第9章信號(hào)處理與信號(hào)產(chǎn)生電路

1、19.1 濾波電路的基本概念與分類濾波電路的基本概念與分類9.3 高階有源濾波電路高階有源濾波電路*9.4 開關(guān)電容濾波器開關(guān)電容濾波器9.5 正弦波振蕩電路的振蕩條件正弦波振蕩電路的振蕩條件9.2 一階有源濾波電路一階有源濾波電路9.6 RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路9.7 LC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路9.8 非正弦信號(hào)產(chǎn)生電路非正弦信號(hào)產(chǎn)生電路29.1 濾波電路的基本概念與分類濾波電路的基本概念與分類1. 基本概念基本概念)()()(iosVsVsA 濾波電路濾波電路：是一種能使有用頻率信號(hào)通過(guò)而同時(shí)抑制或衰減無(wú)用頻：是一種能使有用頻率信號(hào)通過(guò)而同時(shí)抑制或衰減無(wú)用頻率信號(hào)的電子裝置率

2、信號(hào)的電子裝置選頻選頻濾波電路傳遞函數(shù)濾波電路傳遞函數(shù)定義定義時(shí)，有時(shí)，有 j s)(je)j ()j ( AA)()j ( A其中其中)j ( A)( 模，模，幅頻響應(yīng)幅頻響應(yīng) 相位角，相位角，相頻響應(yīng)相頻響應(yīng)群時(shí)延響應(yīng)群時(shí)延響應(yīng))( d)(d)(s 濾波電路vi(t)vo(t)31) 1) 按信號(hào)性質(zhì)分類按信號(hào)性質(zhì)分類2) 2) 按電路功能分類按電路功能分類低通濾波器；高通濾波器；低通濾波器；高通濾波器；帶通濾波器；帶阻濾波器帶通濾波器；帶阻濾波器模擬濾波器和數(shù)字濾波器模擬濾波器和數(shù)字濾波器9.1 濾波電路的基本概念與分類濾波電路的基本概念與分類2. 分類分類通帶通帶：能夠通過(guò)的信號(hào)頻率范

3、圍：能夠通過(guò)的信號(hào)頻率范圍阻帶阻帶：受阻或衰減的信號(hào)頻率范圍：受阻或衰減的信號(hào)頻率范圍截止頻率截止頻率：通帶與阻帶的界限：通帶與阻帶的界限4A低通低通高通高通帶通帶通帶阻帶阻AAA2. 濾波電路的分類濾波電路的分類2) 2) 按電路功能分類按電路功能分類5低通（低通（LPF）高通（高通（HPF）帶通（帶通（BPF）帶阻（帶阻（BEF）全通（全通（APF）2. 濾波電路的分類濾波電路的分類2) 2) 按電路功能分類按電路功能分類為了將語(yǔ)音信號(hào)中的噪聲去掉，應(yīng)該選用哪種類型為了將語(yǔ)音信號(hào)中的噪聲去掉，應(yīng)該選用哪種類型的濾波器？的濾波器？如果要去掉如果要去掉50Hz的工頻干擾應(yīng)采用哪種類型的濾的工頻

4、干擾應(yīng)采用哪種類型的濾波器？波器？64) 4) 按所用元件分類按所用元件分類無(wú)源濾波器和有源濾波器無(wú)源濾波器和有源濾波器9.1 濾波電路的基本概念與分類濾波電路的基本概念與分類2. 分類分類有源濾波器有源濾波器：由有源器件構(gòu)成的濾波器，由有源器件構(gòu)成的濾波器，用集成運(yùn)放用集成運(yùn)放（有源元件）和（有源元件）和RCRC網(wǎng)絡(luò)組成。網(wǎng)絡(luò)組成。無(wú)源濾波器無(wú)源濾波器：由無(wú)源元件（：由無(wú)源元件（R R、L L、C C）組成。）組成。3) 3) 按階數(shù)分類按階數(shù)分類一階，二階一階，二階 高階高階7o前言前言-無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)o低通濾波電路低通濾波電路o高通濾波電路高通濾波電路9.2 9.2 一

5、階有源濾波電路一階有源濾波電路811SRCVVAioRCj11oj11)1(RCo0 無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)（以一階濾波器為例）無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)（以一階濾波器為例）傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)：RCiVoV2)(11)(oAj9.2 9.2 一階有源濾波電路一階有源濾波電路92)(11)(oAj1. 1. 帶負(fù)載能力差。帶負(fù)載能力差。2. 2. 對(duì)通帶信號(hào)無(wú)放大作用。對(duì)通帶信號(hào)無(wú)放大作用。3. 3. 特性不理想，邊沿不陡。特性不理想，邊沿不陡。)(jA01 0.707o截止頻率截止頻率此電路的缺點(diǎn)：此電路的缺點(diǎn)：0 無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)（以一階濾波器為例）無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)（以一階濾波器為例）若該無(wú)源濾波電路接負(fù)載

6、若該無(wú)源濾波電路接負(fù)載RL,幅頻特性曲線有無(wú)變化？幅頻特性曲線有無(wú)變化？RCiVoVRL10)()()(21AAAjjj？各級(jí)互相影響！各級(jí)互相影響！RCRC0 無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)（以一階濾波器為例）無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)（以一階濾波器為例）能否將兩個(gè)一階低通濾波器直接串接構(gòu)成二階低通濾波能否將兩個(gè)一階低通濾波器直接串接構(gòu)成二階低通濾波器？器？119.2 一階有源濾波電路一階有源濾波電路1. 低通濾波電路低通濾波電路1) 1) 電路組成：電路組成：為了增強(qiáng)無(wú)源濾波電路帶載能力，應(yīng)該怎樣改進(jìn)電路？為了增強(qiáng)無(wú)源濾波電路帶載能力，應(yīng)該怎樣改進(jìn)電路？加電壓跟隨器隔離加電壓跟隨器隔離為了使得該電路具有放大作用，

7、可以如何改進(jìn)電路？為了使得該電路具有放大作用，可以如何改進(jìn)電路？電壓跟隨器電壓跟隨器無(wú)源低通濾無(wú)源低通濾波器波器129.2 一階有源濾波電路一階有源濾波電路1. 1. 低通濾波電路低通濾波電路c01)( sAsA 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)2c0)(1)j ( AA其中其中特征角頻率特征角頻率1f01RRA RC1c 故，幅頻相應(yīng)為故，幅頻相應(yīng)為同相比例放同相比例放大系數(shù)大系數(shù)傳遞函數(shù)中出現(xiàn)傳遞函數(shù)中出現(xiàn)s的一次項(xiàng)，故稱為的一次項(xiàng)，故稱為一階濾波器一階濾波器。13)1 ()(10RRAjAF有放大作用有放大作用3. 運(yùn)放輸出，帶負(fù)載能力強(qiáng)。運(yùn)放輸出，帶負(fù)載能力強(qiáng)。幅頻特性與一階無(wú)幅頻特性與一階無(wú)源低通濾

8、波器類似源低通濾波器類似電路的特點(diǎn)：電路的特點(diǎn)：2. = c 時(shí)時(shí)1. c 時(shí)時(shí)9.2 一階有源濾波電路一階有源濾波電路1. 1. 低通濾波電路低通濾波電路2c0)(1)j ( AA)1 (212)(10RRAjAF14有源濾波器的特點(diǎn)：有源濾波器的特點(diǎn)：不使用電感元件，體積小重量輕。不使用電感元件，體積小重量輕。 有源濾波電路中可加有源濾波電路中可加電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋。只需把幾個(gè)低階只需把幾個(gè)低階濾波電路串起來(lái)就可構(gòu)成高階濾波電路濾波電路串起來(lái)就可構(gòu)成高階濾波電路，無(wú)需考慮級(jí)間，無(wú)需考慮級(jí)間影響。影響。 除濾波外，還可放大信號(hào)，放大倍數(shù)容易調(diào)節(jié)。除濾波外，還可放大信號(hào)，放大倍數(shù)容易

9、調(diào)節(jié)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 不宜用于高頻。不宜用于高頻。 不宜在高電壓、大電流情況下使用。不宜在高電壓、大電流情況下使用。 使用時(shí)需外接直流電源。使用時(shí)需外接直流電源。9.2 一階有源濾波電路一階有源濾波電路15如何組成高通濾波器？如何組成高通濾波器？將低通濾波器中的將低通濾波器中的R、C 對(duì)調(diào)，低通濾波器對(duì)調(diào)，低通濾波器就變成了高通濾波器。就變成了高通濾波器。9.2 一階有源濾波電路一階有源濾波電路RCR1RF+-ivov低通濾波器低通濾波器RCR1RF+-ivov16RCRRjAF1j11)1 ()(12111)1 ()(cFRRjA幅頻特性：幅頻特性：)(jA0 c707. 011R

10、RF11RRF 一階有源濾波電路通帶一階有源濾波電路通帶外衰減速率慢（外衰減速率慢（-20dB/十十倍頻程），與理想情況相差倍頻程），與理想情況相差較遠(yuǎn)。一般用在對(duì)濾波要求較遠(yuǎn)。一般用在對(duì)濾波要求不高的場(chǎng)合。不高的場(chǎng)合。9.2 一階有源濾波電路一階有源濾波電路2. 高通濾波電路高通濾波電路179.3 高階有源濾波電路高階有源濾波電路9.3.2 有源高通濾波電路有源高通濾波電路9.3.1 有源低通濾波電路有源低通濾波電路189.3.1 有源低通濾波電路有源低通濾波電路1. 二階有源低通濾波電路二階有源低通濾波電路2. 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)1fF1RRAV )()(PoFsVsVAV)(/1/1)(A

11、PsVsCRsCsV 對(duì)于濾波電路，有對(duì)于濾波電路，有RsVsV)()(Ai sCsVsV/1)()(oA 0)()(PA RsVsV得濾波電路傳遞函數(shù)得濾波電路傳遞函數(shù))()()(iosVsVsA 2FF)()-(31sCRsCRAAVV （二階）（二階）（同相比例）（同相比例）192. 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)F0VAA RC1c 令令稱為稱為通帶增益通帶增益)()()(iosVsVsA 2FF)()-(31sCRsCRAAVV F31VAQ 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)則則2cc22c0)(sQsAsA濾波電路才能穩(wěn)定工作。濾波電路才能穩(wěn)定工作。時(shí)時(shí)，即即當(dāng)當(dāng) 3

12、 03 FF VVAA注意：注意：111)(c2c20sQsAsA歸一化：203. 幅頻響應(yīng)幅頻響應(yīng)用用 代入，可得傳遞函數(shù)的頻率響應(yīng)：代入，可得傳遞函數(shù)的頻率響應(yīng)： j s2c22c0)()(11lg20)j (lg20QAA 歸一化的幅頻響應(yīng)歸一化的幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)相頻響應(yīng)2cc)(1arctg)( Q歸一化的幅頻響應(yīng)曲線歸一化的幅頻響應(yīng)曲線111)(c2c20sQsAsA21解：根據(jù) f c ，選取C再求R。1. C的容量不易超過(guò) 。 因大容量的電容器體積大， 價(jià)格高，應(yīng)盡量避免使用。?。篎1, F1 . 0C,M1k1RHz400101 . 021216RRCfc計(jì)算出 ，取 3979

13、Rk9 . 3R例: 設(shè)計(jì)二階LPF， Q值為0.7，試求電路中的電阻、電容值。Hz,400cf222根據(jù)根據(jù)值求值求 和和 ，因?yàn)?，因?yàn)?時(shí)時(shí) ， ，根據(jù)，根據(jù) 與與 、 的關(guān)系，集成運(yùn)放兩輸?shù)年P(guān)系，集成運(yùn)放兩輸 入端外接電阻的對(duì)稱條件入端外接電阻的對(duì)稱條件1RfRcff 7 . 031vFAQ57. 1vFAvFA1RfR57.111fvFARR 2/f1RRRRRk9 . 3,14. 3,51. 5f1RRRRR解得：k2 .12k9 . 314. 314. 3k5 .21k9 . 351. 551. 5f1RRRR239.3.2 有源高通濾波電路有源高通濾波電路1. 二階高通濾波電路二

14、階高通濾波電路 將低通電路中的電容將低通電路中的電容和電阻對(duì)換，便成為高通和電阻對(duì)換，便成為高通電路。電路。傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)2cc220)( sQssAsA2c22c0)(1)(1lg20)j (lg20QAA 歸一化的幅頻響應(yīng)歸一化的幅頻響應(yīng)249.5 產(chǎn)生正弦波的條件o1 正弦波發(fā)生電路的組成o2 產(chǎn)生正弦波的條件o3 起振條件和穩(wěn)幅原理2022-3-301 正弦波發(fā)生電路的組成 為了產(chǎn)生正弦波，必須在放大電路里加入正反饋，因此放大電路和正反饋網(wǎng)絡(luò)是振蕩電路的最主要部分。 為了獲得為了獲得單一頻率單一頻率的正弦波輸出，應(yīng)該有的正弦波輸出，應(yīng)該有選選頻網(wǎng)絡(luò)頻網(wǎng)絡(luò)，選頻網(wǎng)絡(luò)往往和正反饋網(wǎng)絡(luò)或放

15、大電，選頻網(wǎng)絡(luò)往往和正反饋網(wǎng)絡(luò)或放大電路合而為一。路合而為一。 選頻網(wǎng)絡(luò)由選頻網(wǎng)絡(luò)由R R、C C和和L L、C C等電抗性元件組成。等電抗性元件組成。 放大電路放大電路 正反饋網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò) 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 穩(wěn)幅電路穩(wěn)幅電路262 產(chǎn)生正弦波的條件(a) 負(fù)反饋放大電路 (b) 正反饋振蕩電路 振蕩器的方框圖 比較圖(a) 和 (b)就可以明顯地看出負(fù)反饋放大電路和正反饋振蕩電路的區(qū)別了。由于振蕩電路的輸入信號(hào) ，所以 。0iXfiXX27FAAA1f 振蕩條件 幅度平衡條件 相位平衡條件 1FA1FAAF = A+ F= 2n由于正、負(fù)號(hào)的改變由于正、負(fù)號(hào)的改變2022-3-301|FA

16、 振蕩器在剛剛起振時(shí)，為了克服電路中的損耗，需要正反饋強(qiáng)一些，即要求這稱為起振條件起振條件。3 起振條件和穩(wěn)幅原理 既然 ，起振后產(chǎn)生增幅振蕩增幅振蕩，最后靠三極管的非線性非線性特性（飽和、截止）去限制幅度的增加，這樣波形必然產(chǎn)生失真。這就要靠選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)的作用，選出失真波形的基波選出失真波形的基波分量作為輸出信號(hào)，以獲得正弦波輸出。1.|.|FA2022-3-30 也可以在反饋網(wǎng)絡(luò)中加入非線性穩(wěn)幅環(huán)也可以在反饋網(wǎng)絡(luò)中加入非線性穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，用以調(diào)節(jié)放大電路的增益，從而達(dá)到穩(wěn)節(jié)，用以調(diào)節(jié)放大電路的增益，從而達(dá)到穩(wěn)幅的目的。這在下面具體的振蕩電路中加以幅的目的。這在下面具體的振蕩電路中加以介紹。

17、介紹。309.6 RC正弦波振蕩電路1 RC網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)2 RC文氏橋振蕩器311 RC網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng) RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的電路如圖所示。RC串聯(lián)臂的阻抗用Z1表示，RC并聯(lián)臂的阻抗用Z2表示。其頻率響應(yīng)如下:)j/1 (111CRZ222222j1 )j/1/(CRRCRZ RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)321)122C1RCR1j()1 (2121CRCRR/j+)Cj/1 (2122221112RCCRCRRR)j1()Cj/1 (222112RCRRR諧振頻率為: f0=212121CCRRRC10當(dāng)R1 = R2，C1 = C2時(shí)，諧振角頻率和諧振頻率分別為:RCf210)j1/(+)Cj/1 ()j

18、1/(22211222212CRRRCRRZZZofVVF33幅頻特性:相頻特性:F20022122121221)(31)1()1 (1CRCRCCRR3arctg11arctg0012211221FCCRRCRCR 當(dāng)當(dāng) 時(shí)的反饋系數(shù)：時(shí)的反饋系數(shù)： 且與且與頻率頻率 的大小無(wú)關(guān)。此時(shí)的相角的大小無(wú)關(guān)。此時(shí)的相角 F=0 。3/1|F034 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性曲線2022-3-302 RC 文氏橋振蕩電路 (1) RC文氏橋振蕩電路的構(gòu)成文氏橋振蕩電路的構(gòu)成 振蕩電路如圖所示，振蕩電路如圖所示，RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)即是正反饋網(wǎng)串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)即是正反饋網(wǎng)絡(luò)也是選頻網(wǎng)絡(luò)，絡(luò)也是選頻網(wǎng)絡(luò)，R3和和R

19、4構(gòu)成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，起放大作用。構(gòu)成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，起放大作用。 C1、R1和C2、R2正反饋支路與R3、R4負(fù)反饋支路正好構(gòu)成一個(gè)橋路，稱為文氏橋。 RC文氏橋振蕩電路36當(dāng)C1 =C2、R1 =R2時(shí): 為滿足振蕩的幅度條件 =1，所以Af3。加入R3、R4支路，構(gòu)成串聯(lián)電壓負(fù)反饋。FA31ofVVFF=0RCff2103143fRRA37 (2) RC振蕩電路的穩(wěn)幅過(guò)程 穩(wěn)幅作用是靠穩(wěn)幅作用是靠正溫度系數(shù)正溫度系數(shù)的熱敏電阻的熱敏電阻R4實(shí)實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)的,自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程如下：自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程如下：OVfoROvARCTiv負(fù)反饋增強(qiáng)4438 (a) 穩(wěn)幅電路 (b) 穩(wěn)幅原理圖 反并聯(lián)二極管的穩(wěn)幅電路采

20、用反并聯(lián)二極管的穩(wěn)幅電路如圖所示。OVfDDOvArivfR等效穩(wěn)幅過(guò)程如下：Rf394p3pf +1=RRRRAv電路的電壓增益為： 式中 R“p是電位器上半部的電阻值，Rp是電位器下半部的電阻值。R3= R3 / rD (rD是并聯(lián)二極管的等效平均電阻值)，RP的作用是調(diào)節(jié)反饋強(qiáng)度，改變輸出幅值。40 vDS iD vGS=0V -1V -2V -3V 例：可變頻率、可變幅值、自動(dòng)穩(wěn)幅RC振蕩器。可變頻率：可變頻率：粗調(diào)粗調(diào)由同軸開關(guān)切換電容實(shí)現(xiàn)（10倍率）； 細(xì)調(diào)細(xì)調(diào)由改變同軸電阻實(shí)現(xiàn)。可變幅值：可變幅值：調(diào)節(jié)場(chǎng)調(diào)節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管柵偏壓實(shí)現(xiàn)。效應(yīng)管柵偏壓實(shí)現(xiàn)。調(diào)頻調(diào)頻部分部分變幅穩(wěn)變幅穩(wěn)幅部分

21、幅部分低低通通濾濾波波可變電阻區(qū)，可變電阻區(qū)，斜率隨斜率隨vGS不同而變化不同而變化41自動(dòng)穩(wěn)幅原理：自動(dòng)穩(wěn)幅原理：OVfdsdgsPOvArIVVv反之亦然。429.7 LC正弦波振蕩電路 LC正弦波振蕩電路的選頻網(wǎng)絡(luò)由LC諧振電路構(gòu)成，正反饋網(wǎng)絡(luò)因不同類型的LC正弦波振蕩電路而有所不同。 1 LC并聯(lián)諧振電路的頻率響應(yīng) 2 變壓器反饋LC振蕩器 3 電感三點(diǎn)式LC振蕩器 （a）LC并聯(lián)諧振電路 LC并聯(lián)諧振電路與并聯(lián)諧振曲線 （b）并聯(lián)諧振曲線1 LC并聯(lián)諧振電路的頻率響應(yīng)并聯(lián)諧振電路的頻率響應(yīng) LC并聯(lián)諧振電路如圖所示。)()(ioVfV 輸入信號(hào)頻率過(guò)高，電容的旁路作用加強(qiáng)，輸出減??；

22、反之頻率太低，電感將短路輸出。所以f =f 0時(shí)，輸出達(dá)到最大。 有損耗的諧振電路0100CLLCf210并聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)CRRLQ00/1/ R表示電感表示電感支路的損耗支路的損耗。)/1(/1/)(CLjRCLCjLjRZ諧振時(shí)：諧振頻率：45 從諧振曲線可見(jiàn)，Q值大的曲線較陡較窄，圖中Q1Q2。并聯(lián)諧振電路的諧振阻抗CLQCQLQRCLZ000諧振時(shí)諧振時(shí)LC并聯(lián)諧振電路并聯(lián)諧振電路相當(dāng)一個(gè)電阻。相當(dāng)一個(gè)電阻。CRRLQ00/1/2 變壓器反饋?zhàn)儔浩鞣答丩C振蕩電路振蕩電路 變壓器反饋LC振蕩電路變壓器反饋LC振蕩電路如圖所示。1.、LC并聯(lián)支路作為選頻網(wǎng)絡(luò)。2.、L2與相耦合,構(gòu)

23、成正反饋（注意同名端）。3、三極管及其偏置電路構(gòu)成放大4、三極管的非線性構(gòu)成限幅電路。47 有關(guān)同名端的極性請(qǐng)參閱圖。 同名端的極性 變壓器反饋LC振蕩電路的振蕩頻率與并聯(lián)LC諧振電路相同，為L(zhǎng)Cf210489.7.3 三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC振蕩電路振蕩電路仍然由仍然由LC并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)A. 若中間點(diǎn)交流接地，則首端與尾端若中間點(diǎn)交流接地，則首端與尾端 相位相反。相位相反。1. 三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC并聯(lián)電路并聯(lián)電路 中間端的瞬時(shí)電位一定在首、尾端電位中間端的瞬時(shí)電位一定在首、尾端電位之間。之間。三點(diǎn)的相位關(guān)系三點(diǎn)的相位關(guān)系B. 若首端或尾端交流接地，則其他兩若首端或尾端

24、交流接地，則其他兩 端相位相同。端相位相同。49 電感三點(diǎn)式LC振蕩器（CB）2 電感三點(diǎn)式LC振蕩器反饋 vf 在哪？如何判定是否為正反饋？CMLLf)2(21210諧振頻率： 電感線圈電感線圈L1、L2構(gòu)成電感三個(gè)點(diǎn)與電容構(gòu)成電感三個(gè)點(diǎn)與電容C構(gòu)構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)。成選頻網(wǎng)絡(luò)。50 電感三點(diǎn)式LC振蕩器（CE） 電感線圈電感線圈L1、L2構(gòu)成電感三個(gè)點(diǎn)與電容構(gòu)成電感三個(gè)點(diǎn)與電容C構(gòu)構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)。該電路的優(yōu)點(diǎn)是電感線圈中無(wú)直流成選頻網(wǎng)絡(luò)。該電路的優(yōu)點(diǎn)是電感線圈中無(wú)直流電流通過(guò)，不存在直流磁化的問(wèn)題。電流通過(guò)，不存在直流磁化的問(wèn)題。判定是否為正反饋（滿足相位條件）？反饋 電壓vf 在何處？CMLLf

25、)2(21210諧振頻率： 513 電容三點(diǎn)式LC振蕩電路判定是否為正反饋？反饋 電壓vf 在何處？2121021CCCCLf諧振頻率： 電路缺點(diǎn)：電感線圈中有直流電流電路缺點(diǎn)：電感線圈中有直流電流通過(guò)，存在直流磁化的問(wèn)題。通過(guò)，存在直流磁化的問(wèn)題。 與電感三點(diǎn)式LC振蕩電路類似的有電容三點(diǎn)式LC振蕩電路，見(jiàn)圖52判定是否為正反饋？反饋 電壓vf 在何處？2121021CCCCLf諧振頻率： 電路優(yōu)點(diǎn)：電感線圈電路優(yōu)點(diǎn)：電感線圈中無(wú)直流電流通過(guò)，不存中無(wú)直流電流通過(guò)，不存在直流磁化的問(wèn)題。在直流磁化的問(wèn)題。電容三點(diǎn)式LC振蕩電路見(jiàn)圖53例 圖a，b均為三點(diǎn)式振蕩電路，試判斷是否滿足相位平衡條件

26、。 (a) (b) 549.7.4 石英晶體振蕩電路石英晶體振蕩電路Q值越高，選頻特性越好，頻率越穩(wěn)定。值越高，選頻特性越好，頻率越穩(wěn)定。1. 頻率穩(wěn)定問(wèn)題頻率穩(wěn)定問(wèn)題頻率穩(wěn)定度一般由頻率穩(wěn)定度一般由 來(lái)衡來(lái)衡量量0ff 頻率偏移量。頻率偏移量。f 0f振蕩頻率。振蕩頻率。LC振蕩電路振蕩電路 Q 數(shù)百數(shù)百石英晶體振蕩電路石英晶體振蕩電路 Q 10000 500000559.7.4 石英晶體振蕩電路石英晶體振蕩電路2. 石英晶體的基本特性與等效電路石英晶體的基本特性與等效電路結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)極板間加電場(chǎng)極板間加電場(chǎng)極板間加機(jī)械力極板間加機(jī)械力晶體機(jī)械變形晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場(chǎng)晶體產(chǎn)生電場(chǎng)壓電效應(yīng)壓電

27、效應(yīng)交變電壓交變電壓機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)交變電壓交變電壓機(jī)械振動(dòng)的固有頻率與晶片尺寸有關(guān)，穩(wěn)定性高機(jī)械振動(dòng)的固有頻率與晶片尺寸有關(guān)，穩(wěn)定性高當(dāng)交變電壓頻率當(dāng)交變電壓頻率 = 固有頻率時(shí)，振幅最大。固有頻率時(shí)，振幅最大。壓電諧振壓電諧振56等效電路等效電路LCf21s A. 串聯(lián)諧振串聯(lián)諧振特性特性 晶體等效阻抗晶體等效阻抗為純阻性為純阻性0p121CCLCf B. 并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振通常通常0CC 0s1CCf 所以所以很很接接近近與與 psff9.7.4 石英晶體振蕩電路石英晶體振蕩電路2. 石英晶體的基本特性與等效電路石英晶體的基本特性與等效電路（a）代表符號(hào)）代表符號(hào) （b）電路模型）電路模型

28、 （c）電抗）電抗-頻率響應(yīng)特性頻率響應(yīng)特性 579.7.4 石英晶體振蕩電路石英晶體振蕩電路2. 石英晶體的基本特性與等效電路石英晶體的基本特性與等效電路實(shí)際使用時(shí)外接一小電容實(shí)際使用時(shí)外接一小電容Cs則新的諧振頻率為則新的諧振頻率為s0s121CCCLCf 由于由于s0CCC s0s1CCCf 由此看出由此看出 )(21s0ssCCCff；時(shí)，時(shí)， 0 pssffC sss ffC 時(shí)，時(shí)，調(diào)整調(diào)整之之間間變變化化和和在在可可使使 psssfffC 583 石英晶體構(gòu)成的振蕩電路 利用石英晶體的高Q值的特點(diǎn)，構(gòu)成振蕩電路如圖。 圖中電路，要滿足正反饋，石英晶體必須呈圖中電路，要滿足正反饋，

29、石英晶體必須呈感性才能形成三點(diǎn)式感性才能形成三點(diǎn)式LC并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振。石英晶體的。石英晶體的Q值很高，達(dá)到值很高，達(dá)到1000010000以上，所示電路可以獲得很以上，所示電路可以獲得很高的振蕩頻率穩(wěn)定性。高的振蕩頻率穩(wěn)定性。59例9.2：分析圖振蕩電路能否產(chǎn)生振蕩，若產(chǎn)生振蕩,石英晶體處于何種狀態(tài)？ 圖示石英晶體呈感性，構(gòu)成電容三點(diǎn)式電路。圖示石英晶體呈感性，構(gòu)成電容三點(diǎn)式電路。由瞬時(shí)極性法可判斷滿足相位條件，可以振蕩。由瞬時(shí)極性法可判斷滿足相位條件，可以振蕩。諧振頻率：主要由晶振頻率決定。 609.8 非正弦信號(hào)產(chǎn)生電路非正弦信號(hào)產(chǎn)生電路9.8.2 方波產(chǎn)生電路方波產(chǎn)生電路9.8.3 鋸

30、齒波產(chǎn)生電路鋸齒波產(chǎn)生電路9.8.1 電壓比較器電壓比較器單門限電壓比較器單門限電壓比較器遲滯比較器遲滯比較器集成電壓比較器集成電壓比較器611 固定幅度比較器固定幅度比較器 (1) 過(guò)零比較器和電壓幅度比較器 過(guò)零電壓比較器，電路圖和傳輸特性曲線62 將過(guò)零電壓比較器的一個(gè)輸入端從接地改接到一個(gè)電壓值VREF 上 , 就得到電壓幅度比較器,電路和傳輸特性曲線: 固定電壓比較器(a)電路圖(b)傳輸特性曲線63(2)比較器的基本特點(diǎn)o工作在開環(huán)或正反饋狀態(tài)。o開關(guān)特性，因開環(huán)增益很大，比較器的輸出只有高電平和低電平兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。o非線性，因大幅度工作，輸出和輸入不成線性關(guān)系。642 滯回比較器滯回比較器om21221REF1TVRRRRRVRVom21221REF1TVRRRRRVRV 電路如圖。當(dāng)輸入電壓vI從零逐漸增大，且 時(shí)， ， 稱為上限閾值(觸發(fā))電平。TIVv om