第九章 信号产生电路

1、第九章信号产生电路信号产生电路基本要求基本要求 熟练掌握产生正弦波振荡的条件，熟练掌握产生正弦波振荡的条件，RCRC正弦波发生电路，正确理解正弦波发生电路，正确理解LCLC正弦正弦波发生电路。波发生电路。 9.1 正弦波振荡电路的振荡条件正弦波振荡电路的振荡条件 9.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路 9.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路*9.4 非正弦信号产生电路非正弦信号产生电路*9.5 集成函数发生器集成函数发生器8038简介简介9.1 正弦波振荡电路的振荡条件正弦波振荡电路的振荡条件1. 振荡条件振荡条件2. 选频和稳幅选频和稳幅3. 振荡电路基本组成部分振荡电路基本组成部分4.

2、 判断电路能否起振判断电路能否起振9.1 正弦波振荡电路的振荡条件正弦波振荡电路的振荡条件振荡电路：不用外加信号控制能自动将直流电能振荡电路：不用外加信号控制能自动将直流电能转换为有一定频率、一定幅度的交变电能，称自转换为有一定频率、一定幅度的交变电能，称自激振荡电路或简称振荡电路。激振荡电路或简称振荡电路。分类：分类：正弦波振荡器：波形接近于理想的正弦波，又叫简正弦波振荡器：波形接近于理想的正弦波，又叫简谐振荡器。谐振荡器。张驰振荡器：产生脉冲信号。张驰振荡器：产生脉冲信号。 正反馈放大电正反馈放大电路如图示。（注意路如图示。（注意与负反馈方框图的与负反馈方框图的差别）差别）1. 振荡条件振

3、荡条件fiaXXX 有有fafa AFFAFA0iXafXX1ofaoafFAXXXXXX即：即：1FA正反馈振荡的条件正反馈振荡的条件faFFAA设：则：则：=11. 振荡条件振荡条件即：即：1 AFFA振幅平衡条件振幅平衡条件 2102fa、nn相位平衡条件相位平衡条件2. 选频和稳幅选频和稳幅选频网络可以设置在放大电路选频网络可以设置在放大电路A中，也中，也可设置在反馈网络可设置在反馈网络F中，它可以用中，它可以用R、C元件组成，也可用元件组成，也可用L、C元件组成。元件组成。 RCRC振荡电路：用振荡电路：用R R、C C元件组成选频网络的振荡电路称为元件组成选频网络的振荡电路称为RC

4、RC振荡电振荡电 路，一般用来产生路，一般用来产生1 1H HZ Z1MH1MHZ Z范围内的低频信号；范围内的低频信号； LCLC振荡电路：用振荡电路：用L L、C C元件组成选频网络的振荡电路称为元件组成选频网络的振荡电路称为LCLC振荡电振荡电 路，一般用来产生路，一般用来产生1 1MHMHZ Z以上的高频信号。以上的高频信号。只能维持振荡不能自行起振。只能维持振荡不能自行起振。 1 FA1FA自行起振自行起振的条件：的条件：FA12. 选频和稳幅选频和稳幅电路器件内部噪声电路器件内部噪声当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加，当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增

5、加，否则波形将出现失真。否则波形将出现失真。噪声中，满足相位平衡条件的某一频率噪声中，满足相位平衡条件的某一频率 0的噪声信号被放的噪声信号被放大，成为振荡电路的输出信号。大，成为振荡电路的输出信号。稳幅环节的作用：自动调节稳幅环节的作用：自动调节 的大小，使的大小，使 随振幅随振幅而而，当，当 =1=1时，振荡稳定，处于等幅状态。时，振荡稳定，处于等幅状态。FAFAFA =1=1等幅振荡等幅振荡 11减幅振荡减幅振荡 1 1增幅振荡增幅振荡 FAFAFA4放大电路（包括负反馈放大电路）放大电路（包括负反馈放大电路）3. 基本组成部分基本组成部分4反馈网络（构成正反馈的）反馈网络（构成正反馈的

6、）4选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈 网络合二为一。）网络合二为一。）4稳幅环节稳幅环节4. 判断电路能否起振判断电路能否起振end1 1）检查电路组成部分）检查电路组成部分2 2）检查放大电路静态工作点是否正常）检查放大电路静态工作点是否正常3 3）分析是否满足自激振荡条件）分析是否满足自激振荡条件 判断相位平衡方法：判断相位平衡方法： 断开反馈信号至放大电路的输入端点断开反馈信号至放大电路的输入端点b b点，并把点，并把放大电路的输入阻抗作为反馈网络的负载。在放大电放大电路的输入阻抗作为反馈网络的负载。在放大电路断开点

7、加信号路断开点加信号V Vi i，经放大电路和反馈网络得反馈电，经放大电路和反馈网络得反馈电压压V Vf f，分析，分析V Vi i与与V Vf f的相位关系，若在某一特定频率的相位关系，若在某一特定频率f=ff=f0 0时，相位差为时，相位差为2 2nn（n=0n=0，1 1，2 2，）则电路满足）则电路满足相位平衡条件。相位平衡条件。9.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路1. 电路组成电路组成2. RC串并联选频网络的选频特性串并联选频网络的选频特性3. 振荡电路工作原理振荡电路工作原理4. 稳幅措施稳幅措施1. 电路组成电路组成反馈网络兼做选频网络反馈网络兼做选频网络反馈系数反馈系数2

8、. RC串并联选频网络的选频特性串并联选频网络的选频特性)()()(ofsVsVsFV 幅频响应幅频响应又又212ZZZ 2)(31sCRsCRsCR j s且令且令RC10 则则)( j3100 VF2002)(31 VF相频响应相频响应3)(arctg00f 2. RC串并联选频网络的选频特性串并联选频网络的选频特性当当2002)(31 VF幅频响应有最大值幅频响应有最大值3)(arctg00f RCffRC 21 100 或或31max VF相频响应相频响应0f =0时，时，FV=1/3，f=0 2. RC串并联选频网络的选频特性串并联选频网络的选频特性 ff ffff0 0，相位都不为

9、，相位都不为0 0 1 1振荡频率振荡频率 f f0 0= = 2RC 2RC起振条件起振条件1 FA3,31maxAF采用非线性元件采用非线性元件4. 稳幅措施稳幅措施4热敏元件热敏元件热敏电阻热敏电阻起振时，起振时，311f RRAV即即1 VVFA热敏电阻的作用热敏电阻的作用 oV 功功耗耗 fR 温温度度 fR 阻阻值值 fR3 VA1 VVFA稳幅稳幅 VAofofffoVRVAVRIVVfI即：即：9.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路9.3.1 LC并联谐振回路选频特性并联谐振回路选频特性9.3.2 变压器反馈式变压器反馈式LC振荡电路振荡电路9.3.3 三点式三点式LC振荡电

10、路振荡电路9.3.4 石英晶体石英晶体振荡电路振荡电路9.3.2 变压器反馈式变压器反馈式LC振荡电路振荡电路（定性分析）（定性分析）1.1.电路的组成电路的组成2. 工作过程工作过程 1 1）电源合闸）电源合闸电磁振荡电磁振荡L L与与L Lf f耦合到耦合到T T入端。入端。2 2）回路振荡电流）回路振荡电流ii交变磁通交变磁通经经L Lf f感应出感应出V Vf fiib biic c V Vf fiib biic cii 振荡振幅不断增长振荡振幅不断增长3 3）受晶体管非线性限制）受晶体管非线性限制输出等幅振输出等幅振荡荡 LCf21o4）变压器线圈）变压器线圈L与与Lf的极性应接对，否则不是正反馈。的极性应接对，否则不是正反馈。 5）振荡频率）振荡频率 3. LC回路的选频作用回路的选频作用 4. 判断起振判断起振 Lf仍然由仍然由LC并联谐振电路构成选频网络并联谐振电路构成选频网络A. 若中间点交流接地，则首端与尾端若中间点交流接地，则首端与尾端 相位相反。相位相反。9.3.3 三点式三点式LC振荡电路振荡电路1. 三点式三点式LC并联电路并联电路C1C2首端首端尾端尾端中间端中间端L电容三点式电容三点式C首端首端尾端尾端中间端中间端L1L2电感三点式电感三点式 中间端的瞬时电位一定在首、尾端电中间