波形的发生和信号的转换

1、 fiiXXX基本放大基本放大电路电路iXoX反馈回路反馈回路fXiX+AF1 1、产生正弦波振荡的条件、产生正弦波振荡的条件+正反馈放大正反馈放大电路方块图电路方块图iXoXfX0iX+基本放大基本放大电路电路反馈回路反馈回路AF正反馈放大正反馈放大电路方块图电路方块图fiiXXX正弦波振荡的平衡条件正弦波振荡的平衡条件1FA1|FAnFA21FA正反馈正反馈放大电路放大电路稳幅环节稳幅环节选频网络选频网络反馈信号即是放大电路的输入信号反馈信号即是放大电路的输入信号放大信号，起振放大信号，起振选出单一频率的正弦波选出单一频率的正弦波1FA1FA3 3、判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法和步

2、骤、判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法和步骤（1）判断电路是否包含）判断电路是否包含（2）判断）判断是否能够正常工作：是否能够正常工作：（3）判断电路是否满足正弦波振荡的）判断电路是否满足正弦波振荡的。（4）判断电路是否满足正弦波振荡的）判断电路是否满足正弦波振荡的幅值条件幅值条件。利用利用是否有合适的是否有合适的工作点工作点信号是否能够输入、输出信号是否能够输入、输出反馈网络反馈网络放大电路放大电路1fU选频网络选频网络稳幅环节稳幅环节CRCRCRUUFofj1/j1j1/RCf21ooUfU)j(31ooffff幅频特性：幅频特性：2002)(31ffffF相频特性：相频特性：3)(ar

3、ctan00Fffff)j(3100ffffFfofF31F+90 90 f031FfUoURCf21o2、放大电路、放大电路0A在在 fo 处处0F12RRf11RRAf满足相位条件满足相位条件 (正反馈正反馈)311RRAf满足幅值条件满足幅值条件通常取大于通常取大于2且接近且接近2，太大将使输出波形失真。，太大将使输出波形失真。1RRf0FA1同相比例运算电路同相比例运算电路1正反馈正反馈 应用瞬时极性法应用瞬时极性法iUiU判断反馈类型验证判断反馈类型验证相位平衡条件：相位平衡条件：使放大倍数随输出电压的上升而下降，即负反馈加强。使放大倍数随输出电压的上升而下降，即负反馈加强。q选用选

4、用R1为正温度系统的热敏电阻。为正温度系统的热敏电阻。q选用选用Rf为负温度系统的热敏电阻。为负温度系统的热敏电阻。q在在Rf回路串联两个并联的二极管。回路串联两个并联的二极管。4、稳幅环节、稳幅环节非线性环节非线性环节RCfo21通过调整通过调整R或或/和和C来调整频率。来调整频率。双层波段开关：切换双层波段开关：切换C，用于粗调振荡频率。用于粗调振荡频率。同轴电位器同轴电位器Rw：可调电阻，：可调电阻，用于细调振荡频率。用于细调振荡频率。5、振荡频率可调的、振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路桥式正弦波振荡电路NEXTq优点：优点：振荡频率稳定，带负载能力强，输出电压振荡频率稳定，带负载能

5、力强，输出电压失真小。失真小。q缺点：缺点：频率范围不大于频率范围不大于1MHz，容易受温度影响。，容易受温度影响。q组成：组成：放大电路：放大电路：选频网络：选频网络：正反馈网络：正反馈网络：稳幅环节：稳幅环节：电压串联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路RC串并联网络串并联网络RC串并联网络串并联网络热敏电阻或二极管热敏电阻或二极管CLRCLRZj1jjjR为电感线圈中的电阻为电感线圈中的电阻(1) LC 并联选频网络并联选频网络CLRiUI+ +- -)1j(CLRCL(1) LC 并联选频网络并联选频网络CLRCLRZj1jjj)1j(CLRCL谐振频率谐振频率LCf210CLQRCL

6、ZCLRQ1纯阻性，且阻抗最大纯阻性，且阻抗最大Q选频选频 特性愈好特性愈好0beurZAq当当 f=f0时：时： 最大，最大，且无附加相移。且无附加相移。uAq其他频率时：其他频率时： 减减小，且有附加相移。小，且有附加相移。uAq放大电路组态：共射、共基。放大电路组态：共射、共基。iU+_ _iU正反馈正反馈-满足相位条件满足相位条件选择合适的选择合适的电路电路参数参数及变压器原、及变压器原、副边副边匝数比匝数比-满足幅值条件满足幅值条件LC 振荡电路引入反馈的方式：振荡电路引入反馈的方式：q变压器反馈式变压器反馈式q电感反馈式电感反馈式q电容反馈式电容反馈式CLRuiLici反馈信号反馈

7、信号通过互感通过互感线圈引出线圈引出CMLLf)2(21210 组成组成 能否振荡能否振荡 振荡频率振荡频率2121021CCCCLf 组成组成 能否振荡能否振荡 振荡频率振荡频率Q值越高，选频特性越好，频率越稳定。值越高，选频特性越好，频率越稳定。频率稳定度一般由频率稳定度一般由 来衡量来衡量0ff 频率偏移量。频率偏移量。f 0f振荡频率。振荡频率。LC振荡电路振荡电路 Q 数百数百石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路 Q 10000 500000（1）结构）结构2、石英晶体的特点、石英晶体的特点串联谐振串联谐振LCf 21s 石英晶体近似纯阻性石英晶体近似纯阻性sff L、C、R支路呈容性，

8、支路呈容性，晶体呈容性晶体呈容性sff L、C、R支路呈感性支路呈感性（2）石英晶体的等效电路和频率特性）石英晶体的等效电路和频率特性00p21CCCCLf并联谐振并联谐振0CC 通常0s1CCf 很接近与 psff石英晶体呈阻性石英晶体呈阻性pff 晶体呈容性晶体呈容性pfffs晶体呈感性晶体呈感性3、石英晶体正弦波振荡电路、石英晶体正弦波振荡电路并联型石英晶体正弦波振荡电路并联型石英晶体正弦波振荡电路石英晶体在石英晶体在fs s与与fp p之间呈感性，与之间呈感性，与C C1 1、C C2 2组成电容三点式振组成电容三点式振荡器。荡器。石英晶体石英晶体Q值很高，可达到几千以上，电路振值很高

9、，可达到几千以上，电路振荡频率稳定性很高。荡频率稳定性很高。串联型石英晶体正弦波振荡电路串联型石英晶体正弦波振荡电路 石英晶体工作在石英晶体工作在fs s处，呈电阻性，且阻抗最处，呈电阻性，且阻抗最小，正反馈最强。小，正反馈最强。将一个模拟电压信号与一将一个模拟电压信号与一参考电压参考电压相比相比较，输出一定的高低电平。较，输出一定的高低电平。1、功能：、功能：2、特性：、特性： 集成运放工作于非线性区。集成运放工作于非线性区。8.2.1 概述概述1.1.运放工作在非线性区的判定：运放工作在非线性区的判定：2.2.运放工作在非线性区的分析方法：运放工作在非线性区的分析方法：若若uPuN 则则u

10、O=+UOM若若uPuN 则则uO=-UOMUREFuIuO+A（1）画出电路的电压传输特性）画出电路的电压传输特性uIuO+AtuItuO（2）假定输入信号如右图所示，）假定输入信号如右图所示，画出输出电压波形画出输出电压波形uOuI0+UOM-UOMUREFUREF为参考电压为参考电压运放处于运放处于开环状态开环状态与参考电压比较与参考电压比较UREFuIuO+AUREFuIuO+AuOuI0UREF+UOM-UOM阈值电压阈值电压阈值电压阈值电压=0uOuI0+UOM-UOMuIuO+AtuItuO+UOM-UOM电压传输特性电压传输特性阈值电压阈值电压=0uOuI0+UOM-UOMuI

11、uO+A电压传输特性电压传输特性uIuO+ A_ UZ限幅限幅uOuI0+UZ-UZ忽略了忽略了UD特点：特点：单限比较器单限比较器+正反馈支路正反馈支路因为有正反馈，所以输因为有正反馈，所以输出饱和。出饱和。ZOUuZURRR211PNuu令PuZTURRRU211uI , 当当 uI = = +UT , uO 从从 +UZ -UZuI0+UZ-UZ+UT-UT判断跃变方向判断跃变方向uOuI0+UZ-UZ+UT-UTuO+UT 上门限电压上门限电压-UT 下门限电压下门限电压二者之差称为回差二者之差称为回差Z211URRR +UTZ211URRR -UT电压传输特性电压传输特性tuI+UT

12、-UTtuOUZ-UZ例例:设输入为正弦波设输入为正弦波, 画出输出的波形。画出输出的波形。uI0+UZ-UZ+UT-UTuOZREFURRRURRRU2112122TZREFURRRURRRU2112121T加上参考电压后的滞回比较器：加上参考电压后的滞回比较器：传输特性传输特性uOuI0+UZ-UZZREFPURRRURRRu211212PNuu令求阈值电压：求阈值电压：UT2UT1设初始设初始uO= +UZ3V8VuiuO+UZ-UZ设初始设初始uO= +UZ=6V当当uI URH , uO1 =+UOM, uO2 =-UOM, D1导通导通, D2截止截止, uO = +UZ 当当uI URL , uO1 = -UOM, uO2 =+UOM, D2导通导通, D1截止截止, uO = +UZ 当当URL uI URH, uO1 = -UOM, uO2 =-UOM, D1, D2均截止均截止, uO = 0OtOtucuoZUZUOtOtucuoZUZUR3CR1R4R2UZuoA21Z1RRUR0CuZOUu21Z1RRURuP CNuuCR3充 CPuu21Z1RRURuPZOUuZTURRRU211- 矩形波矩形波ZOUu CPuu21321ln2