波形的發(fā)生與變換電路

1、第6章 波形發(fā)生與變換電路第6章 波形發(fā)生與變換電路8.1 8.1 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路8.3 8.3 非正弦波發(fā)生器非正弦波發(fā)生器8.4 8.4 波形變換電路波形變換電路6.16.1 正弦波振蕩電路一、概述一、概述二、二、RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路三、三、LC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路四、石英晶體正弦波振蕩電路四、石英晶體正弦波振蕩電路一、概述1. 產(chǎn)生正弦波振蕩的條件 無外加信號，輸出一定頻率一定幅值的信號。無外加信號，輸出一定頻率一定幅值的信號。 與負(fù)反饋放大電路振蕩的不同之處：在正弦波振蕩電路與負(fù)反饋放大電路振蕩的不同之處：在正弦波振蕩電路中引入的是正反饋，且振蕩頻率可

2、控。中引入的是正反饋，且振蕩頻率可控。在電擾動下，對于某一特定頻率在電擾動下，對于某一特定頻率f0的信號形成正反饋：的信號形成正反饋：oioXXX 由于半導(dǎo)體器件的非線性特性及供電電源的限制，最由于半導(dǎo)體器件的非線性特性及供電電源的限制，最終達(dá)到動態(tài)平衡，穩(wěn)定在一定的幅值。終達(dá)到動態(tài)平衡，穩(wěn)定在一定的幅值。211FAnFAFA 一旦產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩，則一旦產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩，則電路的輸出量自維持，即電路的輸出量自維持，即ooXFAX幅值平衡條件幅值平衡條件相位平衡條件相位平衡條件1FA起振條件：起振條件： 要產(chǎn)生正弦波振蕩，必須有滿足相位條件的要產(chǎn)生正弦波振蕩，必須有滿足相位條件的f0，且在，且在合

3、閘通電時對于合閘通電時對于f= f0信號有從小到大直至穩(wěn)幅的過程，信號有從小到大直至穩(wěn)幅的過程，即滿足起振條件。即滿足起振條件。2. 起振與穩(wěn)幅1FA電路如何從起振到穩(wěn)幅？電路如何從起振到穩(wěn)幅？)(ifXXoXooXFAAFAF穩(wěn)定的穩(wěn)定的振幅振幅非線性環(huán)節(jié)非線性環(huán)節(jié)的必要性！的必要性！3. 基本組成部分1) 放大電路：放大作用放大電路：放大作用2) 正反饋網(wǎng)絡(luò)：滿足相位條件正反饋網(wǎng)絡(luò)：滿足相位條件3) 選頻網(wǎng)絡(luò)：確定選頻網(wǎng)絡(luò)：確定f0，保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩，保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩4) 非線性環(huán)節(jié)（穩(wěn)幅環(huán)節(jié)）：穩(wěn)幅非線性環(huán)節(jié)（穩(wěn)幅環(huán)節(jié)）：穩(wěn)幅常合二為一常合二為一4. 分類常用選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件

4、分類。常用選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件分類。1) RC正弦波振蕩電路：正弦波振蕩電路：1兆赫兆赫以下以下2) LC正弦波振蕩電路：幾百正弦波振蕩電路：幾百千赫千赫幾百幾百兆赫兆赫3) 石英晶體正弦波振蕩電路：振蕩頻率穩(wěn)定石英晶體正弦波振蕩電路：振蕩頻率穩(wěn)定CRCRCRUUF j1 j1 j1of ) 1 ( j31RCRCF當(dāng)當(dāng) f=f0時，不但時，不但=0，且，且 最大，為最大，為1/3。F)( j31 21000ffffFRCf，則令二、RC 正弦波振蕩電路1. RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)1)是否可用共射放大電路？是否可用共射放大電路？2)是否可用共集放大電路？是否可用共集放大電路？3)是否可用共基放大電路？

5、是否可用共基放大電路？4)是否可用兩級共射放大電路？是否可用兩級共射放大電路？2. 電路組成 應(yīng)應(yīng)為為RC 串并聯(lián)網(wǎng)路配一個電壓放大倍數(shù)略大于串并聯(lián)網(wǎng)路配一個電壓放大倍數(shù)略大于3、輸入電、輸入電阻趨于無窮大、輸出電阻趨于阻趨于無窮大、輸出電阻趨于0的放大電路。的放大電路。不符合相位條件不符合相位條件不符合幅值條件不符合幅值條件輸入電阻小、輸出輸入電阻小、輸出電阻大，影響電阻大，影響f0 可引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使可引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使電壓放大倍數(shù)大于電壓放大倍數(shù)大于3，且，且Ri大、大、Ro小，對小，對f0影響小影響小3.3. RC 橋式正弦波振蕩電路（文氏橋振蕩器）用同相比例運(yùn)算電路作放大電

6、路。用同相比例運(yùn)算電路作放大電路。 因同相比例運(yùn)算電路有非常好的因同相比例運(yùn)算電路有非常好的線性度，故線性度，故 R 或或 Rf 用熱敏電阻，或用熱敏電阻，或加二極管作為非線性環(huán)節(jié)。加二極管作為非線性環(huán)節(jié)。文氏橋振蕩文氏橋振蕩器的特點(diǎn)？器的特點(diǎn)？1f2RR 以以RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)、并引入電串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)、并引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，兩個網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成橋路，一對頂點(diǎn)作為輸出電壓串聯(lián)負(fù)反饋，兩個網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成橋路，一對頂點(diǎn)作為輸出電壓，一對頂點(diǎn)作為放大電路的凈輸入電壓，就構(gòu)成文氏橋壓，一對頂點(diǎn)作為放大電路的凈輸入電壓，就構(gòu)成文氏橋振蕩器。振蕩器。.試分析試分析D1、D2自動穩(wěn)幅原

7、理自動穩(wěn)幅原理.估算輸出電壓估算輸出電壓V0m；(VD=0.6V).試畫出若試畫出若R2短路時，輸出電壓短路時，輸出電壓V0的波形；的波形；.試畫出若試畫出若R2開路時，輸出電壓開路時，輸出電壓V0的波形；的波形；.穩(wěn)幅原理穩(wěn)幅原理 當(dāng)當(dāng)v v0 0幅值很小時，幅值很小時， D1、D2接近開路，接近開路，R3=2.7K。3 . 3/1132RRRRAV 當(dāng)當(dāng)v v0 0幅值較大時，幅值較大時， D1或或D2導(dǎo)通，導(dǎo)通，R3減小，減小，AV自動下降自動下降達(dá)到平衡達(dá)到平衡. .估算輸出電壓估算輸出電壓V V0m (V (VD D=0.6V)=0.6V)31 . 5/1 . 51 . 9/131K

8、KRKRRAfVf穩(wěn)幅時：KR1 . 13IKVI1 . 16 . 0KKKVIm1 . 91 . 51 . 101KVKVm1 . 16 . 03 .150V35. 81II I1. .若若R R2 2短路時短路時(4). 若若R2開路時，輸出電壓開路時，輸出電壓V0的波形的波形AVf- I01電子開關(guān) 當(dāng)當(dāng) Q = 0，S 斷開，斷開， C 充電充電 (I01) 至至 2/3VCCQ = 1當(dāng)當(dāng) Q = 1，S 閉合，閉合，C 放電放電 (I02 I01) 至至 1/3VCCQ = 0當(dāng)當(dāng) I02 = 2I01，引腳，引腳 9 輸出方波，引腳輸出方波，引腳 3 輸出三角波；輸出三角波；當(dāng)當(dāng)

9、 I02 2I01，引腳引腳 9 輸出矩形波，引腳輸出矩形波，引腳 3 輸出鋸齒波。輸出鋸齒波。1. 原理原理88+VCCRRRRSCI01I02uC VEE或地或地QQ反相器反相器電壓跟隨器電壓跟隨器正弦波變換器正弦波變換器2. 應(yīng)用應(yīng)用12345678ICL8038141312111091314正弦波正弦波失真度調(diào)整失真度調(diào)整正弦波失正弦波失真度調(diào)整真度調(diào)整正弦波輸出正弦波輸出三角波輸出三角波輸出矩形波輸出矩形波輸出調(diào)頻偏置調(diào)頻偏置電壓輸入電壓輸入調(diào)頻偏置調(diào)頻偏置電壓輸出電壓輸出接電阻接電阻 RA接電阻接電阻 RB接電容接電容 C+VCC VEE (或地或地)調(diào)占空比和正弦波失真調(diào)頻率調(diào)占

10、空比和正弦波失真RP2RP4 RP1+VCC VEERRAICL8038451310 11128RBRP3CC1692本章小結(jié)本章小結(jié)1正弦波振蕩的條件：正弦波振蕩的條件： AF=1 （振幅條件）（振幅條件） （相位條件（相位條件n2FA正弦波振蕩電路由放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)構(gòu)成。正弦波振蕩電路由放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)構(gòu)成。2正弦波振蕩電路主要有正弦波振蕩電路主要有RC振蕩電路和振蕩電路和LC振蕩電路兩種。振蕩電路兩種。RC振蕩電振蕩電路主要用于中低頻場合，路主要用于中低頻場合，LC振蕩電路主要用于高頻場合。石英晶體振振蕩電路主要用于高頻場合。石英晶體振蕩電路是一種特殊的蕩電路是一種特殊的LC振蕩電路，其特點(diǎn)是具有很高的頻率穩(wěn)定性振蕩電路，其特點(diǎn)是具有很高的頻率穩(wěn)定性。3當(dāng)運(yùn)放開環(huán)工作或引入正反饋時，運(yùn)放工作在非線性狀態(tài)。其分析當(dāng)運(yùn)放開環(huán)工作或引入正反饋時，運(yùn)放工作在非線性狀態(tài)。其分析方法為：方法為： 若若U U+ +U U- - 則則U UO O=+U=+UOMOM； 若若U U+ +U U- - 則則U UO O=-U=-UOMOM。 虛斷（運(yùn)放輸入端電流虛斷（運(yùn)放輸入端電流=0=0）4 比較器是一種能夠比較兩個模擬量大小的電路。遲滯比較器具有比較器是一種能夠比較兩