第九章 信號(hào)產(chǎn)生電路

1、第九章信號(hào)產(chǎn)生電路信號(hào)產(chǎn)生電路基本要求基本要求 熟練掌握產(chǎn)生正弦波振蕩的條件，熟練掌握產(chǎn)生正弦波振蕩的條件，RCRC正弦波發(fā)生電路，正確理解正弦波發(fā)生電路，正確理解LCLC正弦正弦波發(fā)生電路。波發(fā)生電路。 9.1 正弦波振蕩電路的振蕩條件正弦波振蕩電路的振蕩條件 9.2 RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路 9.3 LC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路*9.4 非正弦信號(hào)產(chǎn)生電路非正弦信號(hào)產(chǎn)生電路*9.5 集成函數(shù)發(fā)生器集成函數(shù)發(fā)生器8038簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介9.1 正弦波振蕩電路的振蕩條件正弦波振蕩電路的振蕩條件1. 振蕩條件振蕩條件2. 選頻和穩(wěn)幅選頻和穩(wěn)幅3. 振蕩電路基本組成部分振蕩電路基本組成部分4.

2、 判斷電路能否起振判斷電路能否起振9.1 正弦波振蕩電路的振蕩條件正弦波振蕩電路的振蕩條件振蕩電路：不用外加信號(hào)控制能自動(dòng)將直流電能振蕩電路：不用外加信號(hào)控制能自動(dòng)將直流電能轉(zhuǎn)換為有一定頻率、一定幅度的交變電能，稱自轉(zhuǎn)換為有一定頻率、一定幅度的交變電能，稱自激振蕩電路或簡(jiǎn)稱振蕩電路。激振蕩電路或簡(jiǎn)稱振蕩電路。分類：分類：正弦波振蕩器：波形接近于理想的正弦波，又叫簡(jiǎn)正弦波振蕩器：波形接近于理想的正弦波，又叫簡(jiǎn)諧振蕩器。諧振蕩器。張馳振蕩器：產(chǎn)生脈沖信號(hào)。張馳振蕩器：產(chǎn)生脈沖信號(hào)。 正反饋放大電正反饋放大電路如圖示。（注意路如圖示。（注意與負(fù)反饋方框圖的與負(fù)反饋方框圖的差別）差別）1. 振蕩條件振

3、蕩條件fiaXXX 有有fafa AFFAFA0iXafXX1ofaoafFAXXXXXX即：即：1FA正反饋振蕩的條件正反饋振蕩的條件faFFAA設(shè)：則：則：=11. 振蕩條件振蕩條件即：即：1 AFFA振幅平衡條件振幅平衡條件 2102fa、nn相位平衡條件相位平衡條件2. 選頻和穩(wěn)幅選頻和穩(wěn)幅選頻網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)置在放大電路選頻網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)置在放大電路A中，也中，也可設(shè)置在反饋網(wǎng)絡(luò)可設(shè)置在反饋網(wǎng)絡(luò)F中，它可以用中，它可以用R、C元件組成，也可用元件組成，也可用L、C元件組成。元件組成。 RCRC振蕩電路：用振蕩電路：用R R、C C元件組成選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩電路稱為元件組成選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩電路稱為RC

4、RC振蕩電振蕩電 路，一般用來(lái)產(chǎn)生路，一般用來(lái)產(chǎn)生1 1H HZ Z1MH1MHZ Z范圍內(nèi)的低頻信號(hào)；范圍內(nèi)的低頻信號(hào)； LCLC振蕩電路：用振蕩電路：用L L、C C元件組成選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩電路稱為元件組成選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩電路稱為L(zhǎng)CLC振蕩電振蕩電 路，一般用來(lái)產(chǎn)生路，一般用來(lái)產(chǎn)生1 1MHMHZ Z以上的高頻信號(hào)。以上的高頻信號(hào)。只能維持振蕩不能自行起振。只能維持振蕩不能自行起振。 1 FA1FA自行起振自行起振的條件：的條件：FA12. 選頻和穩(wěn)幅選頻和穩(wěn)幅電路器件內(nèi)部噪聲電路器件內(nèi)部噪聲當(dāng)輸出信號(hào)幅值增加到一定程度時(shí)，就要限制它繼續(xù)增加，當(dāng)輸出信號(hào)幅值增加到一定程度時(shí)，就要限制它繼續(xù)增

5、加，否則波形將出現(xiàn)失真。否則波形將出現(xiàn)失真。噪聲中，滿足相位平衡條件的某一頻率噪聲中，滿足相位平衡條件的某一頻率 0的噪聲信號(hào)被放的噪聲信號(hào)被放大，成為振蕩電路的輸出信號(hào)。大，成為振蕩電路的輸出信號(hào)。穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的作用：自動(dòng)調(diào)節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的作用：自動(dòng)調(diào)節(jié) 的大小，使的大小，使 隨振幅隨振幅而而，當(dāng)，當(dāng) =1=1時(shí)，振蕩穩(wěn)定，處于等幅狀態(tài)。時(shí)，振蕩穩(wěn)定，處于等幅狀態(tài)。FAFAFA =1=1等幅振蕩等幅振蕩 11減幅振蕩減幅振蕩 1 1增幅振蕩增幅振蕩 FAFAFA4放大電路（包括負(fù)反饋放大電路）放大電路（包括負(fù)反饋放大電路）3. 基本組成部分基本組成部分4反饋網(wǎng)絡(luò)（構(gòu)成正反饋的）反饋網(wǎng)絡(luò)（構(gòu)成正反饋的

6、）4選頻網(wǎng)絡(luò)（選擇滿足相位平衡條件的一個(gè)頻率。經(jīng)常與反饋選頻網(wǎng)絡(luò)（選擇滿足相位平衡條件的一個(gè)頻率。經(jīng)常與反饋 網(wǎng)絡(luò)合二為一。）網(wǎng)絡(luò)合二為一。）4穩(wěn)幅環(huán)節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)4. 判斷電路能否起振判斷電路能否起振end1 1）檢查電路組成部分）檢查電路組成部分2 2）檢查放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)是否正常）檢查放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)是否正常3 3）分析是否滿足自激振蕩條件）分析是否滿足自激振蕩條件 判斷相位平衡方法：判斷相位平衡方法： 斷開反饋信號(hào)至放大電路的輸入端點(diǎn)斷開反饋信號(hào)至放大電路的輸入端點(diǎn)b b點(diǎn)，并把點(diǎn)，并把放大電路的輸入阻抗作為反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。在放大電放大電路的輸入阻抗作為反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。在放大電路斷開點(diǎn)

7、加信號(hào)路斷開點(diǎn)加信號(hào)V Vi i，經(jīng)放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)得反饋電，經(jīng)放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)得反饋電壓壓V Vf f，分析，分析V Vi i與與V Vf f的相位關(guān)系，若在某一特定頻率的相位關(guān)系，若在某一特定頻率f=ff=f0 0時(shí)，相位差為時(shí)，相位差為2 2nn（n=0n=0，1 1，2 2，）則電路滿足）則電路滿足相位平衡條件。相位平衡條件。9.2 RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路1. 電路組成電路組成2. RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性3. 振蕩電路工作原理振蕩電路工作原理4. 穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅措施1. 電路組成電路組成反饋網(wǎng)絡(luò)兼做選頻網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)兼做選頻網(wǎng)絡(luò)反饋系數(shù)反饋系數(shù)2

8、. RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性)()()(ofsVsVsFV 幅頻響應(yīng)幅頻響應(yīng)又又212ZZZ 2)(31sCRsCRsCR j s且令且令RC10 則則)( j3100 VF2002)(31 VF相頻響應(yīng)相頻響應(yīng)3)(arctg00f 2. RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性當(dāng)當(dāng)2002)(31 VF幅頻響應(yīng)有最大值幅頻響應(yīng)有最大值3)(arctg00f RCffRC 21 100 或或31max VF相頻響應(yīng)相頻響應(yīng)0f =0時(shí)，時(shí)，F(xiàn)V=1/3，f=0 2. RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性 ff ffff0 0，相位都不為

9、，相位都不為0 0 1 1振蕩頻率振蕩頻率 f f0 0= = 2RC 2RC起振條件起振條件1 FA3,31maxAF采用非線性元件采用非線性元件4. 穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅措施4熱敏元件熱敏元件熱敏電阻熱敏電阻起振時(shí)，起振時(shí)，311f RRAV即即1 VVFA熱敏電阻的作用熱敏電阻的作用 oV 功功耗耗 fR 溫溫度度 fR 阻阻值值 fR3 VA1 VVFA穩(wěn)幅穩(wěn)幅 VAofofffoVRVAVRIVVfI即：即：9.3 LC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路9.3.1 LC并聯(lián)諧振回路選頻特性并聯(lián)諧振回路選頻特性9.3.2 變壓器反饋式變壓器反饋式LC振蕩電路振蕩電路9.3.3 三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC振蕩電

10、路振蕩電路9.3.4 石英晶體石英晶體振蕩電路振蕩電路9.3.2 變壓器反饋式變壓器反饋式LC振蕩電路振蕩電路（定性分析）（定性分析）1.1.電路的組成電路的組成2. 工作過程工作過程 1 1）電源合閘）電源合閘電磁振蕩電磁振蕩L L與與L Lf f耦合到耦合到T T入端。入端。2 2）回路振蕩電流）回路振蕩電流ii交變磁通交變磁通經(jīng)經(jīng)L Lf f感應(yīng)出感應(yīng)出V Vf fiib biic c V Vf fiib biic cii 振蕩振幅不斷增長(zhǎng)振蕩振幅不斷增長(zhǎng)3 3）受晶體管非線性限制）受晶體管非線性限制輸出等幅振輸出等幅振蕩蕩 LCf21o4）變壓器線圈）變壓器線圈L與與Lf的極性應(yīng)接對(duì)，否則不是正反饋。的極性應(yīng)接對(duì)，否則不是正反饋。 5）振蕩頻率）振蕩頻率 3. LC回路的選頻作用回路的選頻作用 4. 判斷起振判斷起振 Lf仍然由仍然由LC并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)A. 若中間點(diǎn)交流接地，則首端與尾端若中間點(diǎn)交流接地，則首端與尾端 相位相反。相位相反。9.3.3 三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC振蕩電路振蕩電路1. 三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC并聯(lián)電路并聯(lián)電路C1C2首端首端尾端尾端中間端中間端L電容三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式C首端首端尾端尾端中間端中間端L1L2電感三點(diǎn)式電感三點(diǎn)式 中間端的瞬時(shí)電位一定在首、尾端電中間