波形的发生与变换电路

1、第6章 波形发生与变换电路第6章 波形发生与变换电路8.1 8.1 正弦波振荡电路正弦波振荡电路8.3 8.3 非正弦波发生器非正弦波发生器8.4 8.4 波形变换电路波形变换电路6.16.1 正弦波振荡电路一、概述一、概述二、二、RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路三、三、LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路四、石英晶体正弦波振荡电路四、石英晶体正弦波振荡电路一、概述1. 产生正弦波振荡的条件 无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。 与负反馈放大电路振荡的不同之处：在正弦波振荡电路与负反馈放大电路振荡的不同之处：在正弦波振荡电路中引入的是正反馈，且振荡频率可

2、控。中引入的是正反馈，且振荡频率可控。在电扰动下，对于某一特定频率在电扰动下，对于某一特定频率f0的信号形成正反馈：的信号形成正反馈：oioXXX 由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，最由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，最终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。211FAnFAFA 一旦产生稳定的振荡，则一旦产生稳定的振荡，则电路的输出量自维持，即电路的输出量自维持，即ooXFAX幅值平衡条件幅值平衡条件相位平衡条件相位平衡条件1FA起振条件：起振条件： 要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的f0，且在，且在合

3、闸通电时对于合闸通电时对于f= f0信号有从小到大直至稳幅的过程，信号有从小到大直至稳幅的过程，即满足起振条件。即满足起振条件。2. 起振与稳幅1FA电路如何从起振到稳幅？电路如何从起振到稳幅？)(ifXXoXooXFAAFAF稳定的稳定的振幅振幅非线性环节非线性环节的必要性！的必要性！3. 基本组成部分1) 放大电路：放大作用放大电路：放大作用2) 正反馈网络：满足相位条件正反馈网络：满足相位条件3) 选频网络：确定选频网络：确定f0，保证电路产生正弦波振荡，保证电路产生正弦波振荡4) 非线性环节（稳幅环节）：稳幅非线性环节（稳幅环节）：稳幅常合二为一常合二为一4. 分类常用选频网络所用元件

4、分类。常用选频网络所用元件分类。1) RC正弦波振荡电路：正弦波振荡电路：1兆赫兆赫以下以下2) LC正弦波振荡电路：几百正弦波振荡电路：几百千赫千赫几百几百兆赫兆赫3) 石英晶体正弦波振荡电路：振荡频率稳定石英晶体正弦波振荡电路：振荡频率稳定CRCRCRUUF j1 j1 j1of ) 1 ( j31RCRCF当当 f=f0时，不但时，不但=0，且，且 最大，为最大，为1/3。F)( j31 21000ffffFRCf，则令二、RC 正弦波振荡电路1. RC串并联选频网络1)是否可用共射放大电路？是否可用共射放大电路？2)是否可用共集放大电路？是否可用共集放大电路？3)是否可用共基放大电路？

5、是否可用共基放大电路？4)是否可用两级共射放大电路？是否可用两级共射放大电路？2. 电路组成 应应为为RC 串并联网路配一个电压放大倍数略大于串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、输入电、输入电阻趋于无穷大、输出电阻趋于阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路。的放大电路。不符合相位条件不符合相位条件不符合幅值条件不符合幅值条件输入电阻小、输出输入电阻小、输出电阻大，影响电阻大，影响f0 可引入电压串联负反馈，使可引入电压串联负反馈，使电压放大倍数大于电压放大倍数大于3，且，且Ri大、大、Ro小，对小，对f0影响小影响小3.3. RC 桥式正弦波振荡电路（文氏桥振荡器）用同相比例运算电路作放大电

6、路。用同相比例运算电路作放大电路。 因同相比例运算电路有非常好的因同相比例运算电路有非常好的线性度，故线性度，故 R 或或 Rf 用热敏电阻，或用热敏电阻，或加二极管作为非线性环节。加二极管作为非线性环节。文氏桥振荡文氏桥振荡器的特点？器的特点？1f2RR 以以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络、并引入电串并联网络为选频网络和正反馈网络、并引入电压串联负反馈，两个网络构成桥路，一对顶点作为输出电压串联负反馈，两个网络构成桥路，一对顶点作为输出电压，一对顶点作为放大电路的净输入电压，就构成文氏桥压，一对顶点作为放大电路的净输入电压，就构成文氏桥振荡器。振荡器。.试分析试分析D1、D2自动稳幅原

7、理自动稳幅原理.估算输出电压估算输出电压V0m；(VD=0.6V).试画出若试画出若R2短路时，输出电压短路时，输出电压V0的波形；的波形；.试画出若试画出若R2开路时，输出电压开路时，输出电压V0的波形；的波形；.稳幅原理稳幅原理 当当v v0 0幅值很小时，幅值很小时， D1、D2接近开路，接近开路，R3=2.7K。3 . 3/1132RRRRAV 当当v v0 0幅值较大时，幅值较大时， D1或或D2导通，导通，R3减小，减小，AV自动下降自动下降达到平衡达到平衡. .估算输出电压估算输出电压V V0m (V (VD D=0.6V)=0.6V)31 . 5/1 . 51 . 9/131K

8、KRKRRAfVf稳幅时：KR1 . 13IKVI1 . 16 . 0KKKVIm1 . 91 . 51 . 101KVKVm1 . 16 . 03 .150V35. 81II I1. .若若R R2 2短路时短路时(4). 若若R2开路时，输出电压开路时，输出电压V0的波形的波形AVf- I01电子开关 当当 Q = 0，S 断开，断开， C 充电充电 (I01) 至至 2/3VCCQ = 1当当 Q = 1，S 闭合，闭合，C 放电放电 (I02 I01) 至至 1/3VCCQ = 0当当 I02 = 2I01，引脚，引脚 9 输出方波，引脚输出方波，引脚 3 输出三角波；输出三角波；当当

9、 I02 2I01，引脚引脚 9 输出矩形波，引脚输出矩形波，引脚 3 输出锯齿波。输出锯齿波。1. 原理原理88+VCCRRRRSCI01I02uC VEE或地或地QQ反相器反相器电压跟随器电压跟随器正弦波变换器正弦波变换器2. 应用应用12345678ICL8038141312111091314正弦波正弦波失真度调整失真度调整正弦波失正弦波失真度调整真度调整正弦波输出正弦波输出三角波输出三角波输出矩形波输出矩形波输出调频偏置调频偏置电压输入电压输入调频偏置调频偏置电压输出电压输出接电阻接电阻 RA接电阻接电阻 RB接电容接电容 C+VCC VEE (或地或地)调占空比和正弦波失真调频率调占

10、空比和正弦波失真RP2RP4 RP1+VCC VEERRAICL8038451310 11128RBRP3CC1692本章小结本章小结1正弦波振荡的条件：正弦波振荡的条件： AF=1 （振幅条件）（振幅条件） （相位条件（相位条件n2FA正弦波振荡电路由放大器、反馈网络、选频网络和稳幅环节构成。正弦波振荡电路由放大器、反馈网络、选频网络和稳幅环节构成。2正弦波振荡电路主要有正弦波振荡电路主要有RC振荡电路和振荡电路和LC振荡电路两种。振荡电路两种。RC振荡电振荡电路主要用于中低频场合，路主要用于中低频场合，LC振荡电路主要用于高频场合。石英晶体振振荡电路主要用于高频场合。石英晶体振荡电路是一种特殊的荡电路是一种特殊的LC振荡电路，其特点是具有很高的频率稳定性振荡电路，其特点是具有很高的频率稳定性。3当运放开环工作或引入正反馈时，运放工作在非线性状态。其分析当运放开环工作或引入正反馈时，运放工作在非线性状态。其分析方法为：方法为： 若若U U+ +U U- - 则则U UO O=+U=+UOMOM； 若若U U+ +U U- - 则则U UO O=-U=-UOMOM。 虚断（运放输入端电流虚断（运放输入端电流=0=0）4 比较器是一种能够比较两个模拟量大小的电路。迟滞比较器具有比较器是一种能够比较两