第9章信號處理及信號產(chǎn)生電路

1、第第9章章 信號處理及信號產(chǎn)生電路信號處理及信號產(chǎn)生電路1 濾波電路的基本概念及分類濾波電路的基本概念及分類2 一階有源濾波電路一階有源濾波電路3 高階有源濾波電路高階有源濾波電路7 lc正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路8 石英晶體振蕩電路石英晶體振蕩電路4 正弦波振蕩電路的振蕩條件正弦波振蕩電路的振蕩條件5 rc正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路6 調(diào)諧放大器調(diào)諧放大器1 濾波電路的基本概念及分類濾波電路的基本概念及分類1. 基本概念基本概念oi( )( )( )usa su s濾波器：是一種能使有用頻率信號通過而同時抑制或衰減無用頻率信號的濾波器：是一種能使有用頻率信號通過而同時抑制或衰減無用頻率信

2、號的電子裝置。電子裝置。i( )u to( )ut濾波電路濾波電路濾波電路傳遞函數(shù)定義濾波電路傳遞函數(shù)定義時，有時，有 j s)(je)j ()j ( aa)()j ( a其中其中)j ( a)( 模，幅頻響應模，幅頻響應 相位角，相頻響應相位角，相頻響應時延響應為時延響應為)( d)(d)(s 2. 分類分類按幅頻特性分按幅頻特性分 低通（低通（lpf）用于工作信號為低頻（或直流），并）用于工作信號為低頻（或直流），并且需要削弱高次諧波或頻率較高的干擾和噪聲等且需要削弱高次諧波或頻率較高的干擾和噪聲等場合場合整流后濾波。整流后濾波。 高通（高通（hpf）用于信號處于高頻，并且需要削弱）用于信

3、號處于高頻，并且需要削弱低頻的場合低頻的場合阻容放大器的耦合。阻容放大器的耦合。 帶通（帶通（bpf）用于突出有用頻段的信號，削弱其）用于突出有用頻段的信號，削弱其它頻段的信號或干擾和噪聲它頻段的信號或干擾和噪聲載波通信。載波通信。 帶阻（帶阻（bef）用于抑制干擾。）用于抑制干擾。 全通（全通（apf）通阻通au阻通au通阻au阻阻 通au3、無源濾波電路和有源濾波電路無源濾波電路和有源濾波電路 無源濾波電路：無源濾波電路：由無源元件由無源元件r、l、c組成的濾波電路。組成的濾波電路。 有源濾波電路：有源濾波電路：由晶體管和由晶體管和r、c網(wǎng)絡組成的濾波電路。網(wǎng)絡組成的濾波電路。 4、由集成

4、運放（工作在線性區(qū)）和由集成運放（工作在線性區(qū)）和rc網(wǎng)絡組成的有源濾波網(wǎng)絡組成的有源濾波電路的優(yōu)點：電路的優(yōu)點： （1）體積小，重量輕，不需要加磁屏蔽。）體積小，重量輕，不需要加磁屏蔽。 （2）電路中的集成運放可以加串聯(lián)負反饋，使）電路中的集成運放可以加串聯(lián)負反饋，使ri高，高，ro低。低。 （3）除起有源濾波作用外，還可以放大，而且放大倍數(shù)容易調(diào)節(jié)。）除起有源濾波作用外，還可以放大，而且放大倍數(shù)容易調(diào)節(jié)。 5、舉例：舉例：有一個較低頻率的信號，其中包含一些較高頻率成分的干擾。有一個較低頻率的信號，其中包含一些較高頻率成分的干擾。rl1、rc低通濾波器低通濾波器缺點缺點（1）放大倍數(shù)低，最大

5、為）放大倍數(shù)低，最大為1； （2）帶負載的能力差；）帶負載的能力差；例如例如r=27k，rl=3k，對于低頻而言，對于低頻而言，uo只有只有ui的十分之一，而當?shù)氖种唬攔l斷開斷開時，時，uo=ui。 011()11oiujcaurjjc 為了提高帶負載的能力，為了提高帶負載的能力，可以加電壓跟隨器，以提高帶可以加電壓跟隨器，以提高帶負載的能力。負載的能力。uo+crui+01 r c其中其中特征角頻率特征角頻率2 一階有源低通濾波電路一階有源低通濾波電路傳遞函數(shù)中出現(xiàn)傳遞函數(shù)中出現(xiàn) 的一次項，故稱為一階濾波器。的一次項，故稱為一階濾波器。0.01f0f0100f00.1f010f00

6、-20-40f/hz20lga/db-3-20db/十倍頻程十倍頻程rluo+crui+upunrrf+uorl+r11f01rra 2、一階有源低通濾波器一階有源低通濾波器uo1+10101( )1oooioiuu uaauuuj200)(1)j (aa4、幅頻特性為、幅頻特性為10-2010 / 0 020lg|a/a0|/db-33、傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)電路特點：電路特點：有放大作用；帶負載能力強。有放大作用；帶負載能力強。-20db/十倍頻程十倍頻程0.01f0f0100f00.1f010f00-20-40f/hz20lga/db-3-20db/十倍頻程十倍頻程crui+upunrrf+u

7、orl+r15、一階無源和有源低通濾波器的比較一階無源和有源低通濾波器的比較uo1+10-2010 / 0 020lg|a/a0|/db-3-20db/十倍頻程十倍頻程0.01f0f0100f00.1f010f00-20-40f/hz20lga/db-3一階低通有源濾波器與無源低通濾波一階低通有源濾波器與無源低通濾波器的器的通帶截止頻率相同通帶截止頻率相同；但；但通帶電壓放大通帶電壓放大倍數(shù)得到提高倍數(shù)得到提高。缺點：缺點：一階低通有源濾波器在一階低通有源濾波器在 0 時，時，濾波特性不理想。對數(shù)幅頻特性下降速度濾波特性不理想。對數(shù)幅頻特性下降速度為為 20 db / 十倍頻。十倍頻。解決辦法

8、解決辦法：采用高階低通有源濾波器。：采用高階低通有源濾波器。1f01rra -20db/十倍頻程十倍頻程3、高階有源濾波器、高階有源濾波器 常見高階低通有源濾波器常見高階低通有源濾波器 ： （1）巴特沃思濾波器）巴特沃思濾波器(butterworth) ：通帶內(nèi)幅頻曲線的幅度平坦，最平幅度逼近，通帶內(nèi)幅頻曲線的幅度平坦，最平幅度逼近， 相移與頻率的關系不是很線性的，但過渡帶相移與頻率的關系不是很線性的，但過渡帶的衰減較慢，階躍響應有過沖。的衰減較慢，階躍響應有過沖。 （2）切比雪夫濾波器）切比雪夫濾波器(chebyshev) ：過渡帶的衰減最快，但通帶之間幅頻曲線有過渡帶的衰減最快，但通帶之間

9、幅頻曲線有波紋。波紋。 （3）貝塞爾濾波器）貝塞爾濾波器(bessel) ：相移和：相移和頻率之間有良好的線性關系，階躍響應過沖頻率之間有良好的線性關系，階躍響應過沖小，但幅頻曲線的下降陡度較差。小，但幅頻曲線的下降陡度較差。1、電路組成電路組成為了使為了使uo在高頻段以更快的速率下降，以改在高頻段以更快的速率下降，以改善濾波效果，再加一級善濾波效果，再加一級rc低通濾波電路。低通濾波電路。 第一級電容第一級電容c不接地，而改接到輸出端。不接地，而改接到輸出端。 cui+upunrrf+uorl+r1改改畫畫uprf+uor1crcr這種接法相當于在二階有源濾波這種接法相當于在二階有源濾波電路

10、種引入反饋，讓電路種引入反饋，讓uo在高頻段在高頻段迅速下降。迅速下降。 11rrafuuiua一、二階有源低通濾波器一、二階有源低通濾波器 c2、傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)11pooufuruuuarru001/iaaauuuuuurj cr21()0ioaouuuj c uj currr a01/auuuj cr1()0oauuuj crra對對a點點對對p點點11rrafu解得：解得：20011ouiuaaujqrc10uaq31稱為稱為通帶增益通帶增益稱為稱為特征角頻率特征角頻率稱為稱為等效品質(zhì)因數(shù)等效品質(zhì)因數(shù)uprf+uor1crcr11rrafuuiua一、二階有源低通濾波器一、二階有源低通

11、濾波器 傳遞函數(shù)中出現(xiàn)傳遞函數(shù)中出現(xiàn) 的二次項的二次項,故故稱為二階濾波器稱為二階濾波器0時uaqa電壓增益與通帶增益的比電壓增益與通帶增益的比222u00(j )120lg20lg1 ()()aaq 幅頻響應幅頻響應相頻響應相頻響應020()( )arctg1 () q3、二階有源濾波電路二階有源濾波電路211ouioouaaujq/ 0 00.50.50.20.21 15 510103 32 2303040400.10.120lg|a/au|/db20203310100 010102020-40db/十倍頻程十倍頻程q=0.707q=0.5q=10與一階有源濾波電路相比，與一階有源濾波電路

12、相比，uo在高在高頻段下降迅速。頻段下降迅速。 一、二階有源低通濾波器一、二階有源低通濾波器 q=0.707時：時：0u(j )20lg20lg3aqa 20u(j )1020lg20lg1040aa 0u20lg(j )20lgaaqq=0.5時時u20lg(j )6aa q=1時時u20lg(j )0aaq=2時時u20lg(j )6aaq=10時時u20lg(j )20aa3、二階有源濾波電路二階有源濾波電路表明：當表明：當2au1，在，在 0 0處的電壓增益將大于處的電壓增益將大于au，幅頻特性在，幅頻特性在 0 0處將抬高。處將抬高。 u13qa 當當au3時，有源濾波器自激。由時，

13、有源濾波器自激。由于將于將c接到輸出端，等于在高頻端給接到輸出端，等于在高頻端給lpf加了一點正反饋，所以在高頻端的加了一點正反饋，所以在高頻端的放大倍數(shù)有所抬高，甚至可能引起自放大倍數(shù)有所抬高，甚至可能引起自激。激。濾波電路才能穩(wěn)定工作濾波電路才能穩(wěn)定工作 3 ua 即時，一、二階有源低通濾波器一、二階有源低通濾波器 / 0 00.50.50.20.21 15 510103 32 2303040400.10.120lg|a/au|/db20203310100 010102020-40db/十倍頻程十倍頻程q=0.707q=0.5q=100u20lg(j )20lgaaq222u00(j )1

14、20lg20lg1 ()()aaq 幅頻響應幅頻響應相頻響應相頻響應020()( )arctg1 () q211ouioouaaujq4、四階和四階和n有源濾波電路有源濾波電路uprf+uor1crcr11rrafuuiuauo1=ui212oooiiiuu uauuu四階四階lpf20lg|a/au|/db/ 0 00 0202040400.10.10.50.50.20.21 15 510103 32 233n=2n=6n=4n=10n=8二階二階lpf二階二階lpfuoui一、二階有源低通濾波器一、二階有源低通濾波器 211ouioouaaujq二、二、二階高通濾波器二階高通濾波器 解得：

15、解得： 將低通電路中的電容和電將低通電路中的電容和電阻對換，便成為高通電路。阻對換，便成為高通電路。200()11 ()uaa jjquprf+uor1crcr11rrafuuiuauprfuor1uiuacrc-+放大電路放大電路同相比例同相比例r0u113qarc，高通濾波電路與低通濾波電路的對高通濾波電路與低通濾波電路的對數(shù)幅頻特性互為數(shù)幅頻特性互為“鏡像鏡像”關系。關系。2u2200(j )120lg20lg1 ()()aaq歸一化的幅頻響應歸一化的幅頻響應二、二、二階高通濾波器二階高通濾波器 解得：解得： 將低通電路中的電容和電將低通電路中的電容和電阻對換，便成為高通電路。阻對換，便

16、成為高通電路。200()11 ()uaa jjquprfuor1uiuacrc-+放大電路放大電路同相比例同相比例r0u113qarc，高通濾波電路與低通濾波電路的對高通濾波電路與低通濾波電路的對數(shù)幅頻特性互為數(shù)幅頻特性互為“鏡像鏡像”關系。關系。2u2200(j )120lg20lg1 ()()aaq歸一化的幅頻響應歸一化的幅頻響應/ 0 00.50.50.20.21 15 510103 32 2303040400.10.120lg|a/au|/db20203310100 010102020-40db/十倍頻程十倍頻程q=0.707三、三、帶通濾波器帶通濾波器 可由低通和高通串聯(lián)得到可由低通

17、和高通串聯(lián)得到1111cr 必須滿足必須滿足a0a2a1a0阻帶阻帶通帶通帶阻帶阻帶通帶通帶oo 1 2 aa0o 2 1通帶通帶阻帶阻帶阻帶阻帶低通特征角頻率低通特征角頻率2221cr 高通特征角頻率高通特征角頻率12 只允許某一段頻帶內(nèi)的信號通過，將此頻帶以外的信號阻斷。只允許某一段頻帶內(nèi)的信號通過，將此頻帶以外的信號阻斷。低通低通高通高通iuou1、基本形式基本形式c2r2+uo三、三、帶通濾波器帶通濾波器 c1uir1+uo1一階低通一階低通一階高通一階高通2、一階帶通濾波器一階帶通濾波器高通高通低通低通rf+uor1c2rcrui r三、三、帶通濾波器帶通濾波器 3、二階帶通濾波器二

18、階帶通濾波器11ooufuruuuarr01/1/iaaaauuuuuuurrj cj c2(1)(1)iaouj rcuj rc uua1/2auuuj cr1(1)2oauuujrc a對對a點點對同相端對同相端up11furaa qqr解得：解得：up001oiuaaujqrc10uaq31通帶增益通帶增益特征角頻率特征角頻率中心角頻率中心角頻率a等效品質(zhì)因數(shù)等效品質(zhì)因數(shù)三、三、帶通濾波器帶通濾波器 3、二階帶通濾波器二階帶通濾波器01/1/iaaaauuuuuuurrj cj c2(1)(1)iaouj rcuj rc uua1/2auuuj cr1(1)2oauuujrc a對對a點

19、點對同相端對同相端解得：解得：up001oiuaaujqq=120lg|a/aup|/db/ 0 00 0202040400.10.11 11010q=10q=5up11furaa qqrrc10uaq31通帶增益通帶增益特征角頻率特征角頻率中心角頻率中心角頻率等效品質(zhì)因數(shù)等效品質(zhì)因數(shù)四、四、帶阻濾波器帶阻濾波器 可由低通和高通并聯(lián)得到可由低通和高通并聯(lián)得到必須滿足必須滿足12 a0a2a1a0阻帶阻帶通帶通帶阻帶阻帶通帶通帶oo 1 2 aa0o 1 2通帶通帶阻帶阻帶通帶通帶在規(guī)定的頻帶內(nèi)，信號被阻斷，在此頻帶以外的信號能順利通過。在規(guī)定的頻帶內(nèi)，信號被阻斷，在此頻帶以外的信號能順利通過。

20、低通低通高通高通iuou四、四、帶阻濾波器帶阻濾波器 雙雙t選頻網(wǎng)絡選頻網(wǎng)絡r1c1+vir+vor2c2+rr一階電路一階電路uiuo二階電路二階電路rrruiuor1rfccc4 正弦波振蕩電路的振蕩條件正弦波振蕩電路的振蕩條件振蕩器：振蕩器：不需要外加激勵信號就能將直流信號轉化為交流信號的電子設備。不需要外加激勵信號就能將直流信號轉化為交流信號的電子設備。分類：分類： 正弦波振蕩器；非正弦波振蕩器正弦波振蕩器；非正弦波振蕩器 一、條件一、條件 ,ifxx基本放大基本放大電路電路ao反饋電路反饋電路fixdxoxfx自激振蕩的條件：自激振蕩的條件：iofxafxfx而而即即1af1af（為

21、保證起振，通常要求（為保證起振，通常要求 ）1af幅度條件：幅度條件：相位條件：相位條件： （n=0，1，2，3，）2afn此外：此外：|affafadxoxfx二、組成二、組成 基本放大器；基本放大器； 反饋網(wǎng)絡；反饋網(wǎng)絡； 選頻網(wǎng)絡（為了獲得單一頻率）；選頻網(wǎng)絡（為了獲得單一頻率）； 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)（為了產(chǎn)生穩(wěn)幅振蕩）；穩(wěn)幅環(huán)節(jié)（為了產(chǎn)生穩(wěn)幅振蕩）； 若選頻網(wǎng)絡由若選頻網(wǎng)絡由rc元件構成元件構成rc正弦波振蕩器；正弦波振蕩器；若選頻網(wǎng)絡由若選頻網(wǎng)絡由lc元件構成元件構成lc正弦波振蕩器；正弦波振蕩器；由同一電路組成由同一電路組成由同一電路組成由同一電路組成fx基本放大基本放大電路電路ao反饋電路

22、反饋電路fixdxox電容電路：電流超前電壓電容電路：電流超前電壓90o電感電路：電壓超前電流電感電路：電壓超前電流90olilucicu1 1、判斷能否產(chǎn)生振蕩、判斷能否產(chǎn)生振蕩 （1）檢查電路是否具備振蕩電路）檢查電路是否具備振蕩電路的組成部分；的組成部分； （2）檢查放大電路的）檢查放大電路的q點是否能夠點是否能夠保證放大器正常工作；保證放大器正常工作；三、分析方法三、分析方法（3）分析電路是否滿足振蕩條件。主要是分析相位條件，至于幅度條件一般）分析電路是否滿足振蕩條件。主要是分析相位條件，至于幅度條件一般容易滿足。容易滿足。斷開反饋，在斷開處給放大電路加斷開反饋，在斷開處給放大電路加

23、ff0的信號的信號ui，且規(guī)定，且規(guī)定其極性，然后根據(jù)其極性，然后根據(jù): ui的極性的極性 uo的極性的極性 uf的極性的極性 若若uf與與ui極性相同，則電路可能產(chǎn)生自激振蕩；極性相同，則電路可能產(chǎn)生自激振蕩； 否則不能產(chǎn)生自激振蕩。否則不能產(chǎn)生自激振蕩。2 2、求振蕩頻率和起振條件、求振蕩頻率和起振條件振蕩頻率由相位條件決定；振蕩頻率由相位條件決定；起振條件由幅度條件求得；起振條件由幅度條件求得； fx基本放大基本放大電路電路ao反饋電路反饋電路fixdxox1 1、如何起振？、如何起振？uo 是振蕩器的電壓輸出幅度，是振蕩器的電壓輸出幅度，b是是要求輸出的幅度。起振時要求輸出的幅度。起振

24、時uo=0，達，達到穩(wěn)定振蕩時到穩(wěn)定振蕩時uo=b。放大電路中存在噪聲即瞬態(tài)擾動，放大電路中存在噪聲即瞬態(tài)擾動，這些擾動可分解為各種頻率的分量，這些擾動可分解為各種頻率的分量，其中也包括有其中也包括有fo分量。分量。選頻網(wǎng)絡：選頻網(wǎng)絡：把把fo分量選出，把其他頻率的分量衰減掉。這時，只要：分量選出，把其他頻率的分量衰減掉。這時，只要：|af|1，且，且 a+ b =2n ，即可起振。即可起振。四、說明四、說明2 2、如何穩(wěn)幅？、如何穩(wěn)幅？ 起振后，輸出將逐漸增大，若不采取穩(wěn)幅，這時若起振后，輸出將逐漸增大，若不采取穩(wěn)幅，這時若|af|仍大于仍大于1，則，則輸出將會飽和失真。輸出將會飽和失真。達

25、到需要的幅值后，將參數(shù)調(diào)整為達到需要的幅值后，將參數(shù)調(diào)整為af=1，即可穩(wěn)幅。，即可穩(wěn)幅。起振并能穩(wěn)定振蕩的條件：起振并能穩(wěn)定振蕩的條件：111ooouba fuba fuba f時 ，時 ，時 ，fx基本放大基本放大電路電路ao反饋電路反饋電路fixdxox5 rc正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路一、一、rc移相式振蕩器移相式振蕩器1 1、電路組成、電路組成c c cr r ruf=uiui uorb2 2、rcrc移相網(wǎng)絡的特性移相網(wǎng)絡的特性相位圖（電容兩端的電壓相位圖（電容兩端的電壓落后電流落后電流90o）cuouir原理圖原理圖ouiuicurb1 r r rrb2 re ce+ec c

26、c c c c c ib rb hie ib r r r ui221()1()ioiuurrjcrcjrcurc21tg()rcrcrcuo與與ui間的相位差間的相位差為了得到一定的輸出電壓幅度，每一小節(jié)的為了得到一定的輸出電壓幅度，每一小節(jié)的相移只能小于或等于相移只能小于或等于60o，為了得到，為了得到180o的相的相移，至少應選用三節(jié)移，至少應選用三節(jié)rc移相網(wǎng)絡。移相網(wǎng)絡。結論：結論： uo超前超前ui一定的角度一定的角度 相位超前相位超前移相網(wǎng)絡。移相網(wǎng)絡。 與與rc的大小有關，最大為的大小有關，最大為90o，但但 為為90o時，時， uo的幅度便為的幅度便為0。一、一、rc移相式振蕩

27、器移相式振蕩器1 1、電路組成、電路組成2 2、rcrc移相網(wǎng)絡的特性移相網(wǎng)絡的特性cuouir原理圖原理圖c c c ib rb hie ib r r r ui一、一、rc移相式振蕩器移相式振蕩器3 3、振蕩頻率和起振條件、振蕩頻率和起振條件 其中其中ri= rb/ hie hie 令為令為 r/nr r rir c c cibri1 i2 i30)12(21riricjrib0)12(321ricjriri0)1(32cjnrriri3332222231121(1)(5)2(3)br iirrjrncncnc按電路定理列方程組按電路定理列方程組解得：解得：c c c ib rb hie i

28、b r r r ui一、一、rc移相式振蕩器移相式振蕩器3 3、振蕩頻率和起振條件、振蕩頻率和起振條件 3332222231121(1)(5)2(3)br iirrjrncncnc3223429biinn0212(3)rcn得得01)32(2222cnr為保證相位條件，虛部必須為零，即為保證相位條件，虛部必須為零，即此時此時3iibuuii或為保證幅度條件，必須有為保證幅度條件，必須有2234nn即即29+其中其中ri= rb/ hie hie 令為令為 r/nr r rir c c cibri1 i2 i3c c c ib rb hie ib r r r ui一、一、rc移相式振蕩器移相式振

29、蕩器3 3、振蕩頻率和起振條件、振蕩頻率和起振條件 3223429biinn0212(3)rcn得得01)32(2222cnr為保證相位條件，虛部必須為零，即為保證相位條件，虛部必須為零，即此時此時3iibuuii或為保證幅度條件，必須有為保證幅度條件，必須有2234nn即即29+當當hie1時：時：起振條件起振條件 30rcf6210振蕩頻率振蕩頻率4 4、結論、結論（1）rc振蕩器的振蕩頻率不是很高，一般為幾振蕩器的振蕩頻率不是很高，一般為幾khz以下；以下；（2）適用于產(chǎn)生頻率不高的場合；）適用于產(chǎn)生頻率不高的場合； 二、相位落后的二、相位落后的rc移相式振蕩器移相式振蕩器rcf2602

30、29iehr采用射極輸出器提高負載電阻采用射極輸出器提高負載電阻rcuiuoouiui振蕩頻率振蕩頻率起振條件起振條件+ec三、三、rc文氏文氏橋式振蕩器橋式振蕩器1、基本電路、基本電路r1c1 r2c2ofuifur1c1r2c2uo_+r2r1ifuofu三、三、rc文氏文氏橋式振蕩器橋式振蕩器2、選頻電路、選頻電路1212212111(1)()ofifurcujr crcr c1202101crcr時，相移為時，相移為0 0。212101ccrr如果：如果：r1=r2=r，c1=c2=c，則：，則：rcfo2113ofifufufofofifuu31+90 90 f0當當21210212

31、ccrrfor1c1 r2c2ofuifu3、起振條件、起振條件0a所以，要滿足相位條件，所以，要滿足相位條件，只有在只有在 fo 處處0f因為：因為：1af122rr 121rra31112frra三、三、rc文氏文氏橋式振蕩器橋式振蕩器uo_+r2rcrcr1能自行啟動的電路（能自行啟動的電路（1）uotrta半導體半導體熱敏電阻熱敏電阻起振時，起振時，rt略大于略大于2r1，使，使|af|1，以便起振；，以便起振；起振后，起振后，_+rtrcrcr1t uo4、實用電路、實用電路三、三、rc文氏文氏橋式振蕩器橋式振蕩器使得輸出使得輸出uo為某值時，為某值時，|af|=1，從而穩(wěn)幅。從而穩(wěn)

32、幅。ir22為一小電阻，使為一小電阻，使(r21+r22)略大于略大于2r1，|af|1，以便起，以便起振；振；隨著隨著uo的增加，的增加，r22逐漸被短逐漸被短接，接，a自動下降到使自動下降到使|af|=1，使得輸出使得輸出uo穩(wěn)定在某值。穩(wěn)定在某值。_+r21rccr1r22d1d2能自行啟動的電路（能自行啟動的電路（3）三、三、rc文氏文氏橋式振蕩器橋式振蕩器4、實用電路、實用電路輸出頻率的調(diào)整：輸出頻率的調(diào)整：rcfo21通過調(diào)整通過調(diào)整r或或/和和c來調(diào)來調(diào)整頻率。整頻率。c：雙聯(lián)可調(diào)電容，改：雙聯(lián)可調(diào)電容，改變變c，用于細調(diào)振，用于細調(diào)振蕩頻率。蕩頻率。k：雙聯(lián)波段開關，切換：雙聯(lián)

33、波段開關，切換r，用于粗調(diào)振蕩頻，用于粗調(diào)振蕩頻率。率。_+rfuorccrkkr1r1r2r2r3r3三、三、rc文氏文氏橋式振蕩器橋式振蕩器4、實用電路、實用電路電子琴的振蕩電路電路：電子琴的振蕩電路電路：2121rrcfo_+rf1uor1ccrd1d1rf2r28r27r26r25r24r23r22r21三、三、rc文氏文氏橋式振蕩器橋式振蕩器功率放功率放大器大器4、實用電路、實用電路5、用分立元件組成的、用分立元件組成的rc振蕩器振蕩器rcrc+uccr1c2c3r3r2re2c1rc2t1re1cet2rc1rf+ube rc網(wǎng)絡正反饋，調(diào)整到合適的參數(shù)則可產(chǎn)生振蕩。網(wǎng)絡正反饋，調(diào)

34、整到合適的參數(shù)則可產(chǎn)生振蕩。 rf、re1組成負反組成負反饋，使電路工作穩(wěn)定。饋，使電路工作穩(wěn)定。三、三、rc文氏文氏橋式振蕩器橋式振蕩器6 調(diào)諧放大器調(diào)諧放大器i、lc并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 一、諧振頻率與諧振電阻一、諧振頻率與諧振電阻 1、諧振的概念：、諧振的概念：ab間的阻抗最大，且呈純電阻的狀態(tài)間的阻抗最大，且呈純電阻的狀態(tài)諧振狀態(tài)。諧振狀態(tài)。2、諧振頻率：、諧振頻率：1()11()rlablrj lj cczrj lrjlj cc lc10lcf21001cl當當 時呈諧振狀態(tài)，此時時呈諧振狀態(tài)，此時或或3、諧振電阻、諧振電阻02020)(1)(rrcrlcrlzab4、理想電路、

35、理想電路clr0l、c為理想電抗件為理想電抗件 r0體現(xiàn)了損耗體現(xiàn)了損耗iuliabclrci總ii、lc并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 一、諧振頻率與諧振電阻一、諧振頻率與諧振電阻 lcf210rculruruiababoab2020)()(總ljruiabl總irllulruiababl00202)(ljuiabc/1總icrcuiabc0015、特點、特點（1）諧振頻率：）諧振頻率：（2）諧振時總的容抗等于感抗：）諧振時總的容抗等于感抗：cl1兩端呈純電阻。兩端呈純電阻。（3）諧振時總電流與總電壓同相，支路電流比總電流大。）諧振時總電流與總電壓同相，支路電流比總電流大。電感支路：電感支路：電容

36、支路：電容支路：02020)(1)(rrcrlcrlzab)1(cljrclzabiuliabclrci總ii、lc并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 二、諧振回路的品質(zhì)因數(shù)二、諧振回路的品質(zhì)因數(shù)000000011lrlqcrrcrrcl定義：諧振時電路的電抗（定義：諧振時電路的電抗（0l或或1/ 0c ）與等）與等效損耗電阻效損耗電阻r之比。之比。q0的大小標志著諧振質(zhì)量的優(yōu)劣。的大小標志著諧振質(zhì)量的優(yōu)劣。q0損耗越小。損耗越小。q0通常在通常在30200之間。之間。)1(cljrclzabiuliabclrci總ii、lc并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 三、諧振曲線三、諧振曲線1、諧振曲線、諧振曲線fof

37、abz+90 90 f0r0)1(cljrclzab)(11)1(1100000crrljrrcrljrclzab00000000011()rffj qqffrffjqff2、通用諧振方程、通用諧振方程iuliabclrci總ii、lc并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 三、諧振曲線三、諧振曲線)(10000ffffjqrzab)(1100200ffffqrzab000000000202000022)()(qffffffqffffffqffffqffffq2000121 ()abzrfqf02 ff2、通用諧振方程、通用諧振方程或或在在f=f0f的情況下：的情況下：則則其中其中相對失諧量，描述了相對失諧

38、量，描述了f偏偏離離f0的程度。的程度。iuliabclrci總ii、lc并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 三、諧振曲線三、諧振曲線2000121 ()abzrfqf1200ffq1)(20020fffq1)(20010fffq2)(20120fffqbwqfff00123、通頻帶、通頻帶012abzr當當時，時，相減得相減得可見可見q0愈大，通頻帶愈窄。愈大，通頻帶愈窄。|zab|iuliabclrci總ii、lc并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 lsslsllstrrrrrrrrrrrrr0000/lrqtl0lrq000lslrrrrqq/1000四、信號源和負載與并聯(lián)諧振回路的連接四、信號源和負載與并

39、聯(lián)諧振回路的連接clr0isrsrl令令則則而而結論：結論：rs和和rl的接入，使回路的損耗增加，通頻帶變寬。的接入，使回路的損耗增加，通頻帶變寬。iuliabclrci總ii、lc并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 bbacl2l1rcbcl2cl1rcjljljrcjljljrzcb1)1)(2121)1(212121clljrllcl01211()ll clcrlllclrrllllcclzcb210212121211)()(1)(1五、改變并聯(lián)諧振回路阻抗的辦法五、改變并聯(lián)諧振回路阻抗的辦法1、電感中間抽頭、電感中間抽頭諧振頻率諧振頻率諧振阻抗諧振阻抗忽略兩線圈間的互感和忽略兩線圈間的互感和r的

40、影響的影響iuliabclrci總ii、lc并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 bcarlc2c1cbrlc2c1212111)1(1cjljrcjcjljrcjzcb)1(121212121ccccljrcccllc1ccccl1212102102121)(11crrrccclzcb五、改變并聯(lián)諧振回路阻抗的辦法五、改變并聯(lián)諧振回路阻抗的辦法忽略忽略r的影響的影響2、電容中間抽頭、電容中間抽頭諧振頻率諧振頻率諧振阻抗諧振阻抗iuliabclrci總ii、lc并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 五、改變并聯(lián)諧振回路阻抗的辦法五、改變并聯(lián)諧振回路阻抗的辦法3、結論、結論諧振頻率僅僅決定于回路的總電感諧振頻率僅僅決定

41、于回路的總電感l(wèi)和總電和總電容容c，與抽頭位置無關。，與抽頭位置無關。諧振阻抗與抽頭的位置有關。諧振阻抗與抽頭的位置有關。iuliabclrci總i、 lc串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路iu總irlc)1(cljrzlc10lcf210clrrcrlq110000諧振頻率：諧振頻率：或或諧振阻抗：諧振阻抗： z=r （此時阻抗很?。ù藭r阻抗很?。┢焚|(zhì)因數(shù)：品質(zhì)因數(shù)：fofabz+90 90 f0r、lc調(diào)諧放大器調(diào)諧放大器ieabuhza一、單調(diào)諧放大器一、單調(diào)諧放大器ua即即 的頻率特性在形式上與并聯(lián)諧振的頻率特性在形式上與并聯(lián)諧振回路相似，在表明調(diào)諧放大器具有良好回路相似，在表明調(diào)諧放大器具有

42、良好的選頻特性。的選頻特性。二、采用部分接入的二、采用部分接入的lclc調(diào)諧放大器調(diào)諧放大器1、減小了集電極電容對諧振頻率的影響；、減小了集電極電容對諧振頻率的影響；2、使阻抗得到匹配；、使阻抗得到匹配；z fuaiu+ecc lrl、lc調(diào)諧放大器調(diào)諧放大器12mkl l12mckc cr0 c l rl三、雙調(diào)諧放大器三、雙調(diào)諧放大器1、為使頻率特性接近于矩形，采用雙調(diào)諧、為使頻率特性接近于矩形，采用雙調(diào)諧放大器。放大器。2、雙調(diào)諧放大器的耦合，可采用電容耦合、雙調(diào)諧放大器的耦合，可采用電容耦合或電感耦合。或電感耦合。3、耦合系數(shù)、耦合系數(shù)電感耦合電感耦合電容耦合電容耦合z fuaiu+e

43、cc lrl1234磁棒磁棒初級線圈初級線圈次級線圈次級線圈同極性端同極性端1234+iv、變壓器耦合振蕩電路、變壓器耦合振蕩電路 1 1、變壓器同極性端的問題、變壓器同極性端的問題+ +eccc1luo2 2、變壓器耦合振蕩電路、變壓器耦合振蕩電路 lc21f0mrhlie振蕩頻率：振蕩頻率：起振條件：起振條件：優(yōu)點：易于起振，調(diào)節(jié)頻率方便優(yōu)點：易于起振，調(diào)節(jié)頻率方便缺點：輸出波形不好缺點：輸出波形不好iv、變壓器耦合振蕩電路、變壓器耦合振蕩電路 2 2、變壓器耦合振蕩電路、變壓器耦合振蕩電路 fu注入點rece2br1brcbcl ucc(a)注入點2br1br uccfurecelcb

44、c注入點cb2br1brrecefulc ucc(b)(c)iv、變壓器耦合振蕩電路、變壓器耦合振蕩電路 7 lc振蕩電路振蕩電路lc 振蕩電路的選頻電路由電感和電容構成，可以產(chǎn)生高頻振蕩。振蕩電路的選頻電路由電感和電容構成，可以產(chǎn)生高頻振蕩。放大電路可用高頻運放，也可用分離元件組成。本節(jié)重點掌握相位條件放大電路可用高頻運放，也可用分離元件組成。本節(jié)重點掌握相位條件的判別。的判別。一、電感三點式振蕩電路一、電感三點式振蕩電路1 1、電路組成、電路組成2 2、相位條件、相位條件icl1l2ufuoifuouiu電路滿足相位條件。電路滿足相位條件。瞬時極性法？瞬時極性法？必要嗎？必要嗎？ 電感的三

45、個抽頭分別接晶體管的三個電感的三個抽頭分別接晶體管的三個極，故稱之為電感三點式電路。極，故稱之為電感三點式電路。特點：特點： 耦合緊密，易振，振幅大。耦合緊密，易振，振幅大。+c+ecl1l2rllccmllf21)2(21210一、電感三點式振蕩電路一、電感三點式振蕩電路3 3、振蕩頻率和起振條件、振蕩頻率和起振條件振蕩頻率：振蕩頻率：起振條件：起振條件：lielrhra為總的損耗電阻為總的損耗電阻2211()()foooooui jljmlmfui jljmlm 112mlmlhriel21lierhmlml得得具體的具體的l2/l1最好通過實驗來調(diào)整。最好通過實驗來調(diào)整。c+ecl1l2

46、rlicl1l2ufuol1l2 rchiebii一、電感三點式振蕩電路一、電感三點式振蕩電路4 4、特點、特點（1）由于）由于l1和和l2耦合很緊，因此很容耦合很緊，因此很容易起振；易起振；（2）調(diào)節(jié)頻率方便，通常采用可變電）調(diào)節(jié)頻率方便，通常采用可變電容；容；（3）一般用于產(chǎn)生幾十）一般用于產(chǎn)生幾十mhz以下的頻以下的頻率；率；（4）由于）由于uf取自取自l2（電感），輸出波（電感），輸出波形中有高次諧波，故波形較差。形中有高次諧波，故波形較差。（5）另一種電感三點式）另一種電感三點式lc振蕩電路。振蕩電路。 圖中三極管是共基極接法。圖中三極管是共基極接法。c+ecl1l2rl二、電容三點

47、式振蕩電路二、電容三點式振蕩電路1 1、電路組成、電路組成2 2、相位條件、相位條件電路滿足相位條件。電路滿足相位條件。ouiufu2ci瞬時極性法？瞬時極性法？+rlc1c2+ecliufuoc1c2l212102121ccccllcf二、電容三點式振蕩電路二、電容三點式振蕩電路3 3、振蕩頻率和起振條件、振蕩頻率和起振條件振蕩頻率：振蕩頻率：起振條件：起振條件：lielrhra為總的損耗電阻為總的損耗電阻212111foooiujccfucijc 121cchriel12lierhcc得得rlc1c2+ecliufuoc1c2l4、特點、特點（1）晶體管的極間電容對振蕩頻率有）晶體管的極間

48、電容對振蕩頻率有一定的影響；一定的影響；（2）調(diào)節(jié)頻率不方便，適用于產(chǎn)生固）調(diào)節(jié)頻率不方便，適用于產(chǎn)生固定頻率；定頻率；（3）一般用于產(chǎn)生幾百）一般用于產(chǎn)生幾百mhz以上的頻以上的頻率，很高；率，很高；（4）由于）由于uf取自取自c2（電容），故波形較（電容），故波形較好。好。 二、電容三點式振蕩電路二、電容三點式振蕩電路rlc1c2+ecliufuoc1c2l三、三點式振蕩電路舉例三、三點式振蕩電路舉例 （）圖是正反饋。并聯(lián)回路同時擔負選頻和反饋作用（）圖是正反饋。并聯(lián)回路同時擔負選頻和反饋作用, 且在諧振且在諧振頻率點反饋電壓最強。頻率點反饋電壓最強。 （）圖根據(jù)瞬時極性判斷法（）圖根據(jù)瞬

49、時極性判斷法, 如把并聯(lián)回路作為一個電阻看待如把并聯(lián)回路作為一個電阻看待, 則為正反饋。但并聯(lián)回路在諧振頻率點阻抗趨于無窮大則為正反饋。但并聯(lián)回路在諧振頻率點阻抗趨于無窮大, 正反饋最弱。正反饋最弱。 （）圖電路不能正常工作。（）圖電路不能正常工作。 （）（） 圖與（）圖不同之處在于用串聯(lián)回路置換了并聯(lián)回路。圖與（）圖不同之處在于用串聯(lián)回路置換了并聯(lián)回路。 由于由于lc串聯(lián)回路在諧振頻率點阻抗趨于零串聯(lián)回路在諧振頻率點阻抗趨于零, 正反饋最強正反饋最強, 所以（）圖電路能正所以（）圖電路能正常工作。常工作。(c)圖中在圖中在t2的發(fā)射極與的發(fā)射極與t1的基極之間增加了一條負反的基極之間增加了一

50、條負反饋支路饋支路, 用用以穩(wěn)定電路的輸出波形。以穩(wěn)定電路的輸出波形。 clre1re2clre1rc1re2rc2（）（）（）（）（）（）crf+ecrb2rb1lre1rc1re2re3re4rc2四、三點式振蕩電路的組成原則四、三點式振蕩電路的組成原則1、三點式振蕩器是指回路的三個端點與晶體、三點式振蕩器是指回路的三個端點與晶體管的三個電極分別連接而組成的一種振蕩器。管的三個電極分別連接而組成的一種振蕩器。 2、在滿足正反饋相位條件時、在滿足正反饋相位條件時, 回路中三個電抗元回路中三個電抗元件應具有的性質(zhì)。件應具有的性質(zhì)。 假定回路由純電抗元件組成假定回路由純電抗元件組成, 其電抗值分

51、別其電抗值分別為為xce, xbe和和xbc, 同時不考慮晶體管的電抗效應同時不考慮晶體管的電抗效應, 則當回則當回路諧振（路諧振（0）時）時, 回路呈純阻性回路呈純阻性, 則：則：befccexuux 因為這是一個正反饋反相放大器因為這是一個正反饋反相放大器, ui與與uf 同相同相, uc與與ui 反相，反相， 所以所以 0cebexx即即xbe與與xce必須是同性質(zhì)電抗必須是同性質(zhì)電抗, 因而因而xbc必必須是異性質(zhì)電抗。須是異性質(zhì)電抗。 支路電流很大，支路電流很大，則：則：若為三點式振蕩器，可用若為三點式振蕩器，可用“射同基反射同基反”的原則，判斷相位條件：的原則，判斷相位條件： “射

52、同射同”振蕩電路與振蕩電路與t的發(fā)射極相連的兩個電抗性質(zhì)相同；的發(fā)射極相連的兩個電抗性質(zhì)相同； “基反基反”振蕩電路與振蕩電路與t的基極相連的兩個電抗性質(zhì)相反；的基極相連的兩個電抗性質(zhì)相反；uouixbcxcexbeufucfcobecebcuuujxjxjx xbe+xbc +xce0六、實例分析六、實例分析 收音機的本機振蕩電路收音機的本機振蕩電路 共基極放大，發(fā)射極調(diào)諧式電路共基極放大，發(fā)射極調(diào)諧式電路c3高頻旁路電容，使基極對地交流短路。高頻旁路電容，使基極對地交流短路。l1、c5、c6、c7振蕩回路，完成選頻任務，其中振蕩回路，完成選頻任務，其中c5為墊整電容，為墊整電容，c6為補為

53、補償電容，償電容，c7為振蕩電容，調(diào)節(jié)為振蕩電容，調(diào)節(jié)c7可調(diào)節(jié)振蕩頻率。可調(diào)節(jié)振蕩頻率。l3、l1+l2組成變壓器，組成變壓器，l2為反饋線圈。為反饋線圈。c4耦合電容。耦合電容。t的發(fā)射極接的發(fā)射極接1，為部分接入，這是因為共基電路的輸入阻抗很?。s為，為部分接入，這是因為共基電路的輸入阻抗很?。s為100），而振蕩回路與），而振蕩回路與ri并聯(lián)，若直接將發(fā)射極接至并聯(lián)，若直接將發(fā)射極接至5，將使振蕩回路的，將使振蕩回路的q降低，降低，使振蕩減弱，波形變壞。使振蕩減弱，波形變壞。c7c6c5l2l1+ecl3c4r3r1r2c354321l1c5l3l28 石英晶體振蕩電路石英晶體振蕩電路2、影響振