第八章波形的发生和信号产生电路( 精品)

X o A X d X f FX o
X d X i X f
Af
X o X i
A 1 A F
(8-4)
X d X f , X f FX o
X o A X d FA X o
A F 1
自激振荡的条件
(8-5)
Af
A 1 A F
如果： 1 AF 0 则: Af
(1) 正反馈足够强，输入信号为 0 时仍有信号 输出，这就是产生了自激振荡。
解：
f 1
o 2 Rw RC
f omin
1Hale Waihona Puke Baidu
2 RwmaxRCmax
1 2 30103 3103 0.25106
19z
f omax
1
2 RwminRCmin
1 2 3103 0.0025106
21.2kz
(8-19)
RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波
(8-20)
所以，自激振荡条件也可以写成：
（1）振幅条件： | AF | 1
如果是负反馈，
相位条件是奇 数倍
（2）相位条件： A F 2n n是整数
相位条件意味着振荡电路是正反馈； 振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。
(8-7)
问题1：如何起振？
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。
判断方法：
1、首先找出是否有放大电路和 反馈网络和选频网络；
2、判断它是否是正反馈； 3、判断它的放大电路是否可以
正常放大；
4、判断它是否符合起振条件 5、判断电路是否有稳幅环节。
(8-10)
§8.2 RC正弦波振荡电路
一、选频电路
用RC 电路构成选频网络的振荡电路即所谓的 RC 振荡电路，可选用的 RC 选频网络有多种，这里 只介绍文氏电桥选频电路。
fo
1
2RC
通过调整R或C 来调整频率。
K：双联波段开关，切 换C，用于粗调振 荡频率，也即不连 续调节。
RW：双联可调电阻， 改变RW，用于细调 振荡频率，也即连 续调节。
(8-17)
三、用分立元件组成的RC振荡器
RF
R
R1
RC1 R2
C +
C1
+ –
+
T1 C2
R
C
+ ube
RE1 R3
RC2 +
(2) 要获得非正弦自激振荡,反馈回路中必须有 RC积分电路。例如：后面介绍的方波发生 器、三角波发生器、锯齿波发生器等。
(3) 要获得正弦自激振荡，反馈回路中必须有 选频电路。所以将放大倍数和反馈系数写 成：
A( )、F ( ) (8-6)
自激振荡的条件： A()F () 1
因为： A() | A | A F() | F | F
如果：R1=R2=R，C1=C2=C，则：
fo
1
2RC
传递函数：
U o U i
3
j(
1 f
fo )
Uo
fo f Ui
1 3
幅频特性： Uo
1
Ui
32 ( f fo )2 fo f
+90
相频特性： arctg 1 ( f fo ) –90
3 fo f
fo
f
0 f
(8-13)
二、用运放组成的RC振荡器
因为：A 1 R2 R1
A 0
所以，要满足相位 条件，只有在 fo 处
F 0
AF 1
A 1 R2 F 1
R1
3
R2 2R1
(8-14)
能自行启动的电路（1）
半导体 热敏电阻
起振时，R2略大于2R1， 使|AF|>1，以便起振；
uo
t
起振后，uo逐渐增大则 R2逐渐减小，使得输出 uo为某值时，|AF|=1， 从而稳幅。
电子技术
第八章模拟电路部分
波形发生电路
和信号转换
(8-1)
§8.1 正弦波振荡电路的分析方法
§8.1.1 产生正弦波振荡的条件
在反馈一章我们说过引 入负反馈是为了改善电路的 性能，但在一定地频率下有 可能产生自激振荡，在负反 馈电路中是尽量避免的。负 反馈电路中当AF＝－1，电 路就要产生自激振荡。
R2
A
(8-15)
能自行启动的电路（2）
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 的压降在增加，这样 可使得两个二极管导 通，则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。
(8-16)
输出频率的调整：
– +
T2–C3
+UCC
+ + –
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。
(8-18)
【例8.1.1】如图所示的正弦波信号发生器。已知C1、C2、C3
分别为0.25μF、0.025μF、0.0025μF，固定电阻R＝3kΏ， 电位器RW＝30 kΏ。试估算该仪器频率的调节范围。
达到需要的幅值后，将参数调整为AF=1， 即可稳幅。
起振并能稳定振荡的条件：
U o B时，AF 1 U o B时，AF 1 U o B时，AF 1
具体方法将在后面具体电路中介绍。
(8-9)
§8.1.2 正弦波振荡电路的组成
四个部分： 1、放大电路 2、反馈网络 3、选频网络 4、稳幅环节
§8.1.3 LC振荡电路
LC 振荡电路的选频电路由电感和电容构成， 可以产生高频振荡。由于高频运放价格较高，所 以一般用分立元件组成放大电路。本节只对 LC 振荡电路做一简单介绍，重点掌握相位条件的判 别。
先把开关S放在1处，有输出；若此时把开关S放大2上去， 且Uf与刚才的输入一样，则此时有跟刚才一样的输出；输出又 保证了输入，输入又保证了输出，这样就形成了自激振荡。
(8-2)
如果：X f X i , 则去掉 X i , 仍有信号输出。
反馈信号代替了放大 电路的输入信号。
(8-3)
自激振荡条件的推导
U o R2
R1
C1
U i
C2
(8-11)
U o U i
R1
R2 //
1
jC2
1
jC1
R2
//
1
jC2
U o R2
R1
C1
U i
C2
U o U i
(1
R1 R2
C2 ) C1
1
j(R1C2
1)
R2C1
2fo R1C2
1
2fo R2C1
时，相移为0。
(8-12)
fo 2
1 R1R2C1C2
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。
(8-8)
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。