電子模擬課件101

1、第十章 信號(hào)產(chǎn)生電路 信號(hào)產(chǎn)生電路也稱波形發(fā)生電路，是無(wú)線通信、自動(dòng)測(cè)量以及自動(dòng)控制系統(tǒng)中不可缺少的一種電路 信號(hào)產(chǎn)生電路正弦波振蕩電路非正弦波發(fā)生電路RC振蕩電路LC振蕩電路石英晶體振蕩電路矩形波發(fā)生電路三角波發(fā)生電路鋸齒波發(fā)生電路壓控振蕩電路10.1 產(chǎn)生正弦振蕩的條件產(chǎn)生正弦振蕩的條件 放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)fUiU12oUSAFifUU如開(kāi)關(guān)S從1倒向2后，放大電路的輸出電壓將保持不變 電路“無(wú)中生有”地產(chǎn)生了一個(gè)信號(hào) 產(chǎn)生自激振蕩的條件 iiofUUFAUFU1FA1|FAnFA2幅度平衡條件相位平衡條件 相位平衡條件保證了反饋信號(hào)與放大電路的輸入信號(hào)同相 A或F一一般是頻率的函數(shù)般是頻率

2、的函數(shù)，為了得到單一頻率的正弦波，在放大電路或反饋網(wǎng)絡(luò)中就必須包含一個(gè)由動(dòng)態(tài)元件組成的選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)由RC元件組成，稱RC振蕩電路選頻網(wǎng)絡(luò)由LC元件組成，稱LC振蕩電路產(chǎn)生1MHZ以下信號(hào)產(chǎn)生1MHZ以上信號(hào)1|FA這個(gè)幅度平衡條件是指電路已進(jìn)入穩(wěn)態(tài)振蕩后而言的要使電路能自行建立振蕩，在電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)前還必須滿足1|FA起振條件 穩(wěn)態(tài)時(shí)1 |FA|1|FA進(jìn)入穩(wěn)態(tài)前穩(wěn)幅電路正弦振蕩的建立過(guò)程 結(jié)論：結(jié)論：正弦波振蕩電路是一個(gè)具有正反饋的放大電路，電路中包含選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅電路穩(wěn)幅電路，選頻網(wǎng)絡(luò)決定了電路的振蕩頻率0 n)FA2(000滿足穩(wěn)幅電路控制放大倍數(shù)A或反饋系數(shù)F的大小，從而控制

3、輸出信號(hào)的幅值 10.2 RC正弦振蕩電路正弦振蕩電路 -+RFR1放大電路AF反饋網(wǎng)絡(luò)RRCCZ1Z2uoA文氏電橋振蕩電路 11RRAF Cj/RCjRCj/RZZZF 111212 RCjCRRCj 31222 ooooojjjF313122令0 =1/RC1311ooFjRRFA由得RCo1 RF=2R1負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻當(dāng)UO很小時(shí)，IRF也很小，RF較 大，RF2R1，對(duì)滿足相位平衡條件的正弦信號(hào)( f=f0=1/2 RC )，AF1，UO增加；UO IRF RF A 。當(dāng)輸出電壓增大到一定值時(shí)，熱敏電阻的阻值減至2R1，這時(shí)AF=1，輸出電壓不再增加，電路達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài)。 -

4、+RF1R1RRCCRF2D1D2uoAD1和D2分別在輸出電壓的正、負(fù)半周內(nèi)導(dǎo)通。 輸出電壓很小時(shí)，加在二極管上的電壓也很小，二極管呈現(xiàn)很大的電阻， RF1+RF22R1，輸出電壓增大； 隨著輸出電壓的增大，二極管的正向電阻逐漸減小，直至RF1+RF2=2R1， 電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。RC正弦波振蕩電路的頻率可通過(guò)C和R調(diào)節(jié) Rw為同軸電位器，調(diào)節(jié)Rw可對(duì)頻率進(jìn)行細(xì)調(diào)通過(guò)波段開(kāi)關(guān)切換不同電容可以實(shí)現(xiàn)頻率粗調(diào)C1C1C2C3RRWRWRC2C3例 正弦波振蕩電路中，設(shè)R=1k，RW=5.1k，C=0.033F，RF1=9.1k，R1=5.1k，二極管的正向壓降為0.6V，集成運(yùn)放的最大輸出電壓為1

5、4V。（1）計(jì)算振蕩頻率的調(diào)節(jié)范圍；（2）估算輸出電壓的幅值。 -+RF1R1RRCCVD1VD2uoRWRW解：（1）電路的振蕩頻率為 C)RR(fwo 21 RW=0時(shí)，f0最大 Hz.RCfmaxo63100330101432121 kHz.kHz.824033014321 RW=5.1k時(shí)，f0最小 Hz.).(.fmino791100330101511432163 振蕩電路的頻率調(diào)節(jié)范圍為791Hz4.82kHz -+RF1R1RRCCVD1VD2uoRWRW（2）當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，由集成運(yùn)放、R1、RF以及二極管組成的放大電路的電壓放大倍數(shù)等于3 1212RRRFF k.RRR

6、FF112112流過(guò)等效電阻RF2的電流等于流過(guò)RF1和R1的電流，而等效電阻RF2上的壓降為0.6V 1519111160.U.om V.Uom383151160 當(dāng)Uom8.3V時(shí)，二極管上的電壓保持為0.6V，流過(guò)RF1的電流將增大，從而使二極管的等效電阻減小，A3，AF0 設(shè)電源接通時(shí)，設(shè)電源接通時(shí)，uo1=+UZ，D截止，截止，C充電，充電，uo從零開(kāi)始線性下降從零開(kāi)始線性下降OtOtuo1UZ-UZuoUom-Uomu+隨之下降，當(dāng)u+降至零時(shí)，uo1跳變?yōu)?UZ，(同時(shí)u+跳變成一個(gè)負(fù)值),二極管導(dǎo)通，電容C快速放電，uo直線上升，u+也隨之增大當(dāng)當(dāng)u+增至零時(shí)，增至零時(shí)，uo1再次發(fā)生跳變，由再次發(fā)生跳變，由-UZ跳變?yōu)樘優(yōu)?UZ，二極管截止，二極管截止，uI對(duì)對(duì)C充電，充電，uo開(kāi)始下降開(kāi)始下降如此反復(fù)，在積分電路的輸出端，得到一個(gè)鋸齒波，在比較器的輸出端得到一個(gè)矩形波。-+R2R1R3uo1DZ-+uoCR5A1A2ZUR4Duiu+OtOtuo1UZ-UZT1T2uoUom-Uom鋸齒波的幅值為u+=0時(shí)的輸出電壓值，與三角波的幅值相同，為 ZomURRU21 uo從Uom下降至-Uom所需的時(shí)間T2為 ZomTIURRUdtuCR21042212 IZuURCRRT24