集成稳压器
8.5.1 概 述
1. 特点 体积小、重量轻、外围元件少、使用调整方便和价廉。
2 . 类型
按结构分：串联型、并联型、开关型
串联型：调整元件和负载 RL为串联关系。 并联型：调整元件和负载 RL为并联关系。 开关型：调整管工作在开、关状态。
(1) 选W7805 则 UI = 8V
取 UI = 7V，
取 UI – UO = 3V I’O = 308 mA。
UI 8 U2 6.7 V 1.2 1.2
(2) 对二极管参数要求
正向平均电流 最大反向电压
U 2 7 1.2 R'L 27.3 I 'O 1.2
平均容量
1 P1 ( P P ) (3.5 5.8 )V A 4.65V A 1 2 2 2
散热器可取大于规定面积 100 100 4mm3（IO = 1.5A）
2. 具有短路保护环节扩大输出电流的稳压电路
IO = IO + IC1
T1与三端器件内部调整管并联，扩大输出电流。 负载较轻时T1截止；当负载电流 ，IRR， T1导通分流。 T2、Rs构成短路保护， T2在正常时截止，过流时导通。 导通后UCE2，使UBE1， IC1，起到限流的作用。
最大输入电压：40 V 最高工作频率：100 kHz 每路输出电流：100 mA 内部基准电压：5 V(承受 50 mA电流)
SW3524 引脚排列
反相输入
同相输入 输出 方波
–IN +IN 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9
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RC串并联选频网络的频率响应 串并联选频网络的频率响应
& & = Uf = F & Uo R + R∥ 1 jω C 1 jω C 1 jω C
＋R ∥
& F=
1 1 3 + j(ω RC − ) ω RC
1 1 &= 令f 0 = ，则F f f 2π RC 3 + j( − 0 ) f0 f
& 最大， 不但φ=0，且 F 最大，为1/3。 当 f=f0时，不但 ， 。
相位条件的判断方法： 相位条件的判断方法：瞬时极性法
+ & U −
i
极性？ 极性？
在多数正弦波振荡电路 输出量、 中，输出量、净输入量和 反馈量均为电压量。 反馈量均为电压量。
断开反馈， 断开反馈，在断开处给放大电路加 f＝f0的信号 i，且规 ＝ 的信号U 定其极性， 定其极性，然后根据 Ui的极性 Uo的极性 Uf的极性 的极性→ 的极性→ 极性相同，则电路可能产生自激振荡； 若Uf与Ui极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电路不 可能产生自激振荡。 可能产生自激振荡。
输入电阻小、输出 输入电阻小、 电阻大，影响f 电阻大，影响 0 可引入电压串联负反馈， 可引入电压串联负反馈，使 电压放大倍数大于3， 电压放大倍数大于 ，且Ri大、 Ro小，对f0影响小
应为RC 串并联网路配一个电压放大倍数略大于 、输入电 串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、 应为 阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路 的放大电路。 阻趋于无穷大、输出电阻趋于 的放大电路。
特点：耦合紧密，易振， 特点：耦合紧密，易振，振 幅大， 幅大，C 用可调电容可获得 较宽范围的振荡频率。 较宽范围的振荡频率。波形 较差，常含有高次谐波。 较差，常含有高次谐波。
& & 因为放大电路的输入电 阻就是它自身的负载，故A与F & 具有相关性；若增大 N ，则 A 增大，& 减小。 F
1
+
& Uf
−
+
−
+
& Ui ( f = f0 )
−
必要吗？ 必要吗？ 反馈电压取自哪个线圈？ 反馈电压取自哪个线圈？ 反馈电压的极性？ 反馈电压的极性？
电感的三个抽头分别接晶 体管的三个极， 体管的三个极，故称之为电 感三点式电路。 感三点式电路。
3. 电感反馈式振荡电路 电感反馈式振荡电路 振荡
二. 正弦波振荡电路的组成及分析方法
1. 基本组成部分
1) 放大电路：放大作用 放大电路： 2) 正反馈网络：满足相位条件 正反馈网络： 3) 选频网络：确定 0，保证电路产生正弦波振荡 选频网络：确定f 4) 非线性环节（稳幅环节）：稳幅 非线性环节（稳幅环节）： ）：稳幅
}
常合二为一
2.分析方法：判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法 2.分析方法： 分析方法
六、石英晶体正弦波振荡电路
1. 石英晶体的特点
SiO2结晶体按一定方向切割的晶片。 结晶体按一定方向切割的晶片。 压电效应和压电振荡： 压电效应和压电振荡：机械变形和电场的关系 固有频率只决定于其几何尺寸，故非常稳定。 固有频率只决定于其几何尺寸，故非常稳定。
感性 阻性 容性
因C << C0，故 fs ≈ f p ≈ 1 2 π LC
三.正弦波振荡电路的分类
常用选频网络所用元件分类。 常用选频网络所用元件分类。 1) RC正弦波振荡电路：几百千赫以下 正弦波振荡电路： 千赫以下 正弦波振荡电路 几百千赫 2) LC正弦波振荡电路：几百千赫～几百兆赫 正弦波振荡电路： 千赫～ 正弦波振荡电路 几百千赫 几百兆赫 3) 石英晶体正弦波振荡电路：可等效为LC正弦 石英晶体正弦波振荡电路：可等效为LC正弦 波振荡电路，振荡频率非常 非常稳定 波振荡电路，振荡频率非常稳定
一. 产生正弦波振荡的条件
在电扰动下，对于某一特定频率 的信号形成正反馈： 在电扰动下，对于某一特定频率f0的信号形成正反馈： X o ↑→ X i' → X o ↑↑ 由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制， 由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，最 终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。 终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。。
一般LC选频网络的 为几百 石英晶体的Q可达 可达10 一般 选频网络的Q为几百，石英晶体的 可达 4～ 选频网络的 为几百， 106；前者 前者∆f/f为10－5，后者可达 －10～10－11。 后者可达10 为
2. 石英晶体正弦波振荡电路
（1）并联型电路 ） （2）串联型电路 ）
石英晶体工作在哪个区？ ① 石英晶体工作在哪个区？ 石英晶体工作在哪个区？ ① 石英晶体工作在哪个区？ ② 两级放大电路分别为哪种 ② 是哪种典型的正弦波振荡 基本接法？ 基本接法？ 电路？ 电路？ 的作用？ ③ C1的作用？
3. RC桥式正弦波振荡电路（文氏桥振荡器） 桥式正弦波振荡电路（文氏桥振荡器） 桥式正弦波振荡电路
用同相比例运算电路作放大电路。 用同相比例运算电路作放大电路。
Rf ≥ 2R1
因同相比例运算电路有非常好的线 性度， 性度，故R或Rf可用热敏电阻，或加 或 可用热敏电阻， 二极管作为非线性环节。 二极管作为非线性环节。
& Uf
−
+
−
+
& Ui ( f = f0 )
特点： 特点： 易振，波形较好；耦合不紧密， 易振，波形较好；耦合不紧密， − 损耗大，频率稳定性不高。 损耗大，频率稳定性不高。 为使N 耦合紧密，将它们合二为一， 为使 1、N2耦合紧密，将它们合二为一，组成电感反馈 式电路。 式电路。
3. 电感反馈式振荡电路
1) 是否存在主要组成部分； 是否存在主要组成部分； 2) 放大电路能否正常工作，即是否有合适的 点，信号是 放大电路能否正常工作，即是否有合适的Q点 否可能正常传递，没有被短路或断路； 否可能正常传递，没有被短路或断路； 3) 是否满足相位条件，即是否存在 f0，是否可能振荡 ； 是否满足相位条件， 4) 是否满足幅值条件，即是否一定振荡。 是否满足幅值条件，即是否一定振荡。
RC 双T选频网络 选频网络 RC 移项式电路
−
+
& Ui
−
−
−
+
1) RC 移相电路有几级才可 能产生正弦波振荡？ 能产生正弦波振荡？ 2) 若R 和C 互换呢？ 互换呢？
选频网络和正反馈 网络是两个网络。 网络是两个网络。
作业： 作业：8.1 8.6 自测题二
8.7
五、LC 正弦波振荡电路
1. LC并联网络的选频特性 并联网络的选频特性 并联
讨论三
同名端？ 同名端？
−
+
−
+ +
& Ui −
注意事项： 注意事项： 1. 放大电路必须能够正常工作，放大电路的基本接法； 放大电路必须能够正常工作，放大电路的基本接法； 2. 断开反馈，在断开处加 f=f0的输入电压； 断开反馈， 的输入电压； 3. 找出在哪个元件上获得反馈电压，是否能取代输入电压。 找出在哪个元件上获得反馈电压，是否能取代输入电压。
由于电感对高频信号呈现较大的电抗， 由于电感对高频信号呈现较大的电抗，故波形中含高 次谐波，为使振荡波形好，采用电容反馈式电路。 次谐波，为使振荡波形好，采用电容反馈式电路。
4. 电容反馈式（电容三点式）振荡电路 电容反馈式（电容三点式）振荡电路
作用？ 作用？
−
+
1 f0 ≈ 2π L ⋅ C1C2 (C1 + C2 )
文氏桥振荡 器的特点？ 器的特点？
频率可调的文氏桥振荡器
改变电容以粗调， 改变电容以粗调，改变电 位器滑动端以微调。 位器滑动端以微调。 加稳压管可以限制输出电 压的峰-峰值 峰值。 压的峰 峰值。
同轴 电位器
讨论一：合理连接电路， 讨论一：合理连接电路，组成文氏桥振荡电路
+
+
−
+
+
−
讨论二：判断图示电路有可能产生正弦波振荡吗？ 讨论二：判断图示电路有可能产生正弦波振荡吗？
LC选频放大电路→正弦波振荡电路 选频放大电路→
当f=f0时， 电压放大倍 数的数值最 大，且附加 相移为0。 相移为 。
附加相移
放大电路 Uo
反馈网络
构成正弦波 振荡电路最简 单的做法是通 过变压器引入 反馈。 反馈。
2. 变压器反馈式振荡电路 变压器反馈式振荡电路
+
必须有合适的同名 必须有合适的同名端！ 分析电路是否可能产生正弦 波振荡的步骤： 波振荡的步骤： 1) 是否存在组成部分 2) 放大电路是否能正常工作 3) 是否满足相位条件 C1是必要的吗？ 是必要的吗？
理想LC并联网络在谐振时呈纯阻性， 理想 并联网络在谐振时呈纯阻性，且 并联网络在谐振时呈纯阻性 阻抗无穷大。 阻抗无穷大。 1 谐振频率为 f 0 = 2 π LC 在损耗较小时， 在损耗较小时，品质因数及谐振频率
1 L 1 Q≈ ⋅ ，f 0 ≈ R C 2 π LC
损耗
Байду номын сангаас
电容和电感中电流各约为多少？ 在f＝f0时，电容和电感中电流各约为多少？网络的电 ＝ 阻为多少？ 阻为多少？
若C << C1且C << C2，则
−
& Uf
+
& Ui
−
f0 ≈
C
−
+
1 2 π LC
与放大电路参数无关
若要振荡频率高， 的取值就要小。 电容减 若要振荡频率高，则L、C1、C2的取值就要小。当电容减 、 小到一定程度时 晶体管的极间电容将并联在C 小到一定程度时，晶体管的极间电容将并联在 1和C2上，影 响振荡频率。 响振荡频率。 特点：波形好，振荡频率调整范围小，适于频率固定的场合。 特点：波形好，振荡频率调整范围小，适于频率固定的场合。