第22講波形的發(fā)生與變換電路(1)改

第二十二講第九章教學(xué)要求重點(diǎn)與難點(diǎn)1、掌握正弦波振蕩電路的振蕩條件與組成；2、掌握RC、LC正弦波振蕩電路的工作原理，相位平衡條件的判斷與振蕩頻率的計(jì)算；3、了解石英晶體振蕩電路的工作原理；4、掌握電壓比較器和矩形波、三角波、鋸齒波產(chǎn)生電路的工作原理及振蕩頻率的計(jì)算；5、了解壓控振蕩電路的工作原理，振蕩頻率的計(jì)算；6、了解三角波-鋸齒波、三角波-正弦波變換電路的工作原理。重點(diǎn)：正弦波振蕩電路的振蕩條件；RC、LC振蕩電路相位平衡條件的判斷與振蕩頻率的計(jì)算；矩形波、三角波、鋸齒波產(chǎn)生電路的工作原理。難點(diǎn)：正弦波振蕩電路的起振過程，電壓比較器傳輸特性，壓控振蕩電路的工作原理。本次課教學(xué)要求1、掌握反饋式正弦波振蕩電路的振蕩平衡條件和起振條件；2、掌握RC串并聯(lián)移相電路頻率特性的定量分析；3、掌握RC振蕩電路相位平衡條件的判斷和振蕩頻率的計(jì)算；4、掌握LC振蕩電路相位平衡條件的判斷和振蕩頻率的計(jì)算。第9章波形的發(fā)生與變換電路9.1正弦波振蕩電路

9.2非正弦波發(fā)生電路9.3波形變換電路引言振蕩器的分類振蕩器：自動(dòng)將直流電源的能量轉(zhuǎn)換成交流電能的電路。按波形分類：按激勵(lì)方式分類：按電路結(jié)構(gòu)分類：按頻率分類：按選頻元件分類：9.1正弦波振蕩電路9.1.1概述9.1.2RC正弦波振蕩電路9.1.3LC正弦波振蕩電路9.1.4石英晶體正弦波振蕩電路1.產(chǎn)生正弦波振蕩的條件PP.275-2769.1.1概述在電擾動(dòng)下，對(duì)于某一特定頻率f0的信號(hào)形成正反饋：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(dòng)態(tài)平衡，穩(wěn)定在一定的幅值。。產(chǎn)生正弦波振蕩的物理過程1.正弦波振蕩的條件

一旦產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩，則電路的輸出量自維持，即幅值平衡條件相位平衡條件起振條件：

要產(chǎn)生正弦波振蕩，必須有滿足相位條件的f0，且在合閘通電時(shí)對(duì)于f=f0信號(hào)有從小到大直至穩(wěn)幅的過程，即滿足起振條件。振蕩平衡條件2.起振與穩(wěn)幅電路如何從起振到穩(wěn)幅？穩(wěn)定的振幅起振過程的圖解說明3.基本組成部分1)放大電路：放大作用2)正反饋網(wǎng)絡(luò)：滿足相位條件3)選頻網(wǎng)絡(luò)：確定f0，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)幅常合二為一4、分析方法1)是否存在四個(gè)主要組成部分；2)放大電路能否正常工作，即是否有合適的Q點(diǎn)，信號(hào)是否可能正常傳遞，沒有被短路或斷路；3)是否滿足相位條件，即是否存在f0，是否可能振蕩

；4)是否滿足幅值條件，即是否一定振蕩。相位條件的判斷方法：瞬時(shí)極性法

斷開反饋，在斷開處給放大電路加f＝f0的信號(hào)Ui，且規(guī)定其極性，然后根據(jù)

Ui的極性→Uo的極性→Uf的極性若Uf與Ui極性相同，則電路可能產(chǎn)生自激振蕩；否則電路不可能產(chǎn)生自激振蕩。

在多數(shù)正弦波振蕩電路中，輸出量、凈輸入量和反饋量均為電壓量。極性？定量分析要點(diǎn)振蕩頻率的計(jì)算相位平衡條件判斷采用定性分析方法，是否能找到一個(gè)頻率使起振條件的確定5.分類按選頻網(wǎng)絡(luò)分類1)RC正弦波振蕩電路：幾百千赫以下2)LC正弦波振蕩電路：幾百千赫～幾百兆赫3)石英晶體正弦波振蕩電路：振蕩頻率穩(wěn)定按振蕩頻率分類1）低頻振蕩電路2）高頻振蕩電路1.RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率特性PP.278-2799.1.2RC正弦波振蕩電路低頻段高頻段在頻率從0～∞中必有一個(gè)頻率f0，φF＝0o。定性分析RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率特性的定量分析當(dāng)f=f0時(shí)，不但φ=0，且最大，為1/3。2.

RC振蕩電路的組成

應(yīng)為RC串并聯(lián)網(wǎng)路配一個(gè)電壓放大倍數(shù)略大于3，輸入電阻盡量大，輸出電阻盡量小的同相放大電路。同相放大電路3.

RC橋式正弦波振蕩電路（文氏橋振蕩器）用同相比例運(yùn)算電路作放大電路。二極管的作用文氏橋振蕩器的特點(diǎn)？

自動(dòng)穩(wěn)幅。輸出電壓幅度波形較好，頻率調(diào)節(jié)方便，適合于小于1MHz的正弦波振蕩器。頻率可調(diào)的文氏橋振蕩器P281圖9.1.7改變電容以粗調(diào)，改變電位器滑動(dòng)端以細(xì)調(diào)。同軸電位器討論一：合理連接電路，組成文氏橋振蕩電路如何自動(dòng)穩(wěn)幅？Rf采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻或Rb1采用正溫度系數(shù)的熱敏電阻。討論二：判斷圖示電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩嗎？RC移相式電路1)RC移相電路有幾級(jí)才可能產(chǎn)生正弦波振蕩？三級(jí)（最大相移為270）2)若R和C互換呢？二級(jí)9.1.3LC正弦波振蕩電路1.LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性PP.282-284等效損耗電阻諧振頻率解得等效導(dǎo)納及阻抗即O220)L(RLCwww+w-w即諧振頻率此時(shí)，＝令當(dāng)Q>>1時(shí)：諧振時(shí)的支路電流諧振阻抗1.LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性（續(xù)）諧振特性1.LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性（續(xù)）（2）頻率響應(yīng)曲線附加相移2、LC選頻放大電路P284當(dāng)f=f0時(shí)，電壓放大倍數(shù)的數(shù)值最大，且附加相移為0。電壓放大倍數(shù)若能通過一定的方式將c-e間電壓反相后加到放大電路的輸入端，則有可能產(chǎn)生自激振蕩。（變壓器、電感、電容反饋式）3、

變壓器反饋式LC振蕩電路（2）振蕩頻率與起振條件振蕩頻率起振條件說明（1）原理電路P285相位平衡條件判斷（2）由于LC諧振電路的Q值很高，高次諧波電流在并聯(lián)回路上產(chǎn)生的電壓很小，即回路具有較好的選頻特性，所以仍能選出0的正弦波信號(hào)。補(bǔ)充說明（1）LC振蕩電路靠放大管的非線性特性穩(wěn)幅，動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)入了截止區(qū)，集電極（漏極）電流是失真的。3、變壓器反饋式LC振蕩電路（續(xù)）（a）電路結(jié)構(gòu)說明：（b）相位平衡條件的判斷準(zhǔn)則X1、X2為同性電抗同時(shí)X1、X3為異性電抗。（c）振蕩頻率的估算：X1+X2+X3=04、電感三點(diǎn)式振蕩電路（1）三點(diǎn)式LC振蕩器的工作原理仍然由LC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，則首端與尾端相位相反。1.三點(diǎn)式LC并聯(lián)電路中間端的瞬時(shí)電位一定在首、尾端電位之間。三點(diǎn)的相位關(guān)系B.若首端或尾端交流接地，則其他兩端相位相同。4、電感三點(diǎn)式振蕩電路（續(xù)）4、電感三點(diǎn)式振蕩電路（續(xù)）（2）電感三點(diǎn)式

振蕩器電路反饋電壓取自哪個(gè)線圈？反饋電壓的極性？必要嗎？

電感的三個(gè)抽頭分別接晶體管的三個(gè)極，故稱之為電感三點(diǎn)式電路。（2）電感三點(diǎn)式

振蕩器電路（續(xù)）分析概要相位平衡條件判斷起振條件：振蕩頻率的估算：5、電容三點(diǎn)式振蕩電路（1）基本電容三點(diǎn)式振蕩電路相位平衡條件判斷起振條件：振蕩頻率的估算：電路P287圖9.1.13（a）克拉潑（Clapp)振蕩電路電路圖P287圖9.1.145、電容三點(diǎn)式振蕩電路(續(xù))（2）改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路振蕩頻率要增大f，則需減小選頻網(wǎng)絡(luò)中的電感和電容，但卻易受級(jí)間電容影響。故在L上串更小電容。（b）西勒（Seiler)振蕩電路5、電容三點(diǎn)式振蕩電路(續(xù))（2）改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路（續(xù)）振蕩頻率（可調(diào)）討論同銘端？能