第六章波形产生与变换电路

第六章 波形的产生与变换电路

6.1基本要求

1.熟练掌握正弦波振荡器产生振荡的相位平衡条件和幅值平衡条件。

2.熟练掌握桥式、变压器反馈式、三点式振荡器的结构、相位条件的判别和振荡频率的计算。

3.熟悉桥式振荡器的幅值条件，了解其稳幅措施。

4.了解石英晶体振荡器的工作原理。

5.熟练掌握各种比较器的结构、工作原理及参数的计算。

6.熟悉集成运放组成的方波、三角波、锯齿波发生器的工作原理和输出波形。

6.2 解答示例及解题技巧

题6-3解：（a ）不能产生正弦振荡。

此电路欲构成RC 桥式振荡器，桥式振荡器是由基本放大器和正反馈网络(同时具有选频功能)构成的。此电路中的运放与10k 、20k 电阻是基本放大器部分，应为负反馈放大器；RC 串并联网络是正反馈网络部分，应引正反馈（f =f 0时）至运放的同相输入端。但本电路中的放大器却构成了正反馈，而RC 串并联网络却引入了负反馈。所以不能产生正弦振荡。若将运放的反相输入端与同相输入端互换，便可以使基本放大器的相移ΦA =0o ，RC 串并联网络的相移ΦF =0（f =f 0时），从而满足振荡的相位条件ΦA +ΦF =0o 。 （b ）不能产生正弦振荡。

此电路欲构成RC 移相式振荡器。它的移相网络作为反馈网络，同时具有选频功能。但此电路中放大器部分是共基极放大器，ΦA =0o ，移相网络的相移ΦF 在0o ～270o 之间变化，其中当ΦF =0o 时，对应频率趋近无穷大，这意味着当频率趋近无穷时，电路才能满足振荡的相位条件ΦA +ΦF =0o ，显然是不可能做到的，所以不能产生正弦振荡。须将移相网络的反馈连线由BJT 的发射极改至基极，构成共射放大器，这样可以使ΦA =180o ，而在有限的频率范围内又可以在某一频率上得到ΦF =180o ，使

ΦA +ΦF =360o ，满足振荡的相位条件。

（c ）可以产生正弦振荡。

此电路构成了RC 桥式振荡器。其中的差放是基本放大器，RC 串并联网络是正反馈网络部分，由于ΦA =0o ，ΦF =0（f =f 0时），可以使ΦA +ΦF =0o ，所以能产生正弦振荡。

（d ）不能产生正弦振荡。

此电路欲构成RC 移相式振荡器。但放大器部分的输入端接错了位置。应将2R 电阻与移相网络的连线断开，改接至移相网络的最后一级RC 之间。另将移相网络的电阻R 下端接地。这样才可以构成正确的振荡电路，在这个电路中，ΦA =180o ，ΦF =180o （某频率上），可以使ΦA +ΦF =360o ，满足振荡的相位条件。

题6-4

解：（1）此电路为RC 桥式振荡器，当电路振荡时，RC 串并联网络的反馈系数为

3

1

。

为了保证满足起振条件，应使|••F

A| ＞１。即有：

|

•

A| = A

F

= 3

1

S

f>

+

R

R

当R S=2kΩ时：R f>4kΩ

（2）电路的振荡频率：

kHz

1

10

01

.0

10

15

28

.6

1

2

1

6

3

≈

⨯

⨯

⨯

⨯

=

=

-

RC

f

π

题6-7由两级运放构成的电路如图P6-7所示。可以将由A1组成的电路看成基本放大器，把A2组成的电路看成反馈网络。

⑴试求•A=

•

•

O

1

O

U

U

⑵试求•F=

•

•

O1

O

U

U

⑶计算•A•F=？当满足什么条件时，电路可以满足正弦振荡的幅值平衡条件和相位平衡条件。

图P6-7

解：（1）A1组成的电路看成基本放大器，放大倍数：

•

A=

2

O

1

O

)

1

(

1

1

1

//

C

j

R

C

j

R

C

j

R

C

j

R

U

U

ω

ω

ω

ω

+

-

=

+

-

=

•

•

（2）A2组成的电路看成反馈网络，反馈系数：

•

F=

1

2

O1

O

R

R

U

U

-

=

•

•

（3）•A•F=

RC

j

RC

j

R

R

C

j

R

C

j

R

R

R

ω

ω

ω

ω

1

2

1

)

1

(

1

1

2

2

1

2

+

+

⋅

=

+

⋅

)

(

2

1

1

2

ω

ω

ω

ω

-

+

⋅

=

j

R

R

RC

1

=

ω