第七章 信号产生电路
信号处理与信号产生电路
不可缺少！
UOH＝＋ UZ1＋ UD2 UOL＝－( UZ2 ＋ UD1)
UOH＝ － UOL＝ UZ
1. 单门限电压比较器
电压比较器的分析方法：
（1）写出 uP、uN的表达式，令uP＝ uN，求解出的 uI即为UT； （2）根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平； （3）根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定输出 电压的跃变方向。
vO
t
Vth1
R1 R2
VZ
Vth2
R1 R2
VZ
vO1 VZ 0
vO1
VZ
Vth2
Vo Vth12
R1RV1ZVZ
t
Vp1 0V Vn1
2 锯齿波发生器
C
Vm
T1 T2
vI R1 vN
v R2 vP
R v VREF
P1
-
+A1
R vO'
R3v4 I O1
R vO
iR R4
iC
N
-
+ A2
特点： 门限电压vREF
vI VREF
+VCC
+
A -
vO
-VEE
运放处于开环状态
虚短不成立，可用虚断
vO VOH
当vi > vREF时 , vo = +voH
O
VREF
vI
当vi < vREF时 , vo = voL
VOL
1. 单门限电压比较器
输入为正负对称的正弦波 时，输出波形如图所示。
vI VREF
0
1
FV 32 ( 0 )2
0
( 0 )
相频响应
模拟电子技术基础第七章
第七章 信号的运算和处理
7.2.1 比例运算电路
一、反相 比例运算电路 1. 电路 组成 电路核心器件为集成运放;
电路的输入信号从反相输入端输入;
同相输入端经电阻接地; 电路引入了负反馈，其组态 为电压并联负反馈。 说明：由于集成运放输入极对称， 为保证外接电路不影响其对称性， 通常在运算电路中我们希望RP= RN 。
uo3
f
R3
uI 3
第七章 信号的运算和处理
2. 同相求和运算电路
iN 0
uo (1
Rf R
？
)u N u N u P
iP 0 i1 i 2 i 3 i 4 uI 1 uP uI 2 uP uI 3 uP uP R1 R2 R3 R4 1 1 1 1 uI 1 uI 2 uI 3 ( )uP R1 R 2 R 3 R 4 R1 R 2 R 3 uI 1 uI 2 uI 3 uP RP ( ) 式中RP R1 // R2 // R3 // R4 R1 R 2 R 3
即：uP>uN，uo =+ UOM ；
+UOM
uP<uN ，uo =- UOM 。
（2）仍具有“虚断”的特点。
即： iP=iN =0。
-UOM
对于工作在非线性区的应用电路，上述两个特点是分析其 输入信号和输出信号关系的基本出发点。
第七章 信号的运算和处理
7.2 基本运算电路
第七章 信号的运算和处理
第七章 信号的运算和处理
求解深度负反馈放大电路放大 倍数的一般步骤：
（1）正确判断反馈组态；
【 】
内容 回顾
（2）求解反馈系数；
（3）利用 F 求解
信号产生电路
C 0.01μF
R
10kΩ
10kΩ
Au
随之下降至 Au 3 ， Uo
（2）由选频网络可求得振荡频率为
1 1 f0 Hz 1.59kHz 3 6 2 RC 2 10 10 0.0110
（3）R2影响输出电压的波形和幅度。为了保证起振，须满足
R2﹥2R1- R3,若R2过小，电路会停振；R2略大于2R1- R3，起 振后的输出振荡幅度较小，但输出波形比较好；若R2增大， 输出电压幅度跟着增大，失真也增大，当 R2﹥2R1时，将 ，
相频特性为：
0 f arctan 0 3
由此可作出 Fu 的幅频特性和相频特性的曲线图分别为
+90°
00
幅频特性为：
-90°
1 F 由图可见，当 时， u 3 ，即 0
1 U 2 U1 3
，f 0，
从图中可以看出，RC串联支路， RC并联支路，R1支路，RF支路，刚好 构成一个文氏电桥的四个臂，运算放 大器的输入端和输出端分别跨接在电 桥的对角线上，故把这种振荡电路称 为RC桥式振荡电路，也称之为文氏桥 式振荡电路，如图（b）所示。
热敏电阻
＋ U id －
（b）文氏电桥
.
＋
U od
.
（a）RC桥式正弦波振荡电路
2.振荡的平衡条件和起振条件 1）振荡的平衡条件
由以上的分析可知，振荡的平衡条件包括振幅平衡条件 和相位平衡条件： （1）振幅平衡条件（幅度平衡条件）
Au Fu 1
即在振荡闭环正反馈环中，环路总的传输系数应该等于1，使反馈 电压与输入电压大小相等。
（2）相位平衡条件
a f 2n (n 0,1, 2, )
信号产生电路实验总结
信号产生电路实验总结嘿，朋友们！今天咱来聊聊信号产生电路实验总结哈。
你说这信号产生电路实验，就好比是一场奇妙的冒险！在这个过程中，我们就像是勇敢的探险家，一点点去探索那些神秘的电路世界。
还记得刚开始接触的时候，看着那一堆复杂的元件和线路，脑袋都大了一圈，这都啥跟啥呀！但咱可不能退缩，硬着头皮上呗。
慢慢地，就像找到了开启宝藏的钥匙，一点点理解了其中的奥秘。
就说那些电阻、电容啥的，它们就像是电路世界里的小精灵，各自有着独特的作用。
电阻就像是个小卫士，控制着电流的大小；电容呢，像个会魔法的小瓶子，能储存和释放电能。
你想想，要是没有它们，这电路还不得乱套呀！在实验中，可不能马马虎虎的。
有一次我不小心接错了一根线，哎呀，那结果可真是让我哭笑不得。
就好像本来要去东边找宝藏，结果却走到了西边，南辕北辙啦！所以啊，一定要仔细仔细再仔细。
还有啊，调试的过程也特别有趣。
有时候信号就是出不来，急得我抓耳挠腮的，心里那个着急呀！但越是这样，越要冷静下来慢慢找原因。
等终于找到了问题所在，那种成就感，简直爆棚！就好像历经千辛万苦找到了传说中的宝藏一样兴奋。
做这个实验也让我明白了，团队合作的重要性。
一个人的力量毕竟是有限的，大家一起商量、一起探讨，那效率可就高多了。
每个人都能贡献出自己的想法和经验，这实验不就做得更顺溜了嘛！咱再想想，这信号产生电路实验不就跟我们的生活一样吗？有时候会遇到困难，有时候会有小失误，但只要我们不放弃，总能找到解决问题的办法，总能收获属于我们的那份成果。
总之呢，信号产生电路实验是一次充满挑战和乐趣的旅程。
通过这次旅程，我们不仅学到了知识和技能，还锻炼了自己的耐心和毅力。
朋友们，你们说是不是这个理儿？让我们继续在这个神奇的电路世界里探索吧，说不定还有更多的惊喜等着我们呢！。
模拟电子试题
《模拟电子》第一章半导体器件基础本章练习题或思考题1．如图1.1所示电路，判定电路中硅二极管的工作状态，并计算U AB的值。
设VD正向导通压降为0.7V。
图1.1 图1.22．如图1.2稳压管稳压电路，若限流电阻R=1.6KΩ，U Z=12V，I Zmax=18mA。
通过稳压管的电流I Z等于多少？限流电阻的值是否合适？3．如图1.3所示，二极管构成的各电路，设二极管的正向导通压降为0.7V。
（1）判定各电路中二极管的工作状态；（2）试求各电路的输出电压U o。
图1.34．如图1.4所示，当输入电压为u i=5sinωt V时，试对应输入电压u i画出输出电压u o的波形。
设二极管的正向导通压降为0.7V。
图1.45．如何用万用表确定一个二极管的极性和好坏？6．稳压二极管稳压电路如图1.5所示，已知稳压管的稳定电压为U Z=8V，正向导通压降为0.7V，当输入电压为u i=15sinωt V时，试对应输入电压u i画出输出电压u o的波形。
图1.57．若测得放大状态中的三极管I B=0.025mA，取β=50。
试计算I C和I E的值。
8．两个双极型三极管：A管的β＝200，I CEO=200μA；B管的β＝50，I CEO=50μA，其它参数相同，应选用哪一个？9．一个工作在放大状态中的三极管，已经测得其三个引出端的电位分别为①3.5V、②6.6V和③2.8V。
试问此三极管为什么类型？三个引出端分别对应管子的什么电极？10．测得电路中三极管的各电极电位如图1.6所示，试判定各个三极管是工作在截止、放大还是饱和状态？-5.3V 2.4V图1.6第二章 基本放大电路和多级放大电路本章练习题或思考题1．三极管在放大电路中的三种连接方式是什么？2．①如果一个放大电路的电压放大倍数为100倍，用分贝作单位其电压增益为多少分贝？②若一个放大电路的电压增益为60分贝（dB ），此放大电路的电压放大倍数有多少？3．如图2.1共射放大电路，输出电压出现的是什么失真？如何调整偏置电阻Rb 的值 可减小此失真？+6V+u 0-+ui -RbR C图2.1 图2.24．如图2.2所示电路，已知U CC =10V ，R b =320K Ω，β=80，R c =R L =2K Ω，试估算Q 点的值，计算放大电路的电压放大倍数A u 、输入电阻R i 、输出电阻R o 。
7.1正弦波信号产生电路
模拟电子技术第七讲(1)
+
+
R1
vo
+
+
-
C2
vf -
+
+
其频率特性为：
当ω=∞时， vf=0，│F│=0
ϕ F→-90°
当ω↓时， vf=↑，│F│↑
ϕF↓
模拟电子技术第七讲(1)
由以上分析知：可能有一个频率ω0存在，
当ω=ω0时，│F│最大，且 ϕF=0°
ω0=？ │F│max=？
|F|
|F| 频率很低
Rf
Δ
_∞
vo
+
+
R1
C：双联可调电容，改变C，用于细调振荡频率。
2.3 RC桥式振荡器的稳幅 一、采用热敏电阻
模拟电子技术第七讲(1)
2.3 RC桥式振荡器的稳幅
模拟电子技术第七讲(1)
二、利用二极管的非线性实现自动稳幅
RC串并联网络： 正反馈、选频网络
R
集成运放A： 放大网络
C
+∞
A+
vo
-
模拟电子技术第七讲(1) 应用电路之一
—正弦波振荡电路
内容纲要
11 正正弦弦波波振振荡荡电电路路的的基基本本原原理理 22 RRCC正正弦弦波波振振荡荡电电路路
1 正弦波振荡电路的基本原理
模拟电子技术第七讲(1)
¾ 正弦波振荡电路能产生正弦波输出，它是在放大
电路的基础上加上正反馈而形成的。
¾ 它是各类波形发生器和信号源的核心电路。
只有正反馈电路才能产生自激振荡。
+ Xi +
X d 基本放大器 A
+
信号产生与检测电路要点
3.1信号产生与检测电路的组成信号产生与检测电路的组成框图如图3.1所示。
6图3.1 信号产生与检测电路的组成框图信号产生与检测电路的主要技术指标和功能如下：（1）网络接口：100Mb/s，全双工，支持TCP/IP协议；（2）串行接口：1个RS232接口，1个RS485接口，1个RS485转接接口，波特率最高115200B，数据位8位，停止位1位，校验位无；（3）IIC总线：连接信号处理器、主控制器、码产生器、方位控制板插座，经开关控制连接6片PCF8574；（4）高速DAC：2路，位数14位，最大采样速率210 MSP；（5）串行DAC：6路，串行控制接口SPI；（6）输入输出数字信号电平标准：5V CMOS/TTL电平；（7）检测插座：为9种电路板提供检测插座；（8）激励信号：为9种电路板诊断提供电源和激励信号；（9）检测信号：被测信号通过信号诊断钩引入信号产生与检测电路，一部分由FPGA或ARM检测，一部分经模拟开关选通输出至数据采集器检测。
信号产生与检测电路实现的功能见表3.1。
表3.1 信号产生与检测电路的功能3.2主处理芯片介绍3.2.1 FPGA（EP3C25）FPGA模块使用的是EP3C25系统，该系统属于FPGA-Cyclone III系列。
Altera公司于2007年07月宣布开始发售业界的首款65nm低成本FPGA-Cyclone III系列，Cyclone III FPGA含有5～120KB逻辑单元（LE），288个数字信号处理（DSP）乘法器，存储器达到4Mb。
在可编程逻辑发展历史中，Cyclone III FPGA比其他低成本FPGA系列能够支持实现更多的应用[5]。
对于软件无线电（SDR），Cyclone III系列在单个器件中集成了所需的逻辑、存储器和DSP乘法器等信号处理功能，成本非常低；与前一代产品和竞争产品相比，Cyclone III FPGA的低功耗、高密度和充足的DSP功能使设计人员可以在大量新的无线应用中使用低成本系列产品；在视频和图像处理应用中，Cyclone III FPGA恰当地结合了DSP乘法器、存储器和逻辑资源；Cyclone III器件针对显示应用进行了优化，是第一款能够满足所有1080p HDTV性能需求的低成本FPGA。
信号产生电路
1 0 3 j 0
反馈系数
FV 1 0 3 j 0
当C1 =C2、R1 =R2时:
ω=ω0=1/RC 或 f = f0 =1/2πRC FVmax=1/3
f 0
当 f=f0 时的反馈系 数 与频率f0无关。此时 的相角 f =0。即改变 频率不会影响反馈系数 和相角，在调节谐振频 率的过程中，不会停振， 也不会使输出幅度改变。
V0 幅值趋与稳定。
⑵.估算输出电压V0m (VD=0.6V)
' 稳幅时：AV 9.1K R3 5.1K / 5.1K 3 ' R3 1.1K
I
0.6V I 1.1K V0 m 1.1K 5.1K 9.1K V0 m 15.3K 0.6V 1.1K 5.1K 9.1K
(4) 电路的稳幅过程
振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻R1实现的。R1是正 温度系数热敏电阻，当输出电压升高，R1上所加的电压 升高，即温度升高，R1的阻值增加，负反馈增强，输出 幅度下降。反之输出幅度增加。若热敏电阻是负温度系
数，应放置在Rf 的位置。
例 1 ：⑴.试分析D1、D2自动稳幅原理；
RC串并联网络的频率特性曲线
(3)振荡的建立与稳定
为满足振荡的幅度条件 AF =1， 所以Af≥3。加入Rf、R1支路，构成串 联电压负反馈。
Af 1 Rf R1 3
当电路达到稳定平衡状态时：
AV 3
Vf 1 FV Vo 3
1 f f0 2π RC
Q I L /I I C / I 0 L / R 1 / 0 CR
脉冲电路
脉冲发生器按产生脉冲信号的方式可分 为两大类：一类是通过波形变换电路产生脉 冲信号，如单稳态触发器、双稳态触发器； 另一类是通过电路自激振荡产生脉冲信号， 如多谐振荡器、单结晶体管振荡器和间歇振 荡器等。下面的介绍从分立元件构成的多谐 振荡器入手，分析其工作原理。
一. 多谐振荡器
1. 分立元件组成的多谐振荡器 由于方波含有极丰富的谐波，
加到运放同相输入端的电压u式中第一项为参考电压单独对同相端的作用是固定的第二项为输出电压单独对同相端的作用随u的饱和值为uohoh时同相端电压uoh时同相端电压u回差电压由外接电阻roh决定若电路确定后改变脉冲波形的整形受到干扰的输入波形顶部不平整且输入信号波形顶部恰好在此电平上下变化整形后波形于波形顶部变化的最小值整形后波形
第二节 晶体管反相器
一. 晶体三极管的开关特性 晶体三极管不仅有放大作用，而且还有开关作用。在
脉冲数字电路中就是利用三极管的开关作用。 由其特性曲线知，当基极电流Ib≤0时，晶体管工作在
截止区。此时集电极电流Ic≈0，晶体管的发射结和集电结 均处于反向偏置，相当于开关断开。当Ib由零逐渐上升时， 晶体管的工作状态由截止区进入放大区，一旦Ib继续上升 达到临界饱和电流Ibs时，三极管处于临界饱和状态，如再 增大Ib，使Ib>Ibs，三极管进入饱和区。此时集射极电压 Uce接近于零，Ib基本上失去了对Ic的控制能力，相当于开 关接通。
电平渐移，对信号
放大、变换和计数等会 造成困难。为了克服这 个缺点，对电路进行改 造，在电阻R上并联一 个二极管 D。
输入波形 输出波形
当输入电压如图所示时，电容通过电阻R充电， 由于电阻值较大，充电缓慢，Uo下降极微；而电 容放电却经过二极管D，因D正向电阻很小，电容 放电迅速，输出电压不可能达到负值，如图所示， 于是输出信号的零电平就被钳在零电平线上。这 种钳位叫做正脉冲底部钳位。该电路又称为零电 平底部钳位器。
电子技术基础： 信号产生电路
小结
掌握正弦信 号产生电路 的分析
熟悉非正弦 信号产生电 路的原理
R
R1
C +
+
-A +
+
R
C uf ui
u0
稳幅措施 取Rf为负温度系数热敏电阻
反馈网络 选频网络
R1
Rf
R C
-A +
RC
实
用
正
弦
波
振
荡
u0
电 路
起振时信号小，二极管电阻大
Au
1 Rf R1
3
起振后二极管电阻逐渐减小，
Au
1
Rf R1
3
8.2 非正弦信号产生电路
8.2.1 矩形波发生电路
8.1.2正弦波振荡电路的基本原理
一、产生正弦波振荡的条件
uf = ui’ uf =Fuo=AF ui’
振荡幅值平衡条件
|AF|=1
ui’
Hale Waihona Puke uouiAAF=1 AF = A + F = 2n
振荡相位平衡条件
F
uf
二、初始信号来源及起振条件
1、初始信号来源
利用电路中瞬态扰动信号，
ui’
uo
T
2R 3C
ln(1
2R1 R2
)
占空比可调电路 波形高电平的时间与周期之比被称为占空比
8.2.2 三角波发生电路
方波电路 +
积分电路 =
三角波发生电路
实用三角波发生电路
uo
1 R3C uo1 (t1
t0 ) uo (to )
模电第七章07信号处理电路
正弦波振荡信号的频率范围：一赫以下至几百 兆赫。
3
正弦波振荡电路的应用
1. 作为信号源，广泛用于量测、自动控制、通讯、 广播电视及遥控等方面。 2. 作为高频能源，用于高频感应加热、冶炼、淬 火以及超声波焊接等工业加工方面。
放大电路中存在噪声即瞬态扰动，这些扰动可分 解为各种频率的分量，其中也包括有fo分量。 选频网络：把fo分量选出，把其他频率的分量
衰减掉。这时，只要：
|AF|>1，且A+ B =2n，即可起振。
9
问题2：如何稳幅？
起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这 时若|AF|仍大于1，则输出将会饱和失真。
RC移相式正弦波振荡电路
三、用分立元件组成的RC振荡器
+
RF
R
R1
R–C1 R2
C +
C1 + – + T1 C2
R
C
+
RE1 R3
+UCC
RC2 +
+
– –
+
T2
C3
+
RE2 CE
RC网络正反馈，RF、RE1组成负反馈，调整到合
适的参数则可产生振荡。
30
7.1.4 LC 振荡电路
1 .变压器反馈式振荡电路 2 .三点式振荡电路
• 电路组成
放大电路: 三极管共发射极放大电路 选频网络:
LC并联回路作为共发射极放大电路三 极管的集电极负载，起选频作用
反馈网络:
由变压器副边绕组N2上的电压 作为反馈信号
• 用瞬时极性法分析振荡相位条件
信号产生电路实验总结
信号产生电路实验总结
嘿，朋友们！今天我要来给你们唠唠信号产生电路实验总结。
刚开始做这个实验的时候，哇塞，那感觉就像进入了一个充满神秘信号的奇妙世界！我和小伙伴们都瞪大了眼睛，既兴奋又紧张。
我们摆弄着那些电线、电阻还有各种元器件，就像是在搭积木，但这可不是普通的积木，这可是能产生神奇信号的“宝贝”！比如说，连接一个电容就好像给电路这个大机器加上了一个缓冲垫，信号变得更加稳定啦。
在实验过程中，也遇到了一些小麻烦呢。
有一次，怎么信号就是出不来，就像一个调皮的小精灵故意躲着我们。
我们着急得直跺脚，这可咋办呀？！但我们没有放弃，大家一起讨论、研究，嘿，还真给找到了问题所在。
就好像在迷雾中终于找到了那盏明灯，哇，那感觉别提多棒了！
还记得有一次，我们成功地让信号按照我们想要的方式产生了，那一瞬间，我们都欢呼起来，就跟中了大奖一样兴奋！这种成就感简直爆棚，好嗨哟！
通过这个实验，我深刻地体会到了实践的重要性。
这就好比学游泳，光在岸上看是不行的，必须得跳进水里扑腾几下，才能真正掌握技巧。
而且团队合作也特别重要，每个人都有自己的想法和见解，大家一起碰撞出的火花那才叫精彩呢！
总之，信号产生电路实验真的太有趣啦，让我们在探索中学习，在挫折中成长，在成功中欢呼雀跃！我真希望能再多做几次这样的实验，不断挖掘电路世界的奥秘呢！。
模电各章重点内容及总复习
目录：《模电》第一章重点掌握内容： (1)《模电》第二章重点掌握内容： (4)《模电》第四章重点掌握内容： (10)《模电》第五章集成运算放大电路重点掌握内容： (10)《模电》第六章重点掌握内容： (10)《模电》第七章模拟信号运算电路重点掌握内容 (11)《模电》第九章波形发生电路重点掌握内容： (12)《模电》第十章重点掌握内容： (12)《模电》第一章重点掌握内容：一、概念1、半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。
2、半导体器件，主要是利用半导体材料制成，如硅和锗。
34、本征半导体：完全纯净的、结构完整的、晶格状的半导体。
5、本征激发：环境温度变化或光照产生本征激发，形成电子和空穴，电子带负电，空穴带正电。
67、P P型半导体，使导电能力大大加强，此类半导体，空穴为多数载流子（称多子）而自由电子为少子。
8、N型半导体：在纯净半导体中掺入五价杂质元素，便形成N型半导体，使导电能力大大加强，此类半导体，电子为多子、而空穴为少子。
9、PN结具有单向导电性：P接正、N接负时（称正偏），PN结正向导通，P接负、N接正时（称反偏），PN结反向截止。
所以正向电流主要由多子的扩散运动形成的，而反向电流主要由少子的漂移运动形成的。
10、二极管按材料分有硅管(S i管)和锗管(G e管)，按功能分有普通管，开关管、整流管、稳压管等。
11、二极管由一个PN结组成，所以二极管也具有单向导电性：正偏时导通，呈小电阻，大电流，反偏时截止，呈大电阻，零电流。
P6,图1.2.5二极管的伏安特性。
其死区电压：S i 管约0.5V ，G e 管约为0.1 V 。
其导通压降：S iG e 管约为0.2 V 。
这两组数也是判材料的依据。
10（压降为0.7V ，）②加反向电压时截止，相当断开。
③加反向电压并击穿（即满足U ﹥U Z ）时便稳压为U Z 。
11、二极管主要用途：整流、限幅、继流、检波、开关、隔离（门电路）等。
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选频特性好，适用于 产生单一频率的振荡波形。
7. 3 LC 正弦波振荡电路
一、LC 谐振回路的频率特性
当频率变化时，并联电路阻抗的
大小和性质都发生变化。
并联电路的导纳：
Y j C 1 R j L
R2
R
(
L)2
j C
R2
L ( L)2
当
0C
R2
0L (0
L)2
0
电路发生并联谐振。
并联谐振角频率
本章重点和考点：
1.重点掌握RC正弦波振荡 工作原理。 2.重点掌握电压比较器的传输特性。 3.掌握非正弦波发生电路的原理。
7.1 正弦波振荡电路
一、正弦波振荡的条件
Ui 2UUUi fsiin~FtUO
放大电路
A
反馈网络
F
Uo AUi
正弦波振荡电路的方框图
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—
将八个音阶的频率分别代入上式，可求得对应的电 阻值分别为：
R21 = 36.34 kΩ R22 = 28.72 kΩ R23 = 23.26 kΩ R24 = 20.44 kΩ R25 = 16.15 kΩ R26 = 13.08 kΩ R27 = 10.34 kΩ R28 = 9.10 kΩ
7.2.2 其他形式的 RC 振荡电路
A 3
则电路可以起振，并产生比较稳定而失真较小的正
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。
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
Rf1
Rf2
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。
用同轴电位器实现f0的微调。
问题：如何提高频率？
动画avi\11-2.avi
2. RC 桥氏振荡电路 1) 组成：
2) 电路： Rf
F = 0º
同相 放大器
A = 2n
A＋F 2n
R1
U•
R
i
C
U• f
8
U• o
CR
3)振荡频率
f0
1 2RC
4)振荡条件
A•uF•u 1
•
F
1
3
A• 3
应使： Rf R1 2 Rf 2R1
2. 电路的品质因数 Q 愈大， 选频特性愈好。
Z Z01
Q1 > Q2
Q
Z02
1Q
2
F
0
+90ºQ1 > Q2
0
-90º 感性 纯阻
Q
2
Q
1
容性
谐振时 LC 回路中的电流
电容支路的电流：
IC
0C U
0L R2 (0 L)2
U
并联回路的输入电流：
I
R2
R
(0 L)2
U
所以： IC Q I
当 Q >> 1 时，
R23
+
R22
+
R21
C
R
右图 是RC 正弦波振荡电
R21
路组成的最简单的电子琴
R22
电路。按下不同的琴件
R23
（图中用开关表示），就
R24
能发出不同的琴音。已知 C 调八个基本音阶的频率
R21
如下表 所示，图中R1≠R2 。
R22
试推导出计算其谐振频率
R23
的公式，并求出电阻 R21 ~
R24
R28 。
则：
得 RC 串并联电路的幅
F
频特性为：
1/3
F
1
32 ( 0 )2
0
0
相频特性为：
F
0
0
+90º
F arctg 0 3
0
0
当
0
1 RC
时，
F 1 3
-90º
最大，F = 0。
二、振荡频率与起振条件
1. 振荡频率
f0
1 2RC
2. 起振条件
f = f0 时，
F 1 3
由振荡条件知：
Uo
ACu 1 +R(R2+ R3)/R1 > 3
起振后二极管T 电阻R逐f 渐减小Au，f A(1u R1 f+/RR21R/R)21>=23R1 R3
为使失真小： R2 < 2R1
电子琴的振荡电路电路：
R28 R27
fo
2C
1 R1R2
R26
RF1 RF2 D1
R25
R1
D1
R24
C
_
uo
1 f0 5RC
起振条件
R3 R2 ， AF 1
当 f = f0 时，双 T 网络的相移为 F = 180º；反相比 例运放的相移 A = 180º，因此满足产生正弦波振荡的相
位平衡条件。
如果放大电路的放大倍数足够大，同时满足振幅平 衡条件，即可产生正弦波振荡。
* 三种 RC 振荡电路的比较
C
C 回路等效阻抗：
L
1
j L
R
RC (1
1 2 LC
)
Z0
1 Y0
L RC
在谐振频率附近，
Z
Z0
1
jQ(1
2 0
2
)
可见，Q 值不同，回路的阻抗不同。
不同 Q 值时，LC 并联 电路的幅频特性：
相频特性：
结论：
1. 当 f = f0 时，电路为纯电阻 性，等效阻抗最大；当 f < f0 时， 电路为感性；当 f > f0 时，电路为 容性。所以 LC 并联电路具有选频 特性。
—自激振荡。(电路要引入正反馈)
由此知放大电路产生自激振荡的条件是：
即：
Uf Ui
Uf FUo FAUi Ui
所以产生正弦波振荡的条件是： AF 1
AF 1
——幅度平衡条件
arg AF A F 2nπ
n 0,1,2,
——相位平衡条件
电路起振的条件： AF 1
二、正弦波振荡电路的组成及分类 组成： 放大电路：集成运放
一、移相式振荡电路
270º
180º
集成运放产生的相位移 A 90º
= 180º，如果反馈网络再相移 0
f0
f
180º， 即 可 满 足 产 生 正 弦 波 振
荡的相位平衡条件。
当 f = f0 时，相移 180º， 满足正弦波振荡的相位条件。
振荡频率为：
f0 2
1 3RC
起振条件：RF > 12 R
名称 RC 串并联网络振荡电路 移相式振荡电路 双 T 网络选频振荡电路
电路 形式
振荡 频率
f0
1 2RC
f0 2
1 3RC
f0
1 5RC
起振 条件
A 3
RF 12R
R3 R2 ， AF 1
电路特 点及应 用场合
可方便地连续调节振荡 频率，便于加负反馈稳幅电 路，容易得到良好的振荡波 形。
电路简单，经济 方便，适用于波形要 求不高的轻便测试设 备中。
-
-
为正反馈，所以满足
-
自激振荡的相位平衡
条件。
2.振荡频率和起振条件
振荡频率
f0
2
1 LC
2
1 (L1 L2 2M )C
起振条件
L1 L2
M M
rbe R
3.振荡电路的特点
RB1
×CB
RB2
+VCC
V
•
Ui RE
C1
•
Uo
1
CE 2 L1
•M
Uf
L2 3
优点：
易起振(L 间耦合紧)； 易调节频率(调C)。 缺点： C 输出取自电感，对
判断相位平衡条件的方法是： 瞬时极性法。 4.判断是否满足振幅平衡条件。
5.估算振荡频率和起振条件
7.2 RC 正弦波振荡电路
RC串并联网络振荡电路也称RC桥式正弦波振荡电路 或称文氏振荡电路(Wien)
7.2.1 RC 串并联网络振荡电路
电路组成：
放大电路—— 集成运放 A ；
选频与正反馈网络 —— R、C
表 C 调八个基本音阶的频率
音阶 1 2 3 4 5 6 7 1 频率/ Hz 264 297 330 352 396 440 495 528
R1 1kΩ
C1 0.1μF
C1 0.1μF +UCC
功放
Rf 1kΩ
_ +
uo
+
R4 3.3kΩ
【解】 将图 10.17 中的正反馈网络取出来画在图 10.18
5)稳幅措施
为使电 Au 为非线性，起振时，应使 Au > 3，稳幅后 Au = 3。
二热极敏管电稳阻幅稳幅R2
4.3 k
R3
22 k
正温R度1 系数
6.2 k
V1 V2Rf
R1 Uo
8 8
f0
1 2RC
负温度系数
f0 = 1.94 kHz
12.4 k > R2 > 8.1 k
起8.2振k时信号0.0小1 ，F 二U0i.极0R1管FC电8阻.2U大kf
选频网络：确定电路的振荡频率 反馈网络：引入正反馈 稳幅环节：非线性环节，使输出信号幅值稳定
分类： RC正弦波振荡电路，频率较低，在1MHz以下。