山西农业大学模拟电子技术复习资料第8章精品文档
模拟电子复习资料
模拟电子技术辅导材料《模拟电子技术》课程教学的主要内容和基本要求课程结构●主要内容和基本要求一、总体要求掌握以下方面的内容1.简单直流电路的基本分析方法。
2.用图解法和微变等效电路法分析非线性电路。
3.基本放大器、多级放大器及负反馈放大器的分析。
4.集成运放和集成功放电路的分析。
5.正弦波振荡电路的分析与应用。
6.直流稳压电源的分析与应用。
二、各部分内容要求:〔一〕半导体管1.掌握二极管的结构、符号、伏安特性及其单向导电性,注意其开关特性的分析。
2.掌握三极管的电流分配关系、特性曲线和等效电路。
熟悉三极管放大的外部条件,了解三极管的主要参数。
3、熟练掌握二、三极管电路的分析方法〔二〕基本〔单级〕放大器1.熟悉基本放大电路的组成和性能指标。
2.熟练掌握三种基本组态〔共发、共射、共集〕放大电路的结构特点、分析方法和性能指标特点。
静态工作点是直流量,必须由直流通道求取;输入电阻、输出电阻、电压放大倍是交流量,必须由交流通道求取。
3. 熟练掌握用等效电路分析法分析计算基本放大电路和分压式放大电路的静态工作点、输入电阻、输出电阻、电压放大倍数等参数。
〔三〕多级放大器1.熟悉多级放大电路的组成和性能指标。
2.掌握多级放大器的耦合方式及优缺点。
2.掌握直流放大器及差动放大器的特点。
3.熟悉多级放大器的增益的计算。
〔四〕反馈放大器1.熟悉四种反馈组态的判断。
2.掌握四种反馈组态对放大电路工作性能的影响。
3.熟悉深度负反馈放大电路的分析方法并能近似估算电压放大倍数。
4.能根据输入及输出要求引相应的负反馈。
〔五〕集成运算放大电路及其运用1.熟悉差动放大电路、恒流源式差动放大器的电路结构。
2.掌握差动放大电路、恒流源式差动放大器的静态工作点、输入、输出电阻、电压放大倍数的计算。
3.掌握线性集成运放的特点。
〔1〕掌握以下放大器的构成同相比例运放、反相比例运放、加法器、减法器、跟随器。
〔2〕熟练计算上述放大器的输入电压与输出电压的关系或电压放大倍数。
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)
模拟电子技术基础8
T↑ Ic(IE)↑
UE ↑ (=IERe)
↓
IB ↓
UBE ↓ (=UB-UE)
动画:2-5射极偏置电路
UBQ
Rb1 Rb1 Rb2
Vcc
P102:将输出量通过一定的方式引回到输 入回路来影响输入量的措施称为反馈。
由于反馈的结果使输出量的变化减小,称 为负反馈。
由于反馈出现在直流通路中,称为直流负 反馈。
2011
2.1 放大的概念和放大电路的主要 性能指标
2.1.1 放大的概念
放大的对 象是变化量
放大的实质是 能量控制和转换
电子电路放大的基本特征是功率放大 放大的基本要求(前提):不失真
2.1.2 放大电路的性能指标
输入电阻 Ri
输出电阻 Ro
1.放大倍数 A
定义:
A
X O X i
衡量放大电路的放大能力
Uo
得
Ro
(Uo Uo
1)RL
衡量放大电路带负 载的能力
输入电阻和输出电阻对放大能力的影响
4. 通频带 fbw
f A↓=0.7Am
fbw=fH-fL
衡量放大电路 对信号频率的适 应能力
fH 上限截止频率 fL 下限截止频率
5. 非线性失真系数 D
A1 —— 基波幅值 A2,A3 ,… —— 谐波幅值
定义:
D
A A12
2
A A13
2
6. 最大不失真输出电压 Uom 7. 最大输出功率Pom与效率
Pom Pv
负载获得的最大功率 电源消耗的功率
IC
IB UBE
UCE
2.2 基本共射放大电路的工作原理
2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件的作用
山西农业大学模拟电子技术复习资料第8章-PPT精选文档77页
当交变电压频率 = 固有频率时,振幅最大
压电谐振
固有频率只决定于其几何尺寸,故非常稳定。
30.11.2019
四 石英晶体正弦波振荡电路
3. 石英晶体的等效电路与频率特性
等效电路:
频率特性:
A. 串联谐振
1
fs 2 LC
容性
晶体等效阻抗为纯阻性
B. 并联谐振
fp
2
1 LC
1 C C0
fs
|AF|>1,且A+ B =2n,即可起振。
稳幅: 起振后,输出信号将逐渐增大,当输出信号幅值增加到一定程度时,就要限 制它继续增加,若不采取稳幅,这时若|AF|仍大于1,则输出将会饱和失真。 达到需要的幅值后,将参数调整为AF=1,即可稳幅。 稳幅的作用就是,当输出信号幅值增加到一定程度时,使振幅平衡条件
4.分析方法
1) 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Q点,信号是否可能正常传递, 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 ; 4) 是否满足幅值条件,即是否一定振荡。
30.11.2019
相位条件的判断方法:瞬时极性法
U i
反馈信号代替了放大电路的输入信号。
30.11.2019
1. 正弦波振荡的条件
在电扰动下,对于某一特定频率f0的信号形成正反馈:
Xo Xi' Xo
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。。
一旦产生稳定的振荡,则电路的输出量自维持,即: Xo AFXo
f
当 f, U f , F, F
φF
90°
30.11.2019
模拟电子技术第8章答案
参考文献
01
[1] 童诗白. 模拟电子技术基础(第五版)[M]. 北京: 清华大学 出版, 2018.
02
[2] 何宝祥. 模拟电子技术基础教程[M]. 北京: 人民邮电出版 社, 2017.
03
[3] 谢嘉奎. 电子线路(线性部分)第五版[M]. 北京: 高等教育 出版社, 2015.
THANKS FOR WATCHING
总结词
了解放大电路的直流和交流分析方法,对于分析放大电路的性能至关 重要。
详细描述
直流分析主要是确定静态工作点,而交流分析则是研究放大电路对信 号的放大性能,包括电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等。
放大电路的静态分析和动态分析
总结词
静态分析主要关注放大电路的直流工作状态,而 动态分析则关注交流信号的作用。
02 章节内容回顾
放大电路的分类
按功能
电压放大电路、电流放大电路、 功率放大电路
按频率
低频放大电路、高频放大电路、超 高频放大电路、甚高频放大电路
按用途
前置放大电路、功率放大电路、驱 动放大电路等
放大电路的主要性能指标
电压增益
表示放大电路对输入信号的放 大能力,单位为分贝(dB)
输入电阻和输出电阻
模拟电子技术第8章答案
contents
目录
• 引言 • 章节内容回顾 • 重点与难点解析 • 习题答案与解析 • 总结与展望 • 参考文献
01 引言
主题概述
01
模拟电子技术第8章主要介绍了电子器件的噪声和非 线性失真。
02
这一章的内容对于理解电子设备的工作原理和性能 优化至关重要。
03
通过学习这一章,读者可以深入了解电子器件在实 际应用中的限制和挑战。
模电第八章习题参考答案
第八章习题参考答案1. 设图8.58中A 均为理想运算放大器,试求各电路的输出电压。
Ωk 10Ωk 20(a)U o2(b)Ωk 202V(c)U o3图8.58 题1图1.解答:对图(a ),根据运放虚短、虚断的特点可以得到Ω-=Ω-k 1002k 2021o U 进一步可以求得V61o =U 对图(b ),根据运放虚短、虚断的特点可以得到Ω-=Ω-k 20V2k 100V 22o U 进一步可以求得V62o =U 对图(c ),根据运放的虚短、虚断特性容易求得V2o3=U 2. 电路如图8.59所示,集成运放输出电压的最大幅值为14V,U i 为2V 的直流信号,分别求出下列各种情况下的输出电压。
±(1)R 2短路;(2)R 3短路;(3)R 4短路;(4)R 4断路。
o图8.59 题2图2.解答:(1)时可以得到,求得02=R ⎪⎩⎪⎨⎧-==1i3o M 0R U R U U V4o-=U (2)时可以得到03=R ⎪⎩⎪⎨⎧=-=-=M oi 12M V4UU U R R U (3)时支路无电流,放大电路相当于开环应用, 04=R 2R V14o -=U (4)时可以得到∞=4R V 8i 132o -=+-=U R R R U 3. 如图8.60所示电路,设A 为理想集成运算放大器。
(1)写出U o 的表达式;(2)若R f =3k ,R 1=1.5k ,R 2=1k ,稳压管VZ 的稳定电压值U Z =1.5V ,求U o 的值。
ΩΩΩ图8.60 题3图3.解答:(1)图中的集成运算放大器组成了同相比例运算电路,其输出电压表达式为P 1f N 1f o 11U R R U R R U ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=当稳压管VZ 的稳定电压值时,,输出电压表达式为V 10Z<U Z P U U =Z 1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=当稳压管VZ 的稳定电压值时,,输出电压表达式为V 10Z>U k P U U =k1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=(2),故输出电压表达式为V 10V 5.1Z<=U Z 1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=将,,代入上式得Ω=k 3fR Ω=k 5.11R V 5.1Z =U V5.4V 5.1k 5.1k 31o =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛ΩΩ+=U 4. 如图8.61所示电路中,A 为理想运算放大器,已知R 1=R w =10k ,R 2=20k ,U i =1V ,输出电压的最大值为12V ,试分ΩΩ±别求出当电位器R w 的滑动端移到最上端、中间位置和最小端时的输出电压U o 的值。
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
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
模拟电子技术基础中的常用公式必备PDF.pdf
重点:放大电路的工作原理、共射放大电路。 难点:放大 电路的工作原理。
教学目标:掌握 放大电路的工作原理、共射放大电路。理解 放 大电路的静态分析。了解共集放大电路。 第 9 章 集成运算放大器
70
书山有路
主要内容:运算放大器的简单介绍、放大电路中的反馈、基本
式中,iD 为流过二极管的电流,uD。为加在二极管两端的电压, VT 称为温度的电压当量,与热力学温度成正比,表示为 VT = kT/q 其 中 T 为热力学温度,单位是 K;q 是电子的电荷量,q=1.602×10-19C; k 为玻耳兹曼常数,k = 1.381×10-23 J/K。室温下,可求得 VT = 26mV。 IR(sat)是二极管的反向饱和电流。
GS0126 PCM =ICUCE
GS0127
ID
=
I
DSS
(1
−
UGS VP
)2 ,IDSS 是
UGS=0
时的漏极饱和电流,
VP 称为夹断电压。
7.2 基本放大电路
GS0201 GS0202
IB
=
EC
− U BE Rb
EC Rb
IC = I B + ICEO I B
GS0203 UCE = EC − IC RC
74
书山有路
GS0120
I B = f (U BE ) |UCE =C (C 表示常数)
GS0121 GS0122 GS0123 GS0124 GS0125
I C = f (U CE ) |IB =C
IC IB
=
I C I B
|UCE
模拟电子技术第八章节习题答案
详细描述
题目三要求根据给定的技术指标,设计一个放大电路。在设计过程中,需要考虑放大电 路的各项性能参数,如电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、带宽等,以满足实际应用 的需求。通过这一题目,掌握了放大电路的设计方法,为今后在实际应用中设计放大电
路打下了基础。
03
重点与难点
重点知识点回顾
放大电路的组成和工作原理
题目3
分析一个振荡电路的稳定性,包括频率稳定性、相位稳定 性等,并设计一个稳定的振荡电路。
实际应用案例分析
1 2 3
题目1
分析一个音频功率放大器的性能指标,包括输出 功率、效率、失真度等,并针对其中一项指标进 行优化设计。
题目2
分析一个无线通信接收机的性能指标,包括灵敏 度、抗干扰能力、动态范围等,并针对其中一项 指标进行优化设计。
难点解析与突破
复杂放大电路的分析方法
放大电路的频率响应分析
掌握复杂放大电路的分析方法,如多级放 大电路、差分放大电路等,能够分析其性 能参数和特点。
理解放大电路频率响应的概念,掌握频率 响应的分析方法,了解频率失真和通频带 等概念。
集成运算放大器的应用
模拟电子技术的实验操作
了解集成运算放大器的基本原理和应用, 如加法器、减法器、积分器等基本运算电 路的设计和分析。
掌握放大电路的基本组成和工作原理, 包括输入输出电阻、电压放大倍数等 参数计算和分析。
放大电路的分类和特点
了解不同类型放大电路的特点和适用 范围,如共射、共基、共集等基本放 大电路。
放大电路的稳定性分析
理解放大电路稳定性的概念,掌握消 除放大电路自激振荡的方法。
功率放大电路的分析与设计
掌握功率放大电路的基本原理和设计 方法,了解功率放大电路的效率、失 真和散热等问题。
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LC并联谐振回路的幅频特性曲线: |Z|
Q小 Q大
品质因数Q值越大, 曲线越陡越窄,选 频特性越好。
2019/10/3
o
在LC振荡器中,反馈信号通过互感 线圈引出。
互感线圈的极性(同名端)判别
初级线圈
次级线圈
同名端 1 2 3 4
2019/10/3
i
+
u
CL
uf
-
+1
–2 +3 –4
2. 变压器反馈式电路
2019/10/3
因同相比例运算电路有非常好的线性度,故 R 或 Rf 用热敏电阻,或 加二极管作为非线性环节。
能自行启动的电路(1)
R C
RC
RT
t
_
A
+
R1
半导体 热敏电阻
起振时,RT略大于2R1,使 |AF|>1,以便起振;
uo
起振后,uo逐渐增大,则RT
逐渐减小,使得输出uo为某
值时,|AF|=1,从而稳幅。
B. 若首端或尾端交流接地,则其他两 端相位相同。
首端
中间端
L1 C
L2
尾端
电感三点式
首端 中间端
尾端
C1 L
C2
电容三点式
2019/10/3
3.电感三点式振荡电路
特点:耦合紧密,易振,振幅大, C 用可调电容可获得较宽范围的振 荡频率。波形较差,常含有高次 谐波。
因为放大电 阻 路 就 的 是 输 它 入 自 故 电 A 身 与 F 具 的有 负相 载关 , 若增 N1, 大则 A 增大 F 减 , 小。
第八章 波形的发生和 信号的转换
2019/10/3
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
2019/10/3
§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
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 4) 是否可能满足幅值条件
1. 电路结构
2.工作原理:
三极管共射放大器:A 180o
利用互感线圈的异名端:
F 180o
AA36o0满足相位条件。
2019/10/3
2019/10/3
一 正弦波振荡的条件和电路的组成
1. 正弦波振荡的条件 无外加信号,输出一定频率一定幅值的信号。 与负反馈放大电路振荡的不同之处:在正弦波振荡电路中引入的是正
反馈,且振荡频率可控。正反馈放大电路如图示。(注意与负反馈方框 图的差别)
XiXi Xf 如果:Xi X f 则去掉 X i ,仍有信号输出。
2019/10/3
uo
t
Rt
A
能自行启动的电路(2)
D1 R21 R22
R C
R
C
D2 _
A +
R1
2019/10/3
R22为一小电阻,使(R21+R22) 略大于2R1,|AF|>1,以便 起振;
随着uo的增加,R22逐渐被短 接,A自动下降到使|AF|=1, 使得输出uo稳定在某值。
频率可调的文氏桥振荡器
f
φF
当 f, U f , F, F
0
f
-90°2019/1Fra bibliotek/3在频率从0~∞中必有一个频率f0,使φF=0º。
RC串并联选频网络的频率响应:
F UUof R
R∥ 1
jC
1 +R∥ 1
jC
jC
F
1
3j(RC1RC)
令f02π1RC ,则 F3j(
极性?
在多数正弦波振荡电路中,
输出量、净输入量和反馈量均 为电压量。
断开反馈,在断开处给放大电路加 f=f0的信号Ui,且规定其极性, 然后根据:
Ui的极性→ Uo的极性→ Uf的极性 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。
2019/10/3
5.分类
常用选频网络所用元件分类。 1) RC正弦波振荡电路:1兆赫以下 2) LC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:振荡频率稳定
1 jR2C2
选频特性:F Uf Z2 Uo Z1 Z2
2019/10/3
二 RC 正弦波振荡电路
1. RC串并联选频网络
(1)当信号的频率很低时:
1 C
>>R
其低频等效电路为:
.
.
I
Uf
. Uo
其频率特性为:
|F|
当 f 0 , U f 0 , F 0 , F 90 0
从 AF1回到 AF1。
Uo 是振荡器的电压输出幅度,B是要求输出的幅度。起振时Uo=0,达到
稳定振荡时Uo=B。 U o B时, AF 1 U o B时, AF 1 U o B时, AF 1
2019/10/3
3.基本组成部分
1) 放大电路:放大作用 2) 正反馈网络:满足相位条件 3) 选频网络:确定f0,保证电路产生正弦波振荡(经常与反馈网络合二为一) 4) 非线性环节(稳幅环节):使电路易于起振又能稳定振荡,波形失真小。
2019/10/3
四 石英晶体正弦波振荡电路
1. 石英晶体的特点
晶振:是用石英谐振器控制和稳定振荡频率的电路, 特点:振荡的频率稳定度很高(即△f /f0很小)。
频率稳定度一般由△f /f0来衡量。 f ——频率偏移量。 f 0 ——振荡频率。
石英谐振器是利用石英晶体(类似玻璃、二氧化硅等材料)的压电 效应制成的谐振器件。先将石英晶体按一定的方位切割成薄片后抛光, 然后在薄片的两个相对的表面上涂敷银层,作为两个金属极板引线接 至管脚。
4.分析方法
1) 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Q点,信号是否可能正常传递, 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 ; 4) 是否满足幅值条件,即是否一定振荡。
2019/10/3
相位条件的判断方法:瞬时极性法
U i
3.电感三点式振荡电路
U f
Ui(f f0)
反馈电压取自哪个线圈? 反馈电压的极性?
2019/10/3
电路特点
电感的三个抽头分别接晶体 管的三个极,故称之为电感三 点式电路。
三点的相位关系
中间端的瞬时电位一定在首、尾端 电位之间。
A. 若中间点交流接地,则首端与尾端 相位相反。
反馈信号代替了放大电路的输入信号。
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1. 正弦波振荡的条件
在电扰动下,对于某一特定频率f0的信号形成正反馈:
Xo Xi' Xo
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。。
一旦产生稳定的振荡,则电路的输出量自维持,即: Xo AFXo
自激振荡的条件:AF 1AF 1
AF 2nπ
幅值平衡条件
相位平衡条件
幅值条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。 相位条件意味着振荡电路必须是正反馈;
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2. 起振与稳幅
要产生正弦波振荡,必须有满足相位条件的f0,且在通电时对于f= f0信号 有从小到大直至稳幅的过程,即满足起振条件。
起振:
起振过程
振荡电路是单口网络,无须输入信号就能起振,起振的信号源来自电 路器件内部噪声。
噪声即瞬态扰动,这些扰动可分解为各种频率的分量,其中包括满足相
位平衡条件的某一频率f0分量。f0的噪声信号被放大,成为振荡电路的输 出信号。
选频网络:把fo分量选出,把其他频率的分量衰减掉。这时,要求:
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当交变电压频率 = 固有频率时,振幅最大
压电谐振
固有频率只决定于其几何尺寸,故非常稳定。
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四 石英晶体正弦波振荡电路
3. 石英晶体的等效电路与频率特性
等效电路:
频率特性:
A. 串联谐振
1
fs 2 LC
容性
晶体等效阻抗为纯阻性
B. 并联谐振
fp
2
1 LC
1 C C0
fs
C 1
C0
通常 C C0 ,所以 fs 与 fp 很接近
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感性 阻性
实际使用时外接一小电容Cs:
则新的谐振频率为:
Cs
fs21LC
1 C C0 Cs
fs
1 C C0 Cs
由于 C C0Cs
fs fs12(C0CCs)
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。
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4.电容三点式振荡电路
U i
f0
2π
1 LC1C2 (C1C2)
U f
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,振荡频率调整范围小,适于频率固定的场合。
石英晶体品质因数Q(= ω0 / L)很高,可达104~106数量级,因此利用石英 谐振器可以构成频率稳定度很高的晶振电路。
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四 石英晶体正弦波振荡电路
结构:
V
晶片
符号:
敷银层