振荡电路分析及应用-电子技术实践基础讲解

1、http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 2 波形发生电路波形发生电路 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 2.1 正弦波振荡电路正弦波振荡电路 2.1.1 正弦波振荡电路的基础知识正弦波振荡电路的基础知识 1. 自激振荡现象自激振荡现象 扩音系统在使用中有时会发出刺耳的啸叫声扩音系统在使用中有时会发出刺耳的啸叫声, , 其形其形 成的过程如图示。成的过程如图示。 扩音机 扬声器 话筒 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 A . F . 放大电路放大电路 2 S 1 + - U id . Ui . + -Uf . + - Uo . 反

2、馈电路反馈电路 2. 自激振荡形成的条件自激振荡形成的条件 可以借助图示的方框图来分析正弦波振荡形成的条件。可以借助图示的方框图来分析正弦波振荡形成的条件。 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 由此可见由此可见, 自激振荡形成的基本条件是反馈信号与自激振荡形成的基本条件是反馈信号与 输入信号输入信号大小相等大小相等、 相位相同相位相同, 即即 , 而而 可得：可得： ifUU i fUFAU 1 FA 这包含着两层含义这包含着两层含义: （）（） 反馈信号与输入信号反馈信号与输入信号幅值幅值相等相等, 表示表示 即即 （）（） 反馈信号与输入信号反馈信号与输入信号相位相位

3、相同相同, 表示输入信号表示输入信号 经过放大电路产生的相移经过放大电路产生的相移A和反馈网络的相移和反馈网络的相移F之和之和 为为0, 2, 4, , 2n, 即即:A+F=2n(n=0, 1, 2, 3, ) 称为相位平衡条件。称为相位平衡条件。 ifUU 1 FA http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 Uo . Ot 自激振荡的起振波形自激振荡的起振波形 ba 起振 c 稳幅 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 . 正弦波振荡的形成过程正弦波振荡的形成过程 放大电路在接通电源的瞬间放大电路在接通电源的瞬间, , 随着电源电压由零随着电源电压由零

4、开始的突然增大开始的突然增大, , 电路受到扰动电路受到扰动, , 在放大器的输入端在放大器的输入端 产生一个微弱的扰动电压产生一个微弱的扰动电压u ui i, , 经放大器放大、经放大器放大、 正反馈正反馈, , 再放大、再放大、 再反馈再反馈, , 如此反复循环如此反复循环, , 输出信号的幅输出信号的幅 度很快增加。度很快增加。 这个扰动电压包括从低频到甚高频的各这个扰动电压包括从低频到甚高频的各 种频率的谐波成分。种频率的谐波成分。 为了能得到我们所需要频率的正弦波信号为了能得到我们所需要频率的正弦波信号, , 必须增必须增 加加选频网络选频网络, , 只有在选频网络中心频率上的信号能

5、通过只有在选频网络中心频率上的信号能通过, , 其他频率的信号被抑制其他频率的信号被抑制, , 在输出端就会得到如图在输出端就会得到如图abab段所段所 示的起振波形。示的起振波形。 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 那么那么, , 振荡电路在起振以后振荡电路在起振以后, , 振荡幅度会不会无振荡幅度会不会无 休止地增长下去了呢？这就需要增加休止地增长下去了呢？这就需要增加稳幅环节稳幅环节, , 当振当振 荡电路的输出达到一定幅度后荡电路的输出达到一定幅度后, , 稳幅环节就会使输出稳幅环节就会使输出 减小减小, , 维持一个相对稳定的稳幅振荡维持一个相对稳定的稳幅振荡

6、, , 如图如图bcbc段所示。段所示。 也就是说也就是说, , 在振荡建立的初期在振荡建立的初期, , 必须使反馈信号必须使反馈信号 大于原输入信号大于原输入信号, , 反馈信号一次比一次大反馈信号一次比一次大, , 才能使振才能使振 荡幅度逐渐增大荡幅度逐渐增大; ; 当振荡建立后当振荡建立后, , 还必须使反馈信号还必须使反馈信号 等于原输入信号等于原输入信号, , 才能使建立的振荡得以维持下去。才能使建立的振荡得以维持下去。 由上述分析可知由上述分析可知, , 起振条件：起振条件： 1 FA 1 FA 稳幅后的幅度平衡条件为：稳幅后的幅度平衡条件为： http:/ 电子发烧 友 htt

7、p:/ 电子技术 论坛 . 振荡电路的组成振荡电路的组成 要形成振荡要形成振荡, 电路中必须包含以下组成部分电路中必须包含以下组成部分: 放大器放大器; 正反馈网络正反馈网络; 选频网络选频网络; 稳幅环节。稳幅环节。 根据选频网络组成元件的不同根据选频网络组成元件的不同, , 正弦波振荡电路通常正弦波振荡电路通常 分为：分为： 振荡电路振荡电路（振荡频率较低，几百（振荡频率较低，几百KHZKHZ以下）以下） 振荡电路振荡电路（振荡频率较高，几百（振荡频率较高，几百KHZKHZ以上）以上） 石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路（振荡频率极其稳定）。（振荡频率极其稳定）。 http:/ 电子发烧 友

8、 http:/ 电子技术 论坛 2.1.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路 RC正弦波振荡电路结构简单正弦波振荡电路结构简单, , 性能可靠性能可靠, , 用来产用来产 生几兆赫兹以下的低频信号生几兆赫兹以下的低频信号, , 常用的常用的RC振荡电路有振荡电路有 RC桥式振荡电路和移相式振荡电路。桥式振荡电路和移相式振荡电路。 1. RC桥式振荡电路桥式振荡电路 1） RC串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性 + Z2 - . U1 R2C2 + - . U2 Z1 R1 C1 22 2 2 1 11 1 1 RCj Z Z Cj RZ http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术

9、 论坛 22 2 1 1 22 2 21 2 1 2 1 1 1 RCj R Cj R RCj R ZZ Z U U F ) 1 ()1( 1 12 21 1 2 2 1 CR CRj C C R R RC串并联网络传输系数串并联网络传输系数F： http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 3 1 arctan ) 1 (3 1 ) 1 (3 1 22 RC RC RC RC FF RC RCj F F 其模值：其模值： 相角：相角： 取：取：C1=C2=C, R1=R2=R, 则上式可简化为则上式可简化为 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 RC f RC

10、 f 2 1 1 2 0 00 令令 即即 3 arctan )(3 1 0 0 2 0 0 2 f f f f f f f f F F 将将f0 的表达式代入模值和相角的表达式的表达式代入模值和相角的表达式, 并将角频率并将角频率 变换为由频率变换为由频率f 表示表示, 则则 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 根据上式可作出根据上式可作出RC串并联网络频率特性串并联网络频率特性 F 3 1 0 f0f F f 0 -90O f0 +90O 当当 f=f0时时, 电压传输系数最大电压传输系数最大, 其值为其值为: F=1/3, 相角为零相角为零, 即即F=0。 此时此时

11、, 输出电压与输入电压同相位。输出电压与输入电压同相位。 当当ff0时时, F3的要求。的要求。 其中其中, 1、 2和和R2是实现自动稳幅的限幅电路。是实现自动稳幅的限幅电路。 1 1 R R A f u RC f 2 1 0 由由R1、 Rf、 V1、 V2及及R2构成负反馈支路构成负反馈支路, 它与集成运它与集成运 放形成了同相输入比例运算放大器放形成了同相输入比例运算放大器 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 2RC移相式振荡电路移相式振荡电路 反馈网络由三节反馈网络由三节RC移相电路构成。移相电路构成。 + + - RR CCC R Rf + - Uo . ht

12、tp:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 由于集成运算放大器的相移为由于集成运算放大器的相移为180, 为满足振荡的相为满足振荡的相 位平衡条件位平衡条件, 要求反馈网络对某一频率的信号再移相要求反馈网络对某一频率的信号再移相180, RC构成超前相移网络。构成超前相移网络。 正如所知正如所知, 一节一节RC电路的最大相电路的最大相 移为移为90, 不能满足振荡的相位条件不能满足振荡的相位条件; 二节二节RC电路的最大电路的最大 相移可以达到相移可以达到180, 但当相移等于但当相移等于180时时, 输出电压已接输出电压已接 近于零近于零, 故不能满足起振的幅度条件。故不能满足起振

13、的幅度条件。为此为此, 采用三节采用三节RC 超前相移网络超前相移网络, 三节相移网络对不同频率的信号所产生的三节相移网络对不同频率的信号所产生的 相移是不同的相移是不同的, 但其中总有某一个频率的信号但其中总有某一个频率的信号, 通过此相移通过此相移 网络产生的相移刚好为网络产生的相移刚好为180, 满足相位平衡条件而产生振满足相位平衡条件而产生振 荡荡, 该频率即为振荡频率该频率即为振荡频率f0。 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 RC移相式振荡电路具有结构简单、移相式振荡电路具有结构简单、 经济方便等优经济方便等优 点。点。 其缺点是选频性能较差其缺点是选频性能较

14、差, , 频率调节不方便频率调节不方便, , 由于输由于输 出幅度不够稳定出幅度不够稳定, , 输出波形较差输出波形较差, , 一般只用于振荡频率一般只用于振荡频率 固定、固定、 稳定性要求不高稳定性要求不高的场合。的场合。 29 62 1 0 u A RC f 振幅起振条件为振幅起振条件为 振荡频率振荡频率f0 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 2.1.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路 LC正弦波正弦波振荡电路常用来产生高频正弦波振荡电路常用来产生高频正弦波 信号，常见形式有变压器反馈式信号，常见形式有变压器反馈式LC振荡电路、振荡电路、 电感反馈式（电感三点式）

15、电感反馈式（电感三点式）LC振荡电路、振荡电路、 电容电容 反馈式电容三点式反馈式电容三点式LC振荡电路振荡电路, , 用来产生几兆用来产生几兆 赫兹以上的高频信号。它们的选频网络一般都采赫兹以上的高频信号。它们的选频网络一般都采 用用LC并联谐振电路。并联谐振电路。 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 1. 变压器反馈式变压器反馈式LC振荡电路振荡电路 ） 电路组成电路组成 (+) (-) (+) (+)(+) L1C R L L3 L2 V +C e Re Rb2 C1 R b1 T +UCC V、R b1、 、R b2、 、R e、 、 Ce、C1组成共射组成共射

16、放大电路放大电路 L2反馈线圈反馈线圈 引入正反馈引入正反馈 L1C选频网络选频网络 变压器同变压器同 名端名端 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 ) 振荡条件振荡条件 （1） 相位平衡条件相位平衡条件 电路振荡时电路振荡时, f = f0，LC回路的谐振阻抗是纯电阻性，由回路的谐振阻抗是纯电阻性，由 变压器变压器L1及及L2同名端可知，反馈信号与输出电压极性相反，同名端可知，反馈信号与输出电压极性相反， 即即F=180。于是。于是A+F=360，保证了电路的正反馈，满，保证了电路的正反馈，满 足振荡的相位平衡条件。足振荡的相位平衡条件。 对频率对频率ff0的信号，的信

17、号，LC回路的阻抗不是纯阻抗，而是感性回路的阻抗不是纯阻抗，而是感性 或容性阻抗。或容性阻抗。 此时，此时，LC回路对信号会产生附加相移，造成回路对信号会产生附加相移，造成 F180，那，那A+F360，不能满足相位平衡条件，电路也，不能满足相位平衡条件，电路也 不可能产生振荡。不可能产生振荡。 由此可见，由此可见，LC振荡电路只有在振荡电路只有在f=f0这个频这个频 率上，才有可能振荡。率上，才有可能振荡。 LC ff 2 1 0 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 （2） 幅值条件幅值条件 为了满足幅度条件为了满足幅度条件AF1, 对晶体管的对晶体管的值有一定要求。值

18、有一定要求。 一般只要一般只要值较大值较大, 就能满足振幅平衡条件。就能满足振幅平衡条件。 反馈线圈匝反馈线圈匝 数越多数越多, 耦合越强耦合越强, 电路越容易起振。电路越容易起振。 3）电路优缺点）电路优缺点 (1) (1) 易起振易起振, , 输出电压较大。由于采用变压器耦合输出电压较大。由于采用变压器耦合, , 易满足阻抗匹配的要求。易满足阻抗匹配的要求。 (2) (2) 调频方便。一般在调频方便。一般在LC回路中采用接入可变电容回路中采用接入可变电容 器的方法来实现器的方法来实现, ,调频范围较宽调频范围较宽, ,工作频率通常在几兆赫左工作频率通常在几兆赫左 右。右。 (3) (3)

19、输出波形不理想。由于反馈电压取自电感两端输出波形不理想。由于反馈电压取自电感两端, , 它对高次谐波的阻抗大它对高次谐波的阻抗大, ,反馈也强反馈也强, ,因此在输出波形中含有因此在输出波形中含有 较多高次谐波成分。较多高次谐波成分。 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 2. 电感反馈式电感反馈式LC振荡电路振荡电路 又称又称: 哈特莱振荡电路哈特莱振荡电路 电感三点式电路电感三点式电路 1)电路组成电路组成 (+) (-) (+) (-) (+) (-) (+) ReCe V C 2 R c +UCC Rb1 R b2 C1 C L2 L1 (+) L2反馈线圈反馈线圈

20、 (-) (+) http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 反馈电压是取自电感反馈电压是取自电感L2两端两端, , 加到晶体管加到晶体管b b、e e间的。间的。 所以改变线圈抽头的位置所以改变线圈抽头的位置, , 即改变即改变L2的大小的大小, , 就可调节反就可调节反 馈电压的大小。馈电压的大小。 当满足当满足 的条件时的条件时, , 电路便可起电路便可起 振。振。 1 FA )振荡条件分析振荡条件分析 （1）相位条件）相位条件 设基极瞬时极性为正设基极瞬时极性为正, , 由于放大器的倒相作用由于放大器的倒相作用, , 集电集电 极电位为负极电位为负, , 与基极相位相反与

21、基极相位相反, , 则电感的则电感的端为负端为负, , 端端 为公共端为公共端, , 端为正。端为正。 反馈电压由反馈电压由端引至三极管的基端引至三极管的基 极极, , 故为正反馈故为正反馈, , 满足相位平衡条件。满足相位平衡条件。 （2） 幅度条件幅度条件 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 上式中上式中, L1+L2+2M为为LC回路的总电感回路的总电感, M为为L1与与L2 间的互感耦合系数。 间的互感耦合系数。 4） 电路优缺点电路优缺点 (1) 由于由于L1和和L2之间耦合很紧之间耦合很紧, 故电路易起振故电路易起振, 输出输出 幅度大。幅度大。 (2) 调频

22、方便调频方便, 电容电容C若采用可变电容器若采用可变电容器, 就能获得就能获得 较大的频率调节范围。较大的频率调节范围。 (3) 由于反馈电压取自电感由于反馈电压取自电感L2两端两端, 它对高次谐波的它对高次谐波的 阻抗阻抗大大, 反馈也强反馈也强, 因此在输出波形中含有较多高次谐因此在输出波形中含有较多高次谐 波成分波成分, 输出波形不理想。输出波形不理想。 3） 振荡频率振荡频率 CMLLLC fo )2(2 1 2 1 21 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 3电容反馈式振荡电路电容反馈式振荡电路 又称：又称： 考毕兹振荡电路考毕兹振荡电路 电容三点式电路电容三点

23、式电路 (+) ReCe V Rc +U CC R b1 Rb2 Cb C2 C1 L (+) (-) (+) (-) (+) (-) (-) (+) C2反馈电容 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 LC fo 2 1 1） 相位条件相位条件 与电感反馈式振荡电路相位条件相同与电感反馈式振荡电路相位条件相同, , 满足相位平衡条件。满足相位平衡条件。 2） 幅度条件幅度条件 反馈电压取自电容反馈电压取自电容C2两端两端, , 所以适当地选择所以适当地选择C1、 C2的的 数值数值, , 并使放大器有足够的放大量并使放大器有足够的放大量, , 电路便可起振。电路便可起振。

24、 3）振荡频率）振荡频率 21 21 CC CC C 其中：其中： 谐振回路的总电容谐振回路的总电容 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 4） 电路优缺点电路优缺点 优点：优点： 易起振易起振：振荡频率可高达：振荡频率可高达100 MHz以上。以上。 输出波形较好输出波形较好： C2 对高次谐波的阻抗小对高次谐波的阻抗小, 反馈电压反馈电压 中的谐波成分少。中的谐波成分少。 缺点：缺点： 调节频率不方便调节频率不方便：C1、 C2的大小既与振荡频率有的大小既与振荡频率有 关关, 也与反馈量有关。也与反馈量有关。 改变改变C1 （或（或C2 ）时会影响反馈）时会影响反馈 系

25、数系数, 从而影响反馈电压的大小从而影响反馈电压的大小, 造成电路工作性能不造成电路工作性能不 稳定。稳定。 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 R e Ce R c +U CC R b1 R b2 Cb C2 C1 L C3 *. 串联改进型电容反馈式串联改进型电容反馈式LC振荡电路振荡电路 又称：又称： 克拉泼振荡电路克拉泼振荡电路 决定振荡频率 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 321 1111 2 1 CCCC LC ff o C表示回路总电容表示回路总电容 当：当：C C1 且： 且：C3C2 时，时，CC3 *. 串联改进型电容反馈式串

26、联改进型电容反馈式LC振荡电路振荡电路 振荡频率振荡频率 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 2.1.4 晶体振荡电路晶体振荡电路 1. 石英晶体的谐振特性与等效电路石英晶体的谐振特性与等效电路 石英晶体谐振器是晶振电路的核心元件石英晶体谐振器是晶振电路的核心元件, , 是从一块石是从一块石 英晶体上按确定的方位角切下的薄片英晶体上按确定的方位角切下的薄片, , 这种晶片可以是正这种晶片可以是正 方形、矩形或圆形、方形、矩形或圆形、 音叉形的音叉形的, , 然后将晶片的两个对应然后将晶片的两个对应 表面上涂敷银层表面上涂敷银层, , 并装上一对金属板并装上一对金属板, ,

27、 接出引线接出引线, , 封装于封装于 金属壳内。金属壳内。 底座底座 绝缘体绝缘体管脚管脚 晶片晶片 引线引线 金金 属属 壳壳 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 为什么石英晶体能作为一个谐振回路为什么石英晶体能作为一个谐振回路, , 而且具有极而且具有极 高的频率稳定度呢？这要从石英晶体的固有特性来进行高的频率稳定度呢？这要从石英晶体的固有特性来进行 分析。分析。 物理学的研究表明物理学的研究表明, , 当石英晶体受到交变电场当石英晶体受到交变电场 作用时作用时, , 即在两极板上加以交流电压即在两极板上加以交流电压, , 石英晶体便会产石英晶体便会产 生机械振动。

28、生机械振动。 反过来反过来, , 若对石英晶体施加周期性机械若对石英晶体施加周期性机械 力力, , 使其发生振动使其发生振动, , 则又会在晶体表面出现相应的交则又会在晶体表面出现相应的交 变电场和电荷变电场和电荷, , 即在极板上有交变电压。即在极板上有交变电压。当当外加电场的外加电场的 频率等于晶体的固有频率时频率等于晶体的固有频率时, , 便会产生便会产生“机机电共振电共振”, , 振幅明显加大振幅明显加大, , 这种现这种现象称为压电谐振。象称为压电谐振。 它与它与LC回路回路 的谐振现象十分相似。的谐振现象十分相似。 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 压电谐振

29、的固有频率与石英晶体的外形尺寸及切割压电谐振的固有频率与石英晶体的外形尺寸及切割 方式有关。方式有关。 从电路上分析从电路上分析, , 石英晶体可以等效为一个石英晶体可以等效为一个 LC电路电路, , 把它接到振荡器上便可作为选频环节应用。把它接到振荡器上便可作为选频环节应用。 C0 L C R 等效电路等效电路 电路符号电路符号 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 X 0 fSfP f 容性容性容性容性 感性感性 石英晶体谐振器的电抗石英晶体谐振器的电抗-频率特性频率特性 0 0 2 1 2 1 CC CC L f LC f p s 它具有两个它具有两个 谐振频率谐振频

30、率, 一个一个 是是L、 C、 R支支 路发生串联谐振路发生串联谐振 时的串联谐振频时的串联谐振频 率率fs, 另一个是另一个是L、 C、 R支路与支路与C0 支路发生并联谐支路发生并联谐 振时的并联谐振振时的并联谐振 频率频率fp C0 L C R http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 并联型石英晶体振荡电路并联型石英晶体振荡电路 ReC2 Rc +UCC R b1 Rb2 Cb C1 V 当当f0在在 fS fP的的 窄小的频率范围内窄小的频率范围内 时时, 晶体在电路中起晶体在电路中起 一个电感作用一个电感作用, 它与它与 C1、 C2组成电容反组成电容反 馈式振荡电

31、路。改馈式振荡电路。改 变变C1、 C2 的值可以的值可以 在很小的范围内微在很小的范围内微 调调f0 。 2 石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路 石英晶体振荡器可以归结为两类石英晶体振荡器可以归结为两类, 一类称为并联型一类称为并联型, 另一类称为串联型。另一类称为串联型。 前者的振荡频率接近于前者的振荡频率接近于fP，后者的，后者的 振荡频率接近于振荡频率接近于fS http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 串联型石英晶体振荡电路串联型石英晶体振荡电路 Re1 Rc1 +U CC R b1 Rb2Cb V1 (+) (+) R e2 (+) C2 V2 RP 晶体作为反馈元件

32、，工作于串联谐振频率晶体作为反馈元件，工作于串联谐振频率fS时，阻抗最小，时，阻抗最小， 呈现纯电阻呈现纯电阻 特性，正反特性，正反 馈最强，相馈最强，相 位为零，满位为零，满 足振荡条件足振荡条件 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 2.2 非正弦信号发生器非正弦信号发生器 2.2.1矩形波发生器矩形波发生器 也称为方波也称为方波 振荡器。振荡器。 它是它是 在滞回比较器在滞回比较器 的基础上的基础上, , 增增 加一条加一条RC充、充、 放电负反馈支放电负反馈支 路路Rf、C构成的。构成的。 + + - R3 R1 R 2 R 5 R 4 Rf V + - C u C

33、 iC i C u o http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 + + - R3 R1 R2 R5 R4 Rf V + - C u C iC iC u o 1. 1. 工作原理工作原理 电容电容上的电压加在集成运放的反相端上的电压加在集成运放的反相端, 集成运放工集成运放工 作在非线性区作在非线性区, 输出只有两个值输出只有两个值: +Uz和和-Uz。 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 2 21 2 U RR R 2 21 2 U RR R 值时, 因运放输入端uu, 电 路翻转, 输出电压由+Uz值翻至 Uz, 同相端电压变为 2 21 2 U RR

34、 R 设在刚接通电源时, 电容上 的电压为零, 输出为正饱和电压 +Uz, 同相端的电压为 电容C在输出电压+Uz的作用下 开始充电, 充电电流i经过电阻 Rf, 当充电电压uC升至 uC 0 0 t t Z U RR R 21 2 Z U RR R 21 2 Z U Z U uO http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 Z U RR R 21 2 Z U RR R 21 2 uC 0 0 t t Z U Z U uO 电容C开始放电, uC开始下降, 放电电流iC图中虚线所示。当 电容电压uC降至 2 21 2 U RR R 值时, 由于u0时 时, uo1z 当当u I1

35、, 因此外接电容C放电, uC随时间线性下降。 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 当uC下降到uC（UCC+UEE）/3时, 比较器输出发 生跳变, 使触发器输出端又由高电平变为低电平, I2再次 断开, I1再次向C充电, uC又随时间线性上升。 如此周而 复始, 产生振荡。 外接电容C交替地从一个电流源充电 后向另一个电流源放电, 就会在电容C的两端产生三角 波并输出到脚3。 该三角波经电压跟随器缓冲后, 一路 经正弦波变换器变成正弦波后由脚2 输出, 另一路通过 比较器和触发器, 并经过反向器缓冲, 由脚 9 输出方波。 http:/ 电子发烧 友 http:/

36、电子技术 论坛 1 2 3 4 5 6 7 14 13 12 11 10 9 8 ICL 8038 正弦波 失真度调整 正弦波输出 三角波输出 接电阻RA 接电阻RB UCC 调频偏置 电压输出 正弦波 失真度调整 UEE(或接地) 接电容C 矩形波输出 调频偏置 电压输入 8038的外部引脚排列图的外部引脚排列图 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 . 8038 的典型应用的典型应用 利用8038构成的函数发生器, 其振荡频率由电位器 RP1滑动触点的位置、 C的容量、 RA和RB的阻值决定, C1为高频旁路电容, 用以消除 8 脚的寄生交流电压, RP2 为方波占空比

37、和正弦波失真度调节电位器, 当RP2位于 中间时, 可输出方波。 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 RA 4.7 k RB 4.7 k 1 k RP2 R 10 k 4569 3 2 1011121 8 C1 0.1 F RP1 10 k 20 k RP3 100 k RP4 100 k 10 k C UCC 10 V UEE 10V ICL 8038 10 k 8038 的典型应用的典型应用 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 *2.4 压控振荡器压控振荡器 1. 电路组成电路组成 压控振荡器电路的输入控制电压为直流电压。 A1 为差动积分电路,

38、 积分电压由控制电压UI提供, 积分方 向由场效应管V来改变; A2为滞回比较器, 它的输出控制 着场效应管的导通和截止。 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 R3 200 k R1 100 k R2 100 k UI V 2SK68A C 200 pF A1 uo1 R4 100 k 5.1 k 5 k R5 10 k R6 100 k V2 3.3 k V1 uo R8 R7 A2 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 2. 工作原理 设滞回比较器A2的输出电压为负饱和电压Uom, 此 值一方面使比较器的同相端电压为下门限电压, 即 另一方面通过隔离二极管V2将比较大的负电压加 在了场效应管的栅极, 使场效应管进入夹断区而截止, 此时, 积分电路可等效为下图。 omTH U RR R U 65 5 2 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 UI Ii 2R R 2 Ui R IC A1 C (a) UI Ii 2R R 2 Ui R IC A1 C I2 R (b) uouo 积分电流的流向 (a) FET截止； (b) FET导通 http:/ 电子发烧 友 http:/ 电子技术 论坛 R U R U U IIC 42 21 1 1 1 om U