第九章波形发生电路和集成运放的非线性应用.

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2.正弦波发生电路的组成部分
4.稳幅环节 电路满足起振条件后，输出信号将逐渐增 大。当幅值增大到一定程度后，放大电路中的 晶体管进入饱和或者截止区，输出波形将产生 失真。故电路中还必须有稳幅环节，其作用是 在振荡建立后，使幅值条件从 AF 1 自动演 变为 AF 1 ，使输出波形基本不失真。
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9.1.2 RC正弦波发生电路
RC正弦波发生电路可分为：RC串、并联 电路式（桥式）、移相式、双T电路式等类型。 最常用的是RC串、并联电路式。
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9.1.2 RC正弦波发生电路
1．RC串、并联电路的选频特性 电路由 R1和 C1 的串联以 及 R2 和 C 2 的并联组合串联而 成，它在RC正弦波发生电路 中既是反馈网络又是选频网 络。


存在
AF 1
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AF 1 是正弦波发生电路中能维持等幅自激 振荡的平衡条件。因为， F 是复数，所以式 A、 包含幅值条件和相位条件，即
AF 1 A F 2n
幅值条件
(n为整数)
Байду номын сангаас
相位条件
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要建立振荡（起振），电路须满足正反馈 AF A F 2n ，同时使反馈信 条件即： 号 X f 大于净输入信号 X id 。只有这样，才 能使电路中自激振荡和输出信号由小到大建立 起来。 起振的幅值条件：
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重点与难点
难点：本章所讲述的电路具有一定的综合性， 既含有集成运放工作在线性区的积分运算电路， 又含有集成运放工作在非线性区的滞回比较器， 因而给学习带来一定的困难。
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9.1
正弦波振荡电路
9. 1. 1 概述
自激振荡是指：即使放大电路的输入端不加 信号，它的输出端也会出现某一频率和幅度的波 形。在这个频率点上，负反馈电路已经转变为正 反馈电路。
负反馈放大电路的自激振荡是要消除的，而 正弦波发生电路就是利用这种自激振荡的现象 来产生正弦信号。这里，人为引入了正反馈。
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正弦波发生电路的框图

Xi
X id
X

f
电路的输入信号 电路的净输入信号 电路的反馈信号 电路的输出信号 正弦波发生电路的框图

Xo
在正弦波发生电路中，人为地接成正反馈。
F 1
0 3 j( ) 0
幅频特性为： F
1
0 ( ) 0 相频特性为： F arctg 3
0 2 9( ) 0
0 幅值最 大为1/3
0 F 0
在特征（谐振）频率点上RC串并联网络呈电阻性。 19
9.1.2 RC正弦波发生电路
AF 1
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2.正弦波发生电路的组成部分
一般由以下基本部分组成： 1.宽频带放大电路； 2.引入正反馈的反馈网络； 3.选频网络； 正弦波发生电路的输出波形应是单一频率 的正弦波，要求电路只在所需的频率上满足起 振和维持振荡的条件。 选频网络可设置在放大电路或正反馈网络 中。通常正反馈网络和选频网络合二为一。
1 0 RC
0时， F 0
F幅值最大， 为1/3
RC串并联网络的频率特性
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2． RC桥式正弦波发生电路
（1）电路组成 由RC串、并联 网络和同相比例 运算电路构成。 运放引入负反馈， 该反馈网络没有 选频作用。 RC桥式正弦波发生电路
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R F 和 R 1为集成
0）。 （4）估算振荡频率 f 0（
取决于选频网络参数。
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3.正弦波发生电路的分析方法
正弦波发生电路类型分为：
RC正弦波发生电路、LC正弦波发生电路、 石英晶体正弦波发生电路。 RC正弦波发生电路振荡频率较低，一般在 1MHz以下； LC正弦波发生电路的振荡频率都在1MHz 以上； 石英晶体正弦波发生电路也可等效为LC正 弦波发生电路，其振荡频率十分稳定。
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1.正弦波发生电路的自激条件
即使输入信号 X i 0， 当反馈信号能完全代替 原来的净输入信号，即 X f X id时，仍可以产生 输出信号 X o 。

X
f

FXo


X o A X id


正弦波发生电路的框图
X f X id
F X o X o/ A
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3.正弦波发生电路的分析方法
（1）分析电路的组成; 是否包含放大、反馈、选频和稳幅等基本环节。 （2）分析放大电路能否正常工作;
是否有合适的静态工作点,动态信号是否能 够输入、输出和放大。 （3）检查电路能否满足自激条件； 检查相位平衡条件和 幅值平衡条件，关键检 查相位平衡条件。
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3.正弦波发生电路的分析方法
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9.1.2 RC正弦波发生电路
Z1 R1 1 / jC1
R2 Z 2 R 2 // 1 / jC 2 1 j R 2 C 2
Z2 F U o Z1 Z 2 R2 1 j R2C2 1 R2 C2 R1 1 R1 1/ jC1 (1 ) j ( R1C2 ) 1 j R2C2 C1 R2 R2C1 Uf
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9.1.2 RC正弦波发生电路
F Uf Uo


1 C2 R1 1 (1 ) j (R1C2 ) C1 R2 R2C1
C1 C 2 C
通常取 R1 R 2 R
1 0 电路的特征角频率： RC
F
0 3 j( ) 0
1
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9.1.2 RC正弦波发生电路
（2）振荡条件和起振条件
1） 产生振荡的相位平衡条件 断开U f到运放同相输入端 的连线，加入瞬时极性为正 的电压 U i' 。在某一频率点
第九章
波形发生电路和集成运放 的非线性应用
9.1
正弦波振荡电路
9.2
9.3
电压比较电路
非正弦波发生电路
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第九章
波形发生电路和集成运放 的非线性应用
习题：9-5、 9-6 、9-9、9-16 、9-17 9-22（1. 2. 3.） 选作： 9-4 、
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重点与难点
重点： 正弦波振荡电路的组成及振荡条件的判断; 桥式RC正弦波振荡电路的组成和工作原理; LC正弦波振荡电路的组成和工作原理; 比较器电压传输特性的分析方法; 矩形波、三角波、锯齿波振荡电路的波形分析。