模拟电子技术 第七章 波形的产生和变换电路

又因为F ： 3
Z
1j(1Rjo1)C
,
Z2
R
1
jFC
R 1
1 3
幅频特性所
令
相频特性
o
以，F F 1 1
3
23(
j(oRωCo )-2
1
RC
)
FFOarcRt1aCn1，o
3 j(
则 上o
3
o )
式
可
化
简
jC
o
幅频特性曲线
F
为
2
o
2
o
相频特性曲线
4、电路分析 1）RC串并联选频网络及正反馈（正反馈系数F=1/3）
..
AF 1
1与够) 输振振入荡幅电 所平压 必衡需u条i的的件幅第：值一要要个求相条振等件荡，。电这路是的振反荡馈电电路压能uf
2) 相位平衡条件：要求振荡电路的反馈电压uf与 输入电压ui相位必须相同，也就是说，必须保证 反馈电路是正反馈，这是振荡电路能够振荡所 必需的第二个条件。
a f 2n ( n 0,1,2,3,)
• 7.1 正弦波振荡电路的基本理论 1.振荡产生的基本原理
• 不需要外加激励信号，电路就能产生输出信号 的电路称为信号发生电路或波形振荡器。能产生 正弦波信号的电路称为正弦波振荡电路或正弦振 荡器。振荡的起振波形和结构框图如图7-1所示。
2.振荡的平衡条件和起振条件 (1)振荡平衡条件 振荡的平衡条件包括振幅平 衡条件和相位平衡条件。
5.正弦波振荡电路类型 (1)RC振荡电路 选频网络由R、C元件组成。 (2)LC振荡电路 选频网络由L、C元件组成。 (3)石英晶体振荡电路 选频作用主要依靠石英 晶体谐振器来完成。
6、自激振荡的工作原理-虚拟 （1）单刀开关掷于“2”
（2）单刀开关掷于“1”
7、正弦波振荡器实际工作过程-了解 （1）通电、元件老化、温度波动等干扰包含无数个 频率成分的微弱信号，“原始激励信号”。不是无 中生有
第七章 波形的产生和变换电路
概况
1、引入及作用 波形发生电路和波形变换电路在实 验室、测量、自动控制、通讯、无 线电广播和遥测遥感等许多技术领 域中有着广泛的应用，收音机、电 视机和电子钟表等日常生活用品也 离不开它。
生活、工作中各种声音
2、波形发生电路：它们不需要外加输入信号 就能产生各种周期性的连续波形，例如正 弦波、方波、三角波和锯齿波等。波形发 生电路包括正弦波振荡电路和非正弦波振 荡电路。
谐振频率：
ຫໍສະໝຸດ Baiduf0
1
2 RC
谐振频率U1、U2同相位，满足正反馈
+R C
U1
Z1 +
_
C R Z2U_2
+
C
U1
+
R
U 2
_
_
+ R
U1
+
C
U 2
_
_
RC串并联选频网络
低频等效电路
高频等效电路
3、正反馈系数：F=1/3
RC串并联选频网络的电压传输系数（或称反
馈系数）为:
F
U 2 U 1
Z2 Z1 Z2
： ： ：UUU
o f f
与 与 与
UUU
反相
i
反相
o
同相
i
(3)振荡频率及电路特点
变压器反馈式振荡器的
振荡频率为
1
fo 2 LC
特点
结构简单 容易起振 调节方便
4. 三点式振荡器 (1).电感三点式振荡器
容易起振 特点
调节方便
+VCC
RB1
+
CB
+
RC
+ CC
++
1
Ui RB2 _
RE
+CE M
(2)振荡的起振条件
AF 1
a f 2n ( n 0,1,2,3, )
3.正弦波振荡电路的组成及作用 (1)放大电路 在振荡电路中，放大电路主要作 用是满足振荡电路的振幅条件，如果没有放大 信号，振荡电路就会逐渐衰减，不能产生持续 的正弦波振荡。 (2)正反馈网络 正反馈网络的主要作用是形成 正反馈，满足振荡电路的相位条件。
正弦波振荡（振荡元件）LC 振荡器(几百 kHz 以上)
石英晶体振荡器(频率稳定度高)
非正弦波振荡： 方波、 三角波、锯齿波等
主要性 输出信号的幅度准确稳定 能要求： 输出信号的频率准确稳定
第5章 信号产生电路
4、自激振荡-------不需要外加激励，自己就可以将直 流能量转换为一定频率和一定幅度的交流信号输 出的现象。 能产生自激振荡的电路称为振荡器，又叫自 激振荡器。
2）同相比例运算放大电路：
A R1 Rt 3 R1
起振条件，因为|AF|>1，即A>3；
Rt 2R1
3）具有稳幅RC振荡器实用-示例
稳幅分析：R4具有正的温度系数，起振时：电压小电 阻小，A=1+R3/R4，即A>3；正反馈循环放大，电压 大电阻大，A=3；完成稳幅。
信号产生电路
7.2.2 LC正弦波振荡电路
（2）利用选频及正反馈对所需单一频率进行循环放 大，“起振”。
AF 1
（3）利用稳幅环节输出单一所需频率及幅值信号。
|AF|=1
7.2正弦波振荡电路 7.2.1文氏电桥振荡器（RC振荡器）-重点
1.RC桥式振荡电路-基本形式（实验室分离元件组成）
7.2正弦波振荡电路
2、RC串并联选频网络及原理-谐振频率
L1
2
C
U+f L2
+3
1) 工作原理
U
与
f
U
同
i
相
2)振荡频率及电路特点
1 f
2 ( L1 L2 2 M )C
4. 三点式振荡器 1).简易交流通路
C、L1和L2构成谐 振回路的三个端 点分别与晶体管 的三个极相连接 ，且反馈信号由 电感线圈L2上取 得，故称为电感 三点式振荡器。
1、定义：由电感、电容构成的振荡器称为LC振荡器。
2、LC振荡器分类 变压器反馈式振荡器
三点式振荡器
3. 变压器反馈式LC振荡器
RB1
C
（1）电路原理图
CB
+
+
++
+VCC M
_
++
UoL
Lf Uf
+
Ui RB2 _
RE
+ CE
谐振放大器
反馈网络
(2) 工作原理 振荡器为正反馈
简易交流通路
因 又 故
3、波形变换电路：能将一种波形变换成另 一种波形，例如将方波变换成三角波，将 三角波变换成锯齿波或正弦波等。
3、信号产生电路 (振荡器)-分类
1）依核心元件：分离、集成
用集成电路实现的信号波形发生器与其他信号波形发生器相比,其 波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标,都有了很大的提高。
2）依波形
RC 振荡器(1 kHz ~ 数百 kHz)
(3)选频网络 选频网络的主要作用是选 取单一频率的正弦波信号。 (4)稳幅环节 稳幅环节的主要作用是使 电路起振后满足|AF|=1,振荡幅值稳定， 改善波形，通过负反馈实现。
4.正弦波振荡电路能否振荡的判断方法 (1)检查电路是否具有放大电路、正反馈网络、 选频网络和稳幅环节。 (2)检查放大电路是否工作在放大状态。 (3)分析电路是否满足自激振荡条件（重点、难 点）。