第8章波形的发生和信号的转换电子_第1页
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模拟电子技术根底河北科技大学信息学院根底部第二十二次课8.1正弦波振荡电路8.2电压比较器第8章波形的发生和信号的转换内容提要第8章波形的发生和信号的转换本章主要引见正弦波振荡电路的组成和任务原理〔RC、LC〕,并可以利用相位平衡条件正确判别电路能否可以产生正弦波振荡;掌握电压比较器的组成、任务原理及阈值电压的计算方法。在电子电路中,我们经常需求各种各样的波形信号作为测试信号或控制信号等,产生各种信号的电路为振荡电路。振荡电路:在没有外加输入信号的情况下,依托电路本身振荡而产生输出信号的电路为振荡电路。假设产生的信号为正弦信号,那么电路为正弦波振荡电路。假设产生的信号为脉冲信号,那么电路为脉冲波振荡电路。产生的信号不同,对应的振荡电路也不同。第8章波形的发生和信号的转换正弦波振荡电路是在没有外加输入信号的情况下,依托电路自激振荡而产生正弦波输出电压的电路。8.1.1概述一、产生正弦波振荡的条件8.1正弦波振荡电路Uo=AUi作为放大电路当有Ui时,那么有Uo=AUi。Uo经F后,产生Uf=FUo信号源Uf123Uo假设Uf=Ui大小相等相位一样反响回来的信号Uf可以取代Ui---电路引入正反响。输入端的开关由1转换到2,2—3相连,此时电路不再有外加的输入信号,电路本身产生的信号就能保证输出端有Uo信号,这就构成了根本振荡电路。信号源Uf123Uo根据以上的推导:产生正弦波振荡的平衡条件:幅值平衡条件(n为整数)相位平衡条件要使为实数,相位条件必需满足为保证电路刚开场任务就可以产生Uo,电路刚刚开场任务时,需求一个初始信号〔往往为电扰动或噪音等,如开封锁合产生,其中含有各种频率、不同幅值的正弦信号,而且一定会有一个频率信号满足相位条件,实践振荡电路中无初始信号〕,初始信号幅值往往比较小,假设希望信号可以到达足够大。电路的起振条件。那么要求同时由于晶体管的非线性,当Uo到达一定程度以后,放大倍数A下降,最终使电路到达动态平衡,电路的振荡条件二、正弦波振荡电路的组成及分类P404正弦波振荡电路除满足以上振荡条件—包含放大电路、反响网络〔正反响〕以外,正弦波信号是具有一定频率、按正弦规律变化的信号,要想产生正弦波信号,电路中还要有选频网络。1、电路的组成〔1〕放大电路:保证电路可以从起振到动态平衡的过程,使电路获得一定幅值的输出量。电路组成在很多适用电路中,常将选频网络和正反响网络合二为一;对分立元件放大电路,不再加稳幅环节,依托晶体管特性的非线性来起到稳幅作用。〔2〕选频网络:确定电路的振荡频率,保证电路产生正弦波振荡。〔3〕正反响网络:引入正反响,使放大电路的输入信号等于反响信号。〔4〕稳幅环节:也就是非线性环节,作用是使输出信号幅值稳定。振荡过程的建立ui1uo1uf1ui2uo2uf2ui3ufnuinuon正弦波振荡电路常用选频网络所用元件来命名分类RC正弦波振荡电路LC正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路2、分类三、判别电路能否能够产生正弦波振荡的方法和步骤P404〔1〕察看电路的组成:能否包含了放大电路、选频网络、正反响网络和稳幅环节四个组成部分。〔2〕判别放大电路的任务情况:①能否有适宜的静态任务点;②动态信号能否能正常放大。详细方法:从放大电路的输入端断开反响,假定放大电路输入信号Ui并设瞬时极性,UiAFUf,确定Uf的极性。〔3〕利用瞬时极性法判别电路能否满足正弦波振荡的相位条件—判别反响网络的反响极性。假设Uf、Ui极性一样,那么为正反响,具备振荡条件。Uf、Ui极性相反,那么为负反响,不具备振荡条件。〔4〕判别电路能否满足幅值条件,即能否满足起振条件:在相位条件满足的情况下,求解电路中的A、F。假设电路可以振荡。电路不可以振荡。普通情况,只需满足相位条件,较易实现。8.1.2RC正弦波振荡电路一、RC串并联选频网络低频等效电路高频等效电路高通电路低通电路当f=f0时反响系数的幅值最大,并且输出和输入无相位差。二、RC桥式正弦波振荡电路1、电路组成2、相位平衡条件:放大电路为同相比例运算电路:反响网络为RC串并联式选频网络:满足相位平衡条件3、起振条件稳幅环节4、振荡频率?运用同相比例运算电路的理由振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路P408--409由于fo可调,只需改动R或C,如图。R可以用Rw变位器替代—常用于细调。C采用分档电容—常用于粗调。实现fo的调整例1:判别电路能否满足振荡的相位条件++(n为整数)++输入端输出端正反响例2:判别电路能否满足振荡的相位条件++(n为整数)–输入端输出端RCRC+UCCR1C2C3R3R2RE2C1RC2T1RE1CET2RC1RF+++––RC网络正反响,RF、RE1组成负反响,参数适宜那么可产生振荡。例3:判别电路能否满足振荡的相位条件并计算RF。RCRC+UCCR1C2C3R3R2RE2C1RC2T1RE1CET2RC1RF+++––例3:判别电路能否满足振荡的相位条件并计算RF。8.1.3LC正弦波振荡电路一、LC谐振回路1、LC选频网络当信号频率较高时,通常选用LC正弦波振荡电路,即选频网络为LC电路—LC并联网络。一、LC谐振回路的频率特性存在f0使网络呈纯阻性网络电抗的频率特性:〔质量因数〕提示:由右图可知:当f=f0时:整个网络呈纯阻性,并且网络的阻抗值到达最大。并且其输入电流远小于回路环流。选频放大电路当f=f0时,电路的放大倍数最大,假设电路引入正反响,并能用反响电压取代输入信号。那么电路就构成了正弦波振荡电路。RC且无附加相移。根据引入反响方式不同,LC正弦波振荡电路分为:变压器反响式振荡电路L反响式振荡电路C反响式振荡电路三种电路方式二、变压器反响式振荡电路利用变压器将Uf引回到输入端。变压器同名端、异名端的概念:利用瞬时极性法判别变压器—两端极性一样为同名端〔用一样的符号表示出来〕;两端极性相反为异名端。变压器线圈同名端和异名端的相位关系异名端交流接地,输出和输入相位相反+–+–同名端交流接地,输出和输入相位一样+–+–同名端,输出和输入极性、相位一样异名端,输出和输入极性、相位相反下面详细分析变压器反响式振荡电路〔如下图〕1、察看电路组成:存在①放大电路、②选频网络、③正反响网络、④以及用晶体管的非线性实现稳幅四个组成部分。共射放大电路LC并联网络变压器反响2、判别电路能否正常任务:静态任务点适宜交流信号正常放大放大电路正常任务3、利用瞬时极性法判别电路能否满足相位平衡条件:〔1〕断开反响与输入端的衔接。〔2〕加ui,设上+下-,得到N1上+下-,得到N2上+下-,得到uf的极性。uf与ui相位一样,引入正反响,满

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