电工与电子技术项目四课件(1)

1、掌握正弦波振荡电路的工作原理；掌握振荡器的平衡和稳定条件；掌握三点式振荡器的组成原则、工作原理和典型电路；掌握LC振荡器电路的分析方法；了解RC正弦波振荡电路的组成和工作原理；掌握方波发生器的电路组成和工作原理；了解三角波发生器、锯齿波发生器的电路组成及工作原理。知识目标：信号发生器的制作学习目标学习目标通过对无线话筒电路的分析与制作，使学生理解和掌握振荡概念及常见的正弦波振荡电路的组成和分析，能按工艺要求独立进行电路装配、测试和调试，并能独立排除装配、调试过程中出现的故障。技能目标：信号发生器的制作 本项目所选用的无线话筒电路，就是无线发射设备的一个典型应用。该无线话筒发射的信号可通过调频收

2、音机接收，发射距离可达十几米。通过该电路的分析和制作，可使读者掌握无线发射设备的基本工作原理，从而为今后分析和制作无线发射接收设备打下坚实的基础。项目分析信号发生器的制作信号发生器的制作任务一 正弦波振荡电路一、正弦波振荡电路的基本概念（一）自激振荡的工作原理 若放大电路中存在自激振荡现象，则放大电路输出和输入信号的线性比例关系将被破坏，放大电路无法正常放大，因此在放大电路中要避免自激振荡的发生。但在振荡电路中则不然，它正是利用自激振荡而工作的。因此振荡电路和放大电路的区别就在于：振荡电路不需外加输入信号就有信号的输出，而放大电路只有输入信号时才有输出信号。任务一 正弦波振荡电路任务一 正弦波

3、振荡电路 图4-3中，当将开关合在端点2上时，就是一般的交流放大电路，输入信号为ui，输出信号为uo。输出信号又经反馈电路反馈到输入端，反馈信号为uf，并设法使uf=ui，即两者大小相等，相位相同，那么，反馈信号就可以代替外加输入信号。就是将开关合在端点1上，除去信号源而接上反馈信号，输出信号仍保持不变。这时，放大器就变为自激振荡器了。振荡电路的输入信号是从自己的输出端反馈回来的。任务一 正弦波振荡电路（二）起振、振荡条件（1）相位条件。（2）幅度条件。任务一 正弦波振荡电路（三）正弦波振荡器的组成 上述振荡电路虽然能够振荡，但其输出信号中往往含有多次谐波信号，为了获得单一频率的正弦波信号，在

4、电路中往往还需要加上选频网络。根据选频网络的不同，又把正弦波振荡电路划分为RC正弦波振荡电路和LC正弦波振荡电路。 另外，为了防止放大电路进入非线性区而引起信号的非线性失真，同时为了稳定信号的幅度，在振荡电路中往往还需加上稳幅电路。正弦波振荡电路的组成框图如图4-4所示。任务一 正弦波振荡电路任务一 正弦波振荡电路（四）正弦波振荡器的分析 对于一个正弦波振荡电路，首先要判断它是否满足振荡的相位条件，然后再考虑幅度条件。 判断能否产生正弦波振荡的步骤如下。任务一 正弦波振荡电路（1）检查电路的基本组成，一般应包含放大电路、正反馈电路、选频网络和稳幅电路等。（2）检查放大电路的静态值是否能保证放大

5、电路正常工作。（3）检查电路是否满足振荡条件。一般情况下，幅度条件很容易满足，重点是检查是否满足相位条件和起振条件。任务一 正弦波振荡电路 判断电路是否满足相位条件可采用瞬时极性法，沿着放大和反馈环路判断反馈的极性，如果是正反馈，则满足相位条件，否则不满足相位条件。具体步骤如下。任务一 正弦波振荡电路（1）断开反馈支路与放大电路输入端的连接点。（2）在断点处的放大电路输入端加信号ui，并假设其极性，然后按照先放大后反馈的顺序，逐次确定电路中有关点的电位极性，从而确定ui和uf的相位关系。（3）如果ui和uf在某一频率下同相，则电路满足相位条件。任务一 正弦波振荡电路二、RC正弦波振荡电路（一）

6、RC串并联选频网络任务一 正弦波振荡电路任务一 正弦波振荡电路（二）RC桥式振荡电路任务一 正弦波振荡电路任务一 正弦波振荡电路（三）RC移相式振荡电路任务一 正弦波振荡电路 一般地，一节RC电路的最大相移为90，不能满足振荡的相位条件；二节RC电路的最大相移可以达到180，但当相移等于180时，输出电压已接近于零，故不能满足起振的幅度条件。为此，在图4-8所示的电路中，采用三节RC超前相移网络， 三节相移网络对不同频率的信号所产生的相移是不同的，但其中总有某一个频率的信号，通过此相移网络产生的相移刚好为180，满足相位平衡条件而产生振荡，该频率即为振荡频率f0。三、LC振荡电路任务一 正弦波

7、振荡电路（一）LC并联谐振回路任务一 正弦波振荡电路 LC并联谐振回路如图4-9所示，该电路对不同频率信号的输入呈现不同的阻抗。在低频段，电容支路的容抗很大，可认为是开路；而电感支路的感抗很小，则网络总阻抗主要取决于感抗很小的电感支路。在高频段，电感支路感抗很大，可认为是开路；而电容支路的容抗很小，则网络总阻抗主要取决于容抗很小的电容支路。任务一 正弦波振荡电路（二）变压器反馈式振荡电路1.电路组成任务一 正弦波振荡电路2.工作原理 假设断开图4-10中的a点，并在放大电路输入端加信号ui，极性如图4-10所示，频率为LC回路的谐振频率f0。此时LC回路等效为一纯电阻，则三极管集电极电位与ui

8、相反。由于变压器的同名端如图中所示，所以反馈信号uf与三极管集电极电位相位相反，因此uf与ui同相。任务一 正弦波振荡电路（三）电感三点式振荡电路任务一 正弦波振荡电路 由于反馈电压uf取自L2两端，故改变线圈抽头位置，可调节振荡器的输出幅度。L2越大，反馈越强，振荡输出越大，但波形易失真；反之，L2越小，反馈越小，不易起振。任务一 正弦波振荡电路（四）电容三点式振荡电路 为了获得良好的正弦波，可将图4-11中的电感L1、L2改用对高次谐波呈现低阻抗的电容C1、C2，同时将原来的电容C改为电感L，以达到谐振的效果，这就是电容三点式振荡电路。为了构成放大管的直流通路，在电路中加了集电极负载电阻R

9、c。电路如图4-12所示。任务一 正弦波振荡电路四、石英晶体振荡器任务一 正弦波振荡电路（一）石英晶体的基本特性任务一 正弦波振荡电路 石英晶体的基本特性是压电效应。当在石英晶片上加一个交变电压(电场)时，晶片就会产生与该交变电压频率相似的机械变形振动；而晶片的机械振动，反过来又会在两个电极之间产生一个交变的电场，这种现象称为压电效应。在一般情况下，这种机械振动和交变电场的幅度是极其微小的，只有在外加交变电压的频率等于石英晶片的固有振动频率时，振幅才会急剧增大，这种现象称为压电谐振。任务一 正弦波振荡电路任务一 正弦波振荡电路（二）石英晶体振荡电路1.并联型石英晶体振荡电路任务一 正弦波振荡电

10、路2.串联型石英晶体振荡电路任务二 非正弦波振荡器一、方波发生器（一）电路组成任务二 非正弦波振荡器（二）工作原理任务二 非正弦波振荡器二、三角波发生器（一）电路组成任务二 非正弦波振荡器（二）工作原理任务二 非正弦波振荡器三、锯齿波发生器（一）电路组成任务二 非正弦波振荡器（二）工作原理项目实施一、电子元器件的检测与筛选（一）外观质量检查 电子元器件应完整无损，各种型号、规格、标志应清晰、牢固，标志符号不能模糊不清或脱落。项目实施（二）驻极体话筒的识别与测试 驻极体话筒具有体积小、频率范围宽、高保真、成本低和无需额外电源等特点，目前，已在通信设备、家用电器等电子产品中得到了广泛应用。 驻极体

11、话筒由驻极体材料、场效应管、二极管等构成，其电路原理图如图4-23（a）所示。驻极体是一种永久极化的电介质，利用驻极体高分子材料制作振膜(或后极板)，因为本身带有半永久性的表面电荷，受振时，表面电荷极化产生电压信号，该信号由低噪声的场效应管放大后，输出音频信号。其外形如图4-23(b)所示。项目实施项目实施二、元器件和材料清单三、电路的实现 电阻和瓷片电容无极性之分，但插装时一定要注意电阻值和电容量，不能插错。（1） 电解电容有正、负极性之分，插装时要看清极性。（2） 话筒有正、负极性之分，一般和铝外壳相连的一极为负极，另一极为正极。不能区分时，可借助万用表来判断。（3）项目实施插装和焊接元器件时应注意以下事项： 电路中的线圈可自制。（5） 插装三极管时要注意型号和管脚。（4）项目实施 元器件的安装力求到位，并且美观。（7） 元器件焊接时间最好控制在23 s。（6）项目实施四、电路的调试 给电路板加上3 V直流电源。（1）项目实施 试前应先仔细检查已焊接好的电路板，确保装接无误。然后，用万用表电阻挡测量正负电源之间有无短路和开路现象，若不正常，应排除故障后再调试。 打开收音机并置于FM波段。（2） 一边对着话筒讲话，一边调收台旋钮(或选频键)，直到收音机中传出自己的声音为止。（3）项目实施 如果在整个FM频段(即88108 MHz)都不能收到自己的声音，则应调节振荡