第22讲波形的发生与变换电路(1)改

第二十二讲第九章教学要求重点与难点1、掌握正弦波振荡电路的振荡条件与组成；2、掌握RC、LC正弦波振荡电路的工作原理，相位平衡条件的判断与振荡频率的计算；3、了解石英晶体振荡电路的工作原理；4、掌握电压比较器和矩形波、三角波、锯齿波产生电路的工作原理及振荡频率的计算；5、了解压控振荡电路的工作原理，振荡频率的计算；6、了解三角波-锯齿波、三角波-正弦波变换电路的工作原理。重点：正弦波振荡电路的振荡条件；RC、LC振荡电路相位平衡条件的判断与振荡频率的计算；矩形波、三角波、锯齿波产生电路的工作原理。难点：正弦波振荡电路的起振过程，电压比较器传输特性，压控振荡电路的工作原理。本次课教学要求1、掌握反馈式正弦波振荡电路的振荡平衡条件和起振条件；2、掌握RC串并联移相电路频率特性的定量分析；3、掌握RC振荡电路相位平衡条件的判断和振荡频率的计算；4、掌握LC振荡电路相位平衡条件的判断和振荡频率的计算。第9章波形的发生与变换电路9.1正弦波振荡电路

9.2非正弦波发生电路9.3波形变换电路引言振荡器的分类振荡器：自动将直流电源的能量转换成交流电能的电路。按波形分类：按激励方式分类：按电路结构分类：按频率分类：按选频元件分类：9.1正弦波振荡电路9.1.1概述9.1.2RC正弦波振荡电路9.1.3LC正弦波振荡电路9.1.4石英晶体正弦波振荡电路1.产生正弦波振荡的条件PP.275-2769.1.1概述在电扰动下，对于某一特定频率f0的信号形成正反馈：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。。产生正弦波振荡的物理过程1.正弦波振荡的条件

一旦产生稳定的振荡，则电路的输出量自维持，即幅值平衡条件相位平衡条件起振条件：

要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的f0，且在合闸通电时对于f=f0信号有从小到大直至稳幅的过程，即满足起振条件。振荡平衡条件2.起振与稳幅电路如何从起振到稳幅？稳定的振幅起振过程的图解说明3.基本组成部分1)放大电路：放大作用2)正反馈网络：满足相位条件3)选频网络：确定f0，保证电路产生正弦波振荡4)非线性环节（稳幅环节）：稳幅常合二为一4、分析方法1)是否存在四个主要组成部分；2)放大电路能否正常工作，即是否有合适的Q点，信号是否可能正常传递，没有被短路或断路；3)是否满足相位条件，即是否存在f0，是否可能振荡

；4)是否满足幅值条件，即是否一定振荡。相位条件的判断方法：瞬时极性法

断开反馈，在断开处给放大电路加f＝f0的信号Ui，且规定其极性，然后根据

Ui的极性→Uo的极性→Uf的极性若Uf与Ui极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电路不可能产生自激振荡。

在多数正弦波振荡电路中，输出量、净输入量和反馈量均为电压量。极性？定量分析要点振荡频率的计算相位平衡条件判断采用定性分析方法，是否能找到一个频率使起振条件的确定5.分类按选频网络分类1)RC正弦波振荡电路：几百千赫以下2)LC正弦波振荡电路：几百千赫～几百兆赫3)石英晶体正弦波振荡电路：振荡频率稳定按振荡频率分类1）低频振荡电路2）高频振荡电路1.RC串并联选频网络的频率特性PP.278-2799.1.2RC正弦波振荡电路低频段高频段在频率从0～∞中必有一个频率f0，φF＝0º。定性分析RC串并联选频网络的频率特性的定量分析当f=f0时，不但φ=0，且最大，为1/3。2.

RC振荡电路的组成

应为RC串并联网路配一个电压放大倍数略大于3，输入电阻尽量大，输出电阻尽量小的同相放大电路。同相放大电路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路。二极管的作用文氏桥振荡器的特点？

自动稳幅。输出电压幅度波形较好，频率调节方便，适合于小于1MHz的正弦波振荡器。频率可调的文氏桥振荡器P281图9.1.7改变电容以粗调，改变电位器滑动端以细调。同轴电位器讨论一：合理连接电路，组成文氏桥振荡电路如何自动稳幅？Rf采用负温度系数的热敏电阻或Rb1采用正温度系数的热敏电阻。讨论二：判断图示电路有可能产生正弦波振荡吗？RC移相式电路1)RC移相电路有几级才可能产生正弦波振荡？三级（最大相移为270）2)若R和C互换呢？二级9.1.3LC正弦波振荡电路1.LC并联网络的选频特性PP.282-284等效损耗电阻谐振频率解得等效导纳及阻抗即O220)L(RLCwww+w-w即谐振频率此时，＝令当Q>>1时：谐振时的支路电流谐振阻抗1.LC并联网络的选频特性（续）谐振特性1.LC并联网络的选频特性（续）（2）频率响应曲线附加相移2、LC选频放大电路P284当f=f0时，电压放大倍数的数值最大，且附加相移为0。电压放大倍数若能通过一定的方式将c-e间电压反相后加到放大电路的输入端，则有可能产生自激振荡。（变压器、电感、电容反馈式）3、

变压器反馈式LC振荡电路（2）振荡频率与起振条件振荡频率起振条件说明（1）原理电路P285相位平衡条件判断（2）由于LC谐振电路的Q值很高，高次谐波电流在并联回路上产生的电压很小，即回路具有较好的选频特性，所以仍能选出0的正弦波信号。补充说明（1）LC振荡电路靠放大管的非线性特性稳幅，动态工作点进入了截止区，集电极（漏极）电流是失真的。3、变压器反馈式LC振荡电路（续）（a）电路结构说明：（b）相位平衡条件的判断准则X1、X2为同性电抗同时X1、X3为异性电抗。（c）振荡频率的估算：X1+X2+X3=04、电感三点式振荡电路（1）三点式LC振荡器的工作原理仍然由LC并联谐振电路构成选频网络A.若中间点交流接地，则首端与尾端相位相反。1.三点式LC并联电路中间端的瞬时电位一定在首、尾端电位之间。三点的相位关系B.若首端或尾端交流接地，则其他两端相位相同。4、电感三点式振荡电路（续）4、电感三点式振荡电路（续）（2）电感三点式

振荡器电路反馈电压取自哪个线圈？反馈电压的极性？必要吗？

电感的三个抽头分别接晶体管的三个极，故称之为电感三点式电路。（2）电感三点式

振荡器电路（续）分析概要相位平衡条件判断起振条件：振荡频率的估算：5、电容三点式振荡电路（1）基本电容三点式振荡电路相位平衡条件判断起振条件：振荡频率的估算：电路P287图9.1.13（a）克拉泼（Clapp)振荡电路电路图P287图9.1.145、电容三点式振荡电路(续)（2）改进型电容三点式振荡电路振荡频率要增大f，则需减小选频网络中的电感和电容，但却易受级间电容影响。故在L上串更小电容。（b）西勒（Seiler)振荡电路5、电容三点式振荡电路(续)（2）改进型电容三点式振荡电路（续）振荡频率（可调）讨论同铭端？能