模擬電路技術(shù)課件第八章

1、第八章第八章 信號產(chǎn)生電路信號產(chǎn)生電路8.1 正弦波產(chǎn)生振蕩的條件正弦波產(chǎn)生振蕩的條件8.2 正弦波振蕩器的基本組成正弦波振蕩器的基本組成8.3 RC橋式正弦波振蕩電路橋式正弦波振蕩電路一一. 產(chǎn)生自激振蕩的條件產(chǎn)生自激振蕩的條件fidXXX-=改成正反饋改成正反饋只有正反饋電路才能產(chǎn)生自激振蕩。只有正反饋電路才能產(chǎn)生自激振蕩。8.1 正弦波振蕩器的基本原理正弦波振蕩器的基本原理+Xi f基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FX+doXX如果：如果：,dfXX=則去掉則去掉,iX仍有信號輸出。仍有信號輸出。反饋信號代替了放大反饋信號代替了放大電路的輸入信號。電路的輸入信號。Xi +f基本放大

2、器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FX+doXXXdof基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FXXFA=1Xd=Xf所以，持續(xù)自激振蕩條件也可以寫成：所以，持續(xù)自激振蕩條件也可以寫成：自激振蕩的條件：自激振蕩的條件：（1）振幅條件：）振幅條件：1|=AF（2）相位條件：）相位條件：pjjnFA2=+n是整數(shù)是整數(shù)1.=FAAAAj=|因?yàn)椋阂驗(yàn)椋篎FFj=|.Xdof基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FXX二二.起振條件起振條件起振條件：起振條件：結(jié)果：產(chǎn)生增幅振蕩結(jié)果：產(chǎn)生增幅振蕩1|FA（略大于）略大于）Xdof基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FXX起振時，起振時，1|FA穩(wěn)定振蕩

3、時，穩(wěn)定振蕩時，1|=FA起振過程起振過程1 1、被動：器件非線性、被動：器件非線性穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅措施：2 2、主動：在反饋網(wǎng)絡(luò)中加入非線、主動：在反饋網(wǎng)絡(luò)中加入非線性穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，用以性穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，用以調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)放大電路的放大電路的增益增益三三.振幅的穩(wěn)定振幅的穩(wěn)定選頻網(wǎng)絡(luò)：選頻網(wǎng)絡(luò)：AFAF環(huán)路中必須包含一個具有選頻特性環(huán)路中必須包含一個具有選頻特性 的網(wǎng)絡(luò)。以產(chǎn)生振蕩頻率的網(wǎng)絡(luò)。以產(chǎn)生振蕩頻率f f0 0一個正弦波振蕩電路只在一個頻率下滿足相位平衡條一個正弦波振蕩電路只在一個頻率下滿足相位平衡條件，這個頻率就是振蕩頻率件，這個頻率就是振蕩頻率f f0 0實(shí)際應(yīng)用中，常常以反饋網(wǎng)絡(luò)作為振蕩器的選頻網(wǎng)

4、絡(luò)實(shí)際應(yīng)用中，常常以反饋網(wǎng)絡(luò)作為振蕩器的選頻網(wǎng)絡(luò)即從放大器輸出選取能夠滿足相位平衡條件即從放大器輸出選取能夠滿足相位平衡條件的特定頻率的特定頻率f f0 0信號進(jìn)行反饋放大，建立振蕩信號進(jìn)行反饋放大，建立振蕩 , , f f0 0以外的頻率成分以外的頻率成分因沒有得到充分的放大而沒有形成振蕩。因沒有得到充分的放大而沒有形成振蕩。在振蕩器的分析、設(shè)計過程中，常常根據(jù)相位平衡條件在振蕩器的分析、設(shè)計過程中，常常根據(jù)相位平衡條件來確定振蕩器所產(chǎn)生的信號頻率。來確定振蕩器所產(chǎn)生的信號頻率。1.1.放大電路放大電路2.2.正反饋網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)3.3.選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)只對一個頻率滿足振蕩相位平只對一個頻率

5、滿足振蕩相位平衡條件，從而獲得單一頻率的正弦波輸出。衡條件，從而獲得單一頻率的正弦波輸出。 常用的選頻網(wǎng)絡(luò)有常用的選頻網(wǎng)絡(luò)有RC選頻選頻和和LC選頻選頻4.4.穩(wěn)幅環(huán)節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)使電路易于起振又能穩(wěn)定振蕩使電路易于起振又能穩(wěn)定振蕩，波形失真小。，波形失真小。8,2.8,2.正弦波振蕩器的一般組成正弦波振蕩器的一般組成8 . 3 RC橋式正弦波橋式正弦波振蕩電路振蕩電路一一. RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性R1C1 串聯(lián)阻抗：串聯(lián)阻抗：)j/1 (111CRZ+=222222j1 )j/1/(CRRCRZ+=R2C2 并聯(lián)阻抗：并聯(lián)阻抗：+Ru+-o-fu+12RC12C選頻特性：

6、選頻特性：f212oUZFZZU=+)1j()1(1j1j1j11221211222211222CRCRRRCCCRRCRCRRF - -+ + + += =+ + + + += = 通常，取通常，取R1R2R，C1C2C，則有：，則有：)j(3100 - -+ += = F式中：式中：RC10= = 可見：當(dāng)可見：當(dāng) 時，時， F最大，且最大，且 =0RC10=Fj Fmax=1/3RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)完整的頻率特性曲線：串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)完整的頻率特性曲線：RC10= = 當(dāng)當(dāng) 時，時， F= Fmax=1/30F=jRC10=RCfp p210= = Fo +90o |F|1/3二二.RC橋式振蕩器的

7、工作原理：橋式振蕩器的工作原理：0=Aj在在 f0 處處,0=Fj滿足相位條件：滿足相位條件：因?yàn)椋阂驗(yàn)椋篈F=131=F11f+=RRA1f2RR =只需：只需：A=3輸出正弦波頻率輸出正弦波頻率：RCfp210=0=+FAjj振幅條件：振幅條件：引入負(fù)反饋：引入負(fù)反饋：選：選：例題例題: :R=1k=1k ，C=0.1=0.1 F F，R1 1=10k=10k 。Rf f為多大時才為多大時才能起振？振蕩頻率能起振？振蕩頻率f0 0= =？ AF=1，31=F11f+=RRAA=3Rf=2R1=2 10=20k k RCfp210=1592 Hz起振條件：起振條件：uRf1RRRCCufA+

8、oK：雙聯(lián)波段開關(guān)，：雙聯(lián)波段開關(guān)，切換切換R，用于，用于粗調(diào)振蕩頻率。粗調(diào)振蕩頻率。C：雙聯(lián)可調(diào)電容，改變：雙聯(lián)可調(diào)電容，改變C，用于細(xì)調(diào)振蕩頻率。，用于細(xì)調(diào)振蕩頻率。振蕩頻率的調(diào)節(jié)：振蕩頻率的調(diào)節(jié)：_+ + RfuoRCCR1 1KKR1R1R2R2R3R3振蕩振蕩頻率：頻率：RCfp210=1.利用熱敏電阻穩(wěn)幅利用熱敏電阻穩(wěn)幅半導(dǎo)體熱敏電阻半導(dǎo)體熱敏電阻(負(fù)溫度系數(shù)）負(fù)溫度系數(shù)）起振時起振時Rt較大較大 使使A3,易起振。易起振。 當(dāng)當(dāng)uo幅度自激增幅度自激增長時，長時， Rt減小，減小，A減小。減小。 當(dāng)當(dāng)uo幅度達(dá)某一幅度達(dá)某一值時，值時， A3。 因此因此uo幅度自幅度自動穩(wěn)定于某

9、一幅動穩(wěn)定于某一幅值值。u0.1u10k0.1u+Afu10k10k39k100kotR三三.RC橋式振蕩器的穩(wěn)幅措施橋式振蕩器的穩(wěn)幅措施2.能自動穩(wěn)幅的振蕩電路能自動穩(wěn)幅的振蕩電路 起振時起振時D1、D2不導(dǎo)通，不導(dǎo)通，Rf1+Rf2略大于略大于2R1。隨著。隨著uo的增加，的增加， D1、D2逐漸逐漸導(dǎo)通，導(dǎo)通，Rf2被短接，被短接，A自動自動下降，起到穩(wěn)幅作用。下降，起到穩(wěn)幅作用。 將將Rf分為分為Rf1 和和Rf2 ， Rf2并聯(lián)二極管并聯(lián)二極管u12ARCo1RR+C.+D1D2Rf1f2R例例: 電路如圖電路如圖(a)、(b)所示，試問開關(guān)所示，試問開關(guān)S置于置于或或是是否可以振蕩

10、，并說明原因。如振蕩，寫出振蕩頻率表否可以振蕩，并說明原因。如振蕩，寫出振蕩頻率表達(dá)式。達(dá)式。 RCRb 1Rb2Re+VCCuoRCCRSRCCRSRB2RB1RBRCRCRE1RE2+VCC四四. RC移相式振蕩電路移相式振蕩電路 1. RC移相電路移相電路 +uofuRRRCCC+uouf+RRRCCC（1 ）RC超前移相電路超前移相電路 （2）RC滯后移相電路滯后移相電路 Fo +90+180+2700 Fo -90-180-27002. RC移相式振蕩電路移相式振蕩電路 180=Aj在在 f0 處處,180=Fj滿足相位條件：滿足相位條件：u+A+/ /= =oR2RRRCCCufRR3 RiRCfp p6210= =0=+FAjj或或 360本章小結(jié)本章小結(jié)1正弦波振蕩的條件：正弦波振蕩的條件： AF=1 （振幅條件）（振幅條件） （相位條件（相位條件pjjn2FA=+正弦波振蕩電路由放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)構(gòu)成。正弦波振蕩電路由放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)構(gòu)成。2正弦波振蕩電路主要有