第章模拟信号产生电路电路

第9章模拟信号产生电路9.1正弦信号产生电路9.2非正弦信号产生电路9.3压控振荡电路9.4集成信号发生器9.5Multisim仿真实例9.1正弦信号产生电路

9.1.1正弦波振荡产生的条件

正弦信号产生电路也称正弦波振荡电路，实质上是一个没有输入信号的正反馈放大电路。电路在没有外加输入信号的情况下，依靠自激振荡输出正弦波信号。

正反馈放大电路的组成框图如图(a)所示

则产生稳定振荡的平衡条件为：

则正反馈电路如图（b）所示。注意与负反馈放大电路产生自激振荡的条件比较！起振条件：9.1正弦信号产生电路

9.1.2RC桥式正弦波振荡电路RC桥式正弦波振荡电路9.1正弦信号产生电路

9.1.2RC桥式正弦波振荡电路RC串并联选频网络由式得到串并联选频网络的反馈系数为：令9.1正弦信号产生电路

9.1.2RC桥式正弦波振荡电路RC串并联选频网络幅频特性为：

相频特性为：

时，

取得最大值，即

相位角

，输出电压与输入电压同相。

串并联选频网络的频率特性曲线

(a)幅频特性曲线；(b)相频特性曲线。RC桥式正弦波振荡电路分析

时，根据起振条件，有又由放大电路的放大倍数，可得引入二极管稳幅电路的RC桥式正弦波振荡电路如下：由以上讨论，正弦波振荡电路的分析过程可依照以下步骤：检查电路是否由放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅电路组成；检查放大电路是否能够正常工作；检查电路是否满足正弦波振荡的平衡条件。其中，相位平衡条件由瞬时极性法判断；幅值平衡条件则一般取起振后利用稳幅电路使

(4)估算振荡频率：【例9.1】图9.6所示电路中，已知R=10k，C=0.01u，R2=15k，试问：(1)判断电路是否满足振荡相位平衡条件；(2)若要满足起振条件，确定R1的取值；若将R1选为热敏电阻以稳定输出幅度，则应该选择正温度系数还是负温度系数；(3)求振荡频率。分析下图电路，指出电路是如何实现稳幅的。9.1正弦信号产生电路

9.1.3LC正弦波振荡电路1.LC并联谐振回路LC并联谐振回路并联谐振回路阻抗为由于使阻抗的虚部为零，可得并联谐振频率或9.1正弦信号产生电路

9.1.3LC正弦波振荡电路回路谐振时的阻抗此时回路的等效阻抗为纯电阻性质，其值最大。2.变压器反馈式振荡电路所示电路包括放大电路、选频网络、正反馈电路和利用晶体管非线性特性所实现的稳幅电路四部分。9.1正弦信号产生电路

9.1.3LC正弦波振荡电路利用瞬时极性法判断电路反馈为正反馈，满足振荡的相位平衡条件。并联谐振回路的谐振频率即为电路的振荡频率，即或和分别是谐振回路的等效电感和等效电容。变压器反馈式振荡电路易于产生振荡，波形较好，但是振荡频率的稳定性不高。这是由于电路反馈靠变压器线圈耦合实现，故存在耦合不紧密，损耗较大的问题。9.1正弦信号产生电路

9.1.3LC正弦波振荡电路3.电感反馈式振荡电路电感反馈式振荡电路实际上是对变压器反馈式振荡电路的改进。为了解决变压器反馈式振荡电路中变压器原副边线圈耦合不紧密的问题将两个线圈合并为一个线圈，反馈信号取自线圈，另外在整个线圈两端并联电容，加强谐振效果。电感反馈式振荡电路9.脚1正弦引信号葵产生古电路9.动1.卧3肃LC正弦巾波振凯荡电合路电感给三点引式振蓄荡电扰路通冒常应唐用于宴对波弃形要盘求不心高的座场合鲜。电感素量为电感围量为考虑互感，则泊电路嘱振荡节频率砍近似梅表示貌为9.派1正弦浑信号眼产生抹电路9.辩1.贫3骂LC正弦出波振莲荡电抖路4.电容乳反馈溜式振蛇荡电烛路电容羊反馈到式振临荡电薄路电路冻满足违正弦雾波振捎荡的贵相位刮平衡瞒条件电路接振荡甲频率持近似瓶为电容饺三点邀式振更荡电偶路适骗用于零固定旋频率躬的场拳合。9.材1正弦渴信号技产生聋电路9.亮1.胃4石英美晶体俱正弦误波振轧荡电拜路1.石英冤晶体隐的特鲜性(a巩)符号文；(b浅)等效清电路筑；(c所)频率色响应敞特性亲。9.杏1正弦锈信号塔产生筹电路9.软1.鲁4石英围晶体绳正弦敢波振催荡电宜路2.石英役晶体下正弦恐波振愉荡电解路石英例晶体状正弦平波振遍荡电火路的县选频遍网络狱即为水石英搭晶体分，这屑是利咱用了慢石英罗晶体躬的压怖电效脱应产端生正欲弦波挡振荡阿，而倒且由腿于石泛英晶艘体高旁品质驴因数兆的特腐点，闷使电滋路具躁有非艇常稳巷定的动振荡论频率价。(1评)并联唉型晶帮体振籍荡电疯路电路匆属于粉电容马三点站式振荡烤电路堤，振刺荡频乓率为和表示喉石英劲晶体披等效出电路苹中的恼电容9.记1正弦扯信号护产生寒电路9.狠1.涌4石英仿晶体繁正弦权波振丹荡电杏路(2燥)串联辜型晶于体振怕荡电挣路串联阁型晶漏体振浪荡电理路结脖构如颤图所哗示。烘将石挑英晶搜体串雾联在横正反庭馈支拒路中阶，只日有当黎振荡误频率见时窑，石笨英晶湖体呈塞电阻沈性，沸阻抗董最小菌，而讨且正轨反馈酿最强曾，相堪移为党零，石电路告满足臂相位咏平衡础条件斗。当上振荡馒频率晶时绸，不待满足友相位削平衡皱条件责，电木路不挽起振陆。串联恋型石讯英晶苦体振喉荡电锹路9.循2非正录弦信格号产冷生电熊路9.阔2.羡1电压瓦比较宋器电压大比较诊器是顺对输开入信瘦号进货行幅魔度鉴队别和梢比较封的电跑路，弟常用础于波密形产器生与迁变换美、模司数转贴换及相自动睛控制克等多凶种场出合。1.单限祝比较队器(a太)电路贝；(b文)电压尿传输库特性溉。9.瞧2非正崭弦信照号产抚生电震路9.撤2.爷1电压带比较绑器反相岔输入辆单限咸比较势器电况路及帜电压算传输祝特性9.量2非正惭弦信柜号产击生电塔路增加躺限幅捧电路池的反希相输副入单呆限比柿较器翼电路9.慢2.顽1电压棚比较浴器9.诵2非正鞭弦信敢号产预生电孝路2.迟滞扇比较辉器迟滞巧比较俘器有讨两个下阈值典电压派，是珍具有后迟滞基回环题传输域特性誉的比尼较器翅。和混单限指电压馅比较逐器相肆比，羞即使丽输入粗电压资在阈蓝值电贤压附屯近有箭微小垃变化猎，迟英滞比左较器烧的迟圈滞回拿环特签性仍泉可以狂保证每输出销电压宋稳定成。所辰以，镜迟滞溉比较雨器具窑有一库定的润抗干自扰能租力。反相毫输入绒迟滞户比较象器电六路及都电压彻传输槽特性9.午2.踪蝶1电压华比较下器9.经2非正亲弦信子号产笋生电碧路(1裹)确定仿阈值朗电压设图(a局)所示旦电路栽中运速放为兴理想槐运放乖，，且布根据众叠加落原理泉有令，则过比较读器的凯阈值画电压披为所以危得到士迟滞瓦比较番器的催两个艰阈值教电压剥分别战为9.济2.娘1电压册比较窜器9.查2非正款弦信回号产瓣生电丹路若考政虑稳旁压管聚电压抢，则逝阈值毯电压热分别宇为定义特两个严阈值袭电压饲的差添值为也门限映宽度纠或回强差电幸压，食记作9.搅2.喇1电压处比较现器9.珍2非正脉弦信馅号产闷生电爽路(2法)确定疮电压脸传输观特性9.里2.石1电压玩比较畏器迟滞梅比较惧器的蛋输出壮电压扎在输鉴入电欣压分形别等尤于两程个阈经值电绝压时睬，跃继变的晚方式勾是不壳同的判。并逐宫渐增断大，，则潜输出肤电压继续墨增大回直至穿达到落并略话大于描阈值咱电压时，过输出焦电压气由跃变丘为一、二、并逐娇渐减摇小，，则蓄输出魂电压继续距减小印直至垦达到香并略候小于卸阈值葱电压时，拼输出稍电压洲由跃变季为【例9.叼2】设计陆迟滞滩电压乒比较勇器，赤使其毅电压劲传输图特性配曲线驼如图9.新20饼(a汪)所示恼。要应求输疼出用恢稳压齐二极已管限晴幅电同路，缝所用斜反馈旧电阻液在令之间奇选择环，参奥考电昆压加。解：根据吗图9.押20另(a休)所示优电压状传输斗特性怨曲线叮的变搬化方齐向，毯阈值繁电压伴，追因此掏，电善路选层用带对参考害电压脂的反明相输差入迟机滞比适较器近，如铸图9.敌20落(b伸)所示屡。整理协得9.迅2非正漏弦信妈号产括生电阀路3.集成关电压字比较棚器电压搅比较缝器可俊以作钞为模狸拟电只路和精数字胀电路淡的接如口电窜路。峡和集柄成运干放相缠比，潮集成趣电压闲比较哲器的墙开环谋增益壮低，尽失调萌电压府大，烛共模登抑制丹比小统，因陶而其拖灵敏危度不页如用火集成姨运放老构成象的比勺较器缺高；朵但是邮集成喘电压升比较董器的莲响应脆速度临快，遗传输却延迟言时间赛短，切且一芦般不虏需外登加限眠幅电犁路就程能够仪直接澡驱动TT抱L、CM周OS和EC寇L等数碎字电蒸路。计有些崭集成瞧电压驴比较固器芯斧片带赚负载宏能力椅很强俭，可渣以直控接驱缸动继屑电器灶和指透示灯窄。集成邪电压佛比较般器LM啊33泰9内部为集成政了四流个独或立的添电压暖比较从器，粥可应颈用于A/薪D转换戴器、树宽限VC匠O、MO历S时钟棚发生锁器、戚高电疮压逻猛辑门录电路逆和多枕谐振纪荡器先等(1馆)电路帮结构LM担33型9集成布电路捎管脚电排列显图9.窄2.担1电压维比较企器9.毫2非正膝弦信届号产尼生电写路(2骡)构成衰单限盾比较沈器的态常用掩接法LM末33金9集成战电路语构成戴单限牢比较联器9.勾2.厚1电压贷比较茶器9.架2非正仗弦信赚号产瓶生电柱路9.松2.糖2矩形珠波产蕉生电飞路1.工作榜原理振荡顿周期赌为矩形俱波产闻生电某路波扰形矩形娃波产洁生电浓路9.妙2非正椒弦信卡号产哭生电遥路9.屡2.欺2矩形靠波产哲生电略路2.实用禾的占步空比混可调馋矩形慎波产熔生电层路占空糠比可双调的缸矩形陷波产牙生电泡路电路重输出眨波形当的占轮空比愁为9.舍2非正拜弦信幸号产振生电缘瑞路9.然2.惩3三角故波产晒生电丛路1.工作投原理将方档波产圈生电闸路的陡输出废信号阁经过隶积分挂运算孩电路遥处理餐，就筑可以漆在积优分运繁算电常路的报输出童端得身到三嘱角波劈燕。三角盆波产削生电脂路9.辨2非正某弦信冶号产狱生电鹊路9.欲2.贴3三角恼波产阶生电坚路电路告改进虎成实似用的再三角永波产醋生电颗路实用详的三但角波峰产生夏电路9.栋2非正辛弦信涛号产稍生电秃路9.唤2.引3三角渔波产探生电晒路2.参数让计算电路朝中由注集成搁运放根据台电压掘叠加淘原理屯，同相悼输入汤端电锻压为构成伍的同辣相输络入迟塞滞比贵较器饥，其中越，迟乱滞比券较器端输出翼电压当时，顺积分耍电路栽的输夹出电氧压即为基比较单器的葛阈值倘电压饮，由于普迟滞奥比较戏器为毅同相读输入众，因显此得羽到电蜘压传敞输特薯性曲管线如夸图9.带2非正辆弦信果号产抽生电号路9.沟2.立3三角攀波产咽生电工路输出嚼电压分波形三角哄波的协周期笑和频子率为在积风分电规路电泳容充君放电敌的过牌程中道，输森出电四压的值火随电惜容端电椅压数极值的惕变化而变租化，清同时攻影响同相嗓输入低端电宪位。在拳满足的瞬奸间，参比较太器输懒出电层压的状召态发励生翻屈转，卧此时的值离即为宾三角夸波输税出波器形的邪幅值9.令2非正巨弦信冤号产珍生电缠路9.花2.兆4锯齿窜波产恐生电腿路1.工作筐原理改变兵三角造波产脖生电内路中型积分壳电路推的正柳向积偷分时脆间和公反向栋积分选时间盟，就衡可以闻在电瞎路输去出端迹得到诊锯齿苍波。务锯齿纷波产洪生电艳路及效其波猎形如察图所游示，仪电路秀中利龟用二嚷极管抽的单文向导队电性镜改变庄电容码的灾充放蛙电回汽路，幻玉同时退利用款电位御器选挖取回没路中返的不忘同电袄阻值帝改变呼电容套的祥充放优电时迟间常收数。锯齿塔波产平生电交路及承波形锯齿纱波的赚振荡煮周期9.倾3压控轮振荡推电路压控难振荡兵电路丹（VC扔O，Vo温lt中ag泰e伏Co爬nt吨ro退ll顿ed爸O长sc抓il搂la伶to溜r）实抄现电贡压与俱频率逃之间川的转击换，煌其功忌能是香将输熄入模历拟电驼压转盛换成瓣频率钓与电基压数贤值成粗正比尺的脉冤冲输踩出信猾号。1.电荷午平衡薪式电根路电荷竿平衡衡式压槐控振兰荡电亿路结习构如铺图所笋示，捏虚线返左侧朝是积弓分器兆，右老侧是庭迟滞叹比较悟器。电荷允平衡袭式电到路及图波形9.脊3压控版振荡旨电路振荡纹周期慕和振蝇荡频吧率分扁别为振荡奔频率卖正比狱于输绕入电鸡压的丧幅值猜，电除路实惰现了华电压挂与频撤率的续转换属。2.复位婆式电前路复位添式压送控振步荡电于路结陕构如且图所格示，违电路属由积捧分器个和单戏限比战较器蹈组成甚，三文极管怜相当城于模居拟开亡关。9.归3压控息振荡蚀电路复位拾式压柜控振搞荡电区路的席振荡按周期梅和振铃荡频更率分固别为振荡乒频率丽正比补于输压入电慢压的紫幅值讨，电水路实庆现了螺电压功与频疮率的旁转换锅。9.始3压控合振荡兽电路3.集成球