模拟电路技术课件第八章

1、第八章第八章 信号产生电路信号产生电路8.1 正弦波产生振荡的条件正弦波产生振荡的条件8.2 正弦波振荡器的基本组成正弦波振荡器的基本组成8.3 RC桥式正弦波振荡电路桥式正弦波振荡电路一一. 产生自激振荡的条件产生自激振荡的条件fidXXX-=改成正反馈改成正反馈只有正反馈电路才能产生自激振荡。只有正反馈电路才能产生自激振荡。8.1 正弦波振荡器的基本原理正弦波振荡器的基本原理+Xi f基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网络FX+doXX如果：如果：,dfXX=则去掉则去掉,iX仍有信号输出。仍有信号输出。反馈信号代替了放大反馈信号代替了放大电路的输入信号。电路的输入信号。Xi +f基本放大

2、器基本放大器A反馈网络反馈网络FX+doXXXdof基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网络FXXFA=1Xd=Xf所以，持续自激振荡条件也可以写成：所以，持续自激振荡条件也可以写成：自激振荡的条件：自激振荡的条件：（1）振幅条件：）振幅条件：1|=AF（2）相位条件：）相位条件：pjjnFA2=+n是整数是整数1.=FAAAAj=|因为：因为：FFFj=|.Xdof基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网络FXX二二.起振条件起振条件起振条件：起振条件：结果：产生增幅振荡结果：产生增幅振荡1|FA（略大于）略大于）Xdof基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网络FXX起振时，起振时，1|FA稳定振荡

3、时，稳定振荡时，1|=FA起振过程起振过程1 1、被动：器件非线性、被动：器件非线性稳幅措施稳幅措施：2 2、主动：在反馈网络中加入非线、主动：在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以性稳幅环节，用以调节调节放大电路的放大电路的增益增益三三.振幅的稳定振幅的稳定选频网络：选频网络：AFAF环路中必须包含一个具有选频特性环路中必须包含一个具有选频特性 的网络。以产生振荡频率的网络。以产生振荡频率f f0 0一个正弦波振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条一个正弦波振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件，这个频率就是振荡频率件，这个频率就是振荡频率f f0 0实际应用中，常常以反馈网络作为振荡器的选频网

4、络实际应用中，常常以反馈网络作为振荡器的选频网络即从放大器输出选取能够满足相位平衡条件即从放大器输出选取能够满足相位平衡条件的特定频率的特定频率f f0 0信号进行反馈放大，建立振荡信号进行反馈放大，建立振荡 , , f f0 0以外的频率成分以外的频率成分因没有得到充分的放大而没有形成振荡。因没有得到充分的放大而没有形成振荡。在振荡器的分析、设计过程中，常常根据相位平衡条件在振荡器的分析、设计过程中，常常根据相位平衡条件来确定振荡器所产生的信号频率。来确定振荡器所产生的信号频率。1.1.放大电路放大电路2.2.正反馈网络正反馈网络3.3.选频网络选频网络只对一个频率满足振荡相位平只对一个频率

5、满足振荡相位平衡条件，从而获得单一频率的正弦波输出。衡条件，从而获得单一频率的正弦波输出。 常用的选频网络有常用的选频网络有RC选频选频和和LC选频选频4.4.稳幅环节稳幅环节使电路易于起振又能稳定振荡使电路易于起振又能稳定振荡，波形失真小。，波形失真小。8,2.8,2.正弦波振荡器的一般组成正弦波振荡器的一般组成8 . 3 RC桥式正弦波桥式正弦波振荡电路振荡电路一一. RC 串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性R1C1 串联阻抗：串联阻抗：)j/1 (111CRZ+=222222j1 )j/1/(CRRCRZ+=R2C2 并联阻抗：并联阻抗：+Ru+-o-fu+12RC12C选频特性：

6、选频特性：f212oUZFZZU=+)1j()1(1j1j1j11221211222211222CRCRRRCCCRRCRCRRF - -+ + + += =+ + + + += = 通常，取通常，取R1R2R，C1C2C，则有：，则有：)j(3100 - -+ += = F式中：式中：RC10= = 可见：当可见：当 时，时， F最大，且最大，且 =0RC10=Fj Fmax=1/3RC串并联网络完整的频率特性曲线：串并联网络完整的频率特性曲线：RC10= = 当当 时，时， F= Fmax=1/30F=jRC10=RCfp p210= = Fo +90o |F|1/3二二.RC桥式振荡器的

7、工作原理：桥式振荡器的工作原理：0=Aj在在 f0 处处,0=Fj满足相位条件：满足相位条件：因为：因为：AF=131=F11f+=RRA1f2RR =只需：只需：A=3输出正弦波频率输出正弦波频率：RCfp210=0=+FAjj振幅条件：振幅条件：引入负反馈：引入负反馈：选：选：例题例题: :R=1k=1k ，C=0.1=0.1 F F，R1 1=10k=10k 。Rf f为多大时才为多大时才能起振？振荡频率能起振？振荡频率f0 0= =？ AF=1，31=F11f+=RRAA=3Rf=2R1=2 10=20k k RCfp210=1592 Hz起振条件：起振条件：uRf1RRRCCufA+

8、oK：双联波段开关，：双联波段开关，切换切换R，用于，用于粗调振荡频率。粗调振荡频率。C：双联可调电容，改变：双联可调电容，改变C，用于细调振荡频率。，用于细调振荡频率。振荡频率的调节：振荡频率的调节：_+ + RfuoRCCR1 1KKR1R1R2R2R3R3振荡振荡频率：频率：RCfp210=1.利用热敏电阻稳幅利用热敏电阻稳幅半导体热敏电阻半导体热敏电阻(负温度系数）负温度系数）起振时起振时Rt较大较大 使使A3,易起振。易起振。 当当uo幅度自激增幅度自激增长时，长时， Rt减小，减小，A减小。减小。 当当uo幅度达某一幅度达某一值时，值时， A3。 因此因此uo幅度自幅度自动稳定于某

9、一幅动稳定于某一幅值值。u0.1u10k0.1u+Afu10k10k39k100kotR三三.RC桥式振荡器的稳幅措施桥式振荡器的稳幅措施2.能自动稳幅的振荡电路能自动稳幅的振荡电路 起振时起振时D1、D2不导通，不导通，Rf1+Rf2略大于略大于2R1。随着。随着uo的增加，的增加， D1、D2逐渐逐渐导通，导通，Rf2被短接，被短接，A自动自动下降，起到稳幅作用。下降，起到稳幅作用。 将将Rf分为分为Rf1 和和Rf2 ， Rf2并联二极管并联二极管u12ARCo1RR+C.+D1D2Rf1f2R例例: 电路如图电路如图(a)、(b)所示，试问开关所示，试问开关S置于置于或或是是否可以振荡

10、，并说明原因。如振荡，写出振荡频率表否可以振荡，并说明原因。如振荡，写出振荡频率表达式。达式。 RCRb 1Rb2Re+VCCuoRCCRSRCCRSRB2RB1RBRCRCRE1RE2+VCC四四. RC移相式振荡电路移相式振荡电路 1. RC移相电路移相电路 +uofuRRRCCC+uouf+RRRCCC（1 ）RC超前移相电路超前移相电路 （2）RC滞后移相电路滞后移相电路 Fo +90+180+2700 Fo -90-180-27002. RC移相式振荡电路移相式振荡电路 180=Aj在在 f0 处处,180=Fj满足相位条件：满足相位条件：u+A+/ /= =oR2RRRCCCufRR3 RiRCfp p6210= =0=+FAjj或或 360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pjjn2FA=+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