波形發(fā)生與變換電路

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)

FundamentalsofAnalogElectronic

第九章波形的發(fā)生和變換電路第九章波形的發(fā)生和變換電路§9.1正弦波振蕩電路§9.2非正弦波發(fā)生電路§9.3波形變換電路§9.1正弦波振蕩電路一、正弦波振蕩的條件和電路的組成二、RC正弦波振蕩電路三、LC正弦波振蕩電路四、石英晶體正弦波振蕩電路一、正弦波振蕩的條件和電路的組成1.正弦波振蕩的條件無(wú)外加信號(hào)，輸出一定頻率一定幅值的信號(hào)。與負(fù)反饋放大電路振蕩的不同之處：在正弦波振蕩電路中引入的是正反饋，且振蕩頻率可控。在電擾動(dòng)下，對(duì)于某一特定頻率f0的信號(hào)形成正反饋：由于半導(dǎo)體器件的非線性特性及供電電源的限制，最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，穩(wěn)定在一定的幅值。。1.正弦波振蕩的條件

一旦產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩，則電路的輸出量自維持，即幅值平衡條件相位平衡條件起振條件：

要產(chǎn)生正弦波振蕩，必須有滿足相位條件的f0，且在合閘通電時(shí)對(duì)于f=f0信號(hào)有從小到大直至穩(wěn)幅的過(guò)程，即滿足起振條件。2.起振與穩(wěn)幅：輸出電壓從幅值很小、含有豐富頻率，到僅有一種頻率且幅值由小逐漸增大直至穩(wěn)幅。幅值很小頻率豐富上圖部分頻率趨于單一幅值逐漸增大逐漸變?yōu)閱我活l率的穩(wěn)幅振蕩3.基本組成部分1)放大電路：放大作用2)正反饋網(wǎng)絡(luò)：滿足相位條件3)選頻網(wǎng)絡(luò)：確定f0，保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩4)非線性環(huán)節(jié)（穩(wěn)幅環(huán)節(jié)）：穩(wěn)幅1)是否存在主要組成部分；2)放大電路能否正常工作，即是否有合適的Q點(diǎn)，信號(hào)是否可能正常傳遞，沒(méi)有被短路或斷路；3)是否滿足相位條件，即是否存在f0，是否可能振蕩

；4)是否滿足幅值條件，即是否一定振蕩。常合二為一4、分析方法相位板條件臭的判習(xí)斷方山法：瞬時(shí)駛極性賤法斷開(kāi)麗反饋恩，在臭斷開(kāi)覆處給炎放大胸電路鋼加f＝f0的信攜號(hào)Ui，且規(guī)桐定其瘋極性認(rèn)，然碎后根并據(jù)Ui的極駛性→Uo的極螞性→Uf的極叛性若Uf與Ui極性徐相同詠，則桿電路追可能摸產(chǎn)生老自激屢振蕩歪；否令則電振路不駛可能測(cè)產(chǎn)生更自激留振蕩飯。在多庸數(shù)正哲弦波惰振蕩查電路漲中，萌輸出逮量、色凈輸理入量蓬和反訊饋量苗均為章電壓褲量。極性晉？5.炭分歌類(lèi)常用現(xiàn)選頻聾網(wǎng)絡(luò)共所用丘元件雅分類(lèi)賭。1)RC正弦白波振授蕩電咸路：謀1兆勸赫以堤下2)LC正弦扎波振餡蕩電艦路：嚇幾百毒千赫價(jià)～幾毯百兆杰赫3)此石看英晶刻體正榴弦波刪振蕩沫電路毀：振輩蕩頻救率穩(wěn)鎮(zhèn)定二、RC正弦住波振蜂蕩電討路1.RC串并杰聯(lián)選路頻網(wǎng)狀絡(luò)低頻冊(cè)段高頻緣瑞段在頻僵率從割0～醉∞中壯必有氧一個(gè)棟頻率f0，φF＝0o。RC串并積聯(lián)選芳頻網(wǎng)肆絡(luò)的民頻率控響應(yīng)當(dāng)f=f0時(shí)，不但φ=0，且最大，為1/3。1)六是否晨可用沖共射屢放大艇電路謊？2)子是否澤可用強(qiáng)共集兆放大缸電路裕？3)宿是否池可用亂共基箏放大節(jié)電路口？4)繪是否貼可用漢兩級(jí)咬共射拒放大建電路舒？2.蛛電刪路組現(xiàn)成應(yīng)為RC串并東聯(lián)網(wǎng)翁路配餡一個(gè)肥電壓若放大陸倍數(shù)壞略大數(shù)于3廈、輸主入電蛙阻趨引于無(wú)裂窮大轉(zhuǎn)、輸趟出電濁阻趨節(jié)于0送的放挺大電飛路。不符士合相眼位條憲件不符指合幅始值條捷件輸入護(hù)電阻浪小、訪輸出球電阻落大，朱影響f0可引容入電泛壓串炮聯(lián)負(fù)杯反饋葛，使蘋(píng)電壓軟放大倚倍數(shù)逝大于終3，做且Ri大、Ro小，獲對(duì)f0影響劣小3.RC橋式櫻正弦饒波振次蕩電罩路（摩文氏迎橋振潑蕩器掩）用同攤相比影例運(yùn)吼算電午路作預(yù)放大鋪電路印。因同膜相比艙例運(yùn)店算電確路有帶非常錄好的繡線性永度，揀故R或Rf用熱丹敏電糾阻，薯或加從二極筍管作繼為非驢線性禿環(huán)節(jié)額。文氏做橋振壤蕩器意的特廉點(diǎn)？以R澤C串扔并聯(lián)謎網(wǎng)絡(luò)價(jià)為選姨頻網(wǎng)姜絡(luò)和丙正反理饋網(wǎng)給絡(luò)、跪并引饑入電圍壓串蘿聯(lián)負(fù)洲反饋宜，兩巨個(gè)網(wǎng)序絡(luò)構(gòu)顧成橋作路，軋一對(duì)揀頂點(diǎn)墓作為籍輸出笑電壓闊，一森對(duì)頂傘點(diǎn)作狠為放告大電尊路的腐凈輸階入電詳壓，襯就構(gòu)扎成文絕氏橋善振蕩連器。頻率犯可調(diào)扎的文訊氏橋欲振蕩眨器改變誤電容伴以粗沿調(diào)，朋改變末電位配器滑拆動(dòng)端太以微均調(diào)。加穩(wěn)英壓管匹可以百限制盲輸出縮慧電壓它的峰阻-峰稻值。同軸電位燥器討論劇一：合理抖連接紡電路崇，組碌成文鑰氏橋蠅振蕩夾電路討論循二：判斷肅圖示脹電路虧有可沈能產(chǎn)貝生正跌弦波愉振蕩者嗎？RC移項(xiàng)尤式電喂路RC雙T吩選頻敲網(wǎng)絡(luò)選頻形網(wǎng)絡(luò)根和正日反饋閥網(wǎng)絡(luò)算是兩斥個(gè)網(wǎng)厭絡(luò)。1)RC移相首電路躺有幾繩級(jí)才屑可能梁產(chǎn)生基正弦淚波振貢蕩？2)暑若R和C互換廊呢？正反饋網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)三、LC正弦萬(wàn)波振國(guó)蕩電籍路1.LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)班的選廳頻特幣性理想LC并聯(lián)狐網(wǎng)絡(luò)奔在諧丹振時(shí)鄭呈純填阻性搶?zhuān)姨幾杩箘P無(wú)窮捕大。諧振頻率為在損消耗較兇小時(shí)燥，品六質(zhì)因成數(shù)及盡諧振姓頻率損耗在f＝f0時(shí)，獄電容戶和電堂感中座電流蘆各約誼為多連少？煤網(wǎng)絡(luò)鑼的電演阻為粒多少禿？構(gòu)成夏正弦如波振件蕩電粥路最貌簡(jiǎn)單宴的做內(nèi)法是任通過(guò)析變壓尿器引雀入反洋饋。附加旁相移LC選頻鬧放大暗電路簽→正弦灑波振牢蕩電辰路當(dāng)f=f0時(shí)，券電壓犬放大清倍數(shù)論的數(shù)癥值最淹大，錘且附揚(yáng)加相烘移為南0。共射輪電路φA=-腐π2.席變餓壓器沃反饋生式電蘋(píng)路C1是必兩要的剛嗎？特點(diǎn)根：易振廣，波胡形較惱好；惱耦合雷不緊摸密，組損耗紀(jì)大，結(jié)頻率日穩(wěn)定字性不勤高。分析絲式電路憂是否量可能趨產(chǎn)生反正弦廣波振該蕩的法步驟朝：1)藥是高否存簽在四助個(gè)組撥成部忍分2)搏放瞧大電命路是種否能酸正常島工作3)扁是勁否滿摔足相岔位條鉆件4)虧是件否可肢能滿佛足幅判值條泥件為使N1、N2耦合仁緊密送，將用它們兇合二穗為一另，組也成電賣(mài)感反樹(shù)饋式發(fā)電路浙。必須襲有合滅適的先同銘肯端！為什浙么用泥分立膀元件寺放大棉電路如何泊組成維？3.繡電感竊反饋勞式電司路反饋部電壓諒取自此哪個(gè)夕線圈罵？反饋疊電壓銅的極剃性？必要井嗎？電感伴的三旬個(gè)抽靈頭分烘別接犯晶體全管的邊三個(gè)急極，漢故稱專(zhuān)之為新電感若三點(diǎn)蠢式電貪路。特點(diǎn)例：耦福合緊腥密，辟易振垮，振還幅大樂(lè)，C用可恩調(diào)電童容可喬獲得溫較寬族范圍揀的振鋼蕩頻棵率。雞波形咬較差春，常芽含有擠高次秩諧波嶼。為使鞋振蕩洋波形救好，浮采用沖電容屬反饋指式電粉路4.電容惱反饋命式（乳電容堵三點(diǎn)界式）茂電路若要絡(luò)振蕩茶頻率蔬高，讀則L、C1、C2的取刺值就述要小們。當(dāng)肆電容疑減小虛到一唐定程膠度時(shí)鍋，晶同體管歡的極榮間電票容將斷并聯(lián)養(yǎng)在C1和C2上，倘影響中振蕩耀頻率關(guān)。特點(diǎn)攀：波形詞好，溝振蕩那頻率昆調(diào)整殊范圍脆小，光適于程頻率沾固定原的場(chǎng)動(dòng)合。與放橡大電屋路參柔數(shù)無(wú)簡(jiǎn)關(guān)作用蹈？四、漸石英鋼晶體制正弦繞波振守蕩電啦路Si沙O2結(jié)晶俗體按扔一定雅方向汁切割績(jī)的晶抓片。壓電貴效應(yīng)要和壓帝電振換蕩：父機(jī)械藏變形忍和電侍場(chǎng)的螺關(guān)系固有顫頻率零只決燒定于語(yǔ)其幾掙何尺禁寸，弊故非云常穩(wěn)鉗定。容性感性阻性一般LC選頻危網(wǎng)絡(luò)勉的Q為幾覺(jué)百，咳石英暴晶體團(tuán)的Q可達(dá)披104～1訪06；前通者Δf/f為1病0－5，后六者可檔達(dá)1倦0－1浙0～1迅0－1熔1。1.尖石英彼晶體察的特夾點(diǎn)2.產(chǎn)電路①凈石英歡晶體餡工作賊在哪幣個(gè)區(qū)偉？②促是哪擇種典爽型的炸正弦芒波振牌蕩電蜘路？①冊(cè)石英親晶體巨工作鄉(xiāng)豐在哪顧個(gè)區(qū)票？②遲兩級(jí)旗放大顯電路篇分別息為哪槳種基蝴本接假法？③C1的作贏用？（1中）并亡聯(lián)型恰電路（2堡）串室聯(lián)型銷(xiāo)電路討論斷三：改感錯(cuò)，鐵使電仙路有便可能勇產(chǎn)生哄正弦晌波振尤蕩同名為端對(duì)搏嗎？放大污電路鼠能放螞大嗎壤？各搬電容靠的作嬸用？討論嗓四同銘積端？能產(chǎn)生正弦波振蕩嗎？“判情振”友時(shí)的銳注意云事項(xiàng)霉：1.挎放大梢電路醒必須礙能夠曉正常疫工作托，放重大電并路的杠基本禍接法泄；2.牽斷開(kāi)唯反饋殿，在期斷開(kāi)仿處加f=f0的輸彈入電使壓；3.甜找出活在哪繩個(gè)元搖件上頓獲得猾反饋我電壓懼，是柿否能歇取代者輸入揉電壓室。三個(gè)湊電路抄有什化么相輪同之僅處？罷這樣咬的電尿路形倆式有剛什么騎好處雖？§9技.3滑非正桌弦波蝴發(fā)生步電路一、徐常見(jiàn)美的非俱正弦歲波二、駐矩形林波發(fā)驅(qū)生電污路三、騰三角訴波發(fā)夏生電控路四、憐鋸齒槍波發(fā)介生電螞路五、具壓控?cái)≌袷幧倨饕?、豪常?jiàn)石的非筍正弦選波矩形仍波三角抬波鋸齒弊波尖頂飛波階梯線波矩形餡波是判基礎(chǔ)講波形勝，可汁通過(guò)只波形獸變換申得到齊其它誓波形井。通過(guò)咱什么雙電路洽可將居矩形總波變求為其疫它幾顧種波樹(shù)形？二、均矩形休波發(fā)螞生電族路輸出無(wú)穩(wěn)眠態(tài)，有兩觸個(gè)暫限態(tài)；若她輸出與為高取電平聯(lián)時(shí)定崗義為不第一野暫態(tài)惹，則優(yōu)輸出唱為低氏電平役為第描二暫就態(tài)。1.叔基本驗(yàn)組成翠部分（1蜻）開(kāi)宵關(guān)電嘉路：因桌為輸艱出只名有高搖電平鉗和低退電平松兩種槐情況促，即盆兩個(gè)具暫態(tài)庸；故滋采用吵電壓炕比較尾器。（2鍬）反東饋網(wǎng)扁絡(luò)：因蓮需自營(yíng)控，刺在輸創(chuàng)出為窄某一視暫態(tài)弟時(shí)孕皆育翻鉗轉(zhuǎn)成材另一奮暫態(tài)句的條狼件，束故應(yīng)坊引入答反饋貞。（3周）延槳遲環(huán)染節(jié)：要鏈?zhǔn)箖赏蟼€(gè)暫鞏態(tài)均驕維持棕一定勞的時(shí)斜間，脆故采柔用RC環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)躲，從鉆而決格定振趁蕩頻字率趙。2.蓋電刷路組微成正向豪充電煌：uO（+UZ）→R→C→地反向冰充電朽：地→C→R→uO（－UZ）RC回路滯回嗽比較拾器3.受工變作原議理：分析遞方法方法后一：設(shè)電心路已克振蕩里，且耗在某政一暫尊態(tài)，什看是往否能縫自動(dòng)瘋翻轉(zhuǎn)漫為另暴一暫黃態(tài)，條并能樓再回什到原牲暫態(tài)匠。方法講二：電路藝合閘凝通電然，分虹析電扣路是鞋否有護(hù)兩個(gè)拉暫態(tài)焦，而乳無(wú)穩(wěn)朱態(tài)。設(shè)合宏閘通芒電時(shí)趟電容廣上電壇壓為酬0，uO上升泥，則斤產(chǎn)生太正反慘饋過(guò)正程：uO↑→uP↑→uO↑↑事，直至uO＝UZ，uP＝+UT，為第一吊暫態(tài)仰。3.列工岸作原齊理電容風(fēng)正向丟充電拋，t↑→uN↑，t→∞枝，uN→UZ；但當(dāng)uN＝+UT時(shí)，突再增壁大，uO從+UZ躍變求為－UZ，uP＝－UT，電路藍(lán)進(jìn)入第二鼓暫態(tài)。電容臟反向線充電悄，t↑→uN↓，t→∞收，uN→－UZ；但當(dāng)uN＝－UT時(shí)，女再減漢小，uO從－UZ躍變美為+UZ，uP＝+UT，電路返回幫第一裂暫態(tài)。第一絞暫態(tài)：uO＝UZ，uP＝+UT。脈沖迅寬度4.喪波魔形分晶析5.喪占黑空比梁可調(diào)豎電路為了馬占空夸比調(diào)國(guó)節(jié)范雪圍大藍(lán)，R3應(yīng)如特何取輛值？正向笛充電驢和反壓向充攻電時(shí)頁(yè)間常斷數(shù)可行調(diào)，渡占空攝比就寇可調(diào)溝。三、州三角型波發(fā)深生電記路1.趁電路舌組成用積距分運(yùn)舅算電耐路可帽將方令波變梳為三慨角波鋼。兩個(gè)RC環(huán)節(jié)實(shí)際任電路畢將兩蔬個(gè)RC環(huán)節(jié)壇合二絞為一為什鐮么采則用同抵相輸漲入的現(xiàn)滯回遮比較怠器？uO要取吼代uC，必賭須改忌變輸法入端害。集成問(wèn)運(yùn)放么應(yīng)用挪電路平的分缸析方晴法：化整臘為零幣（分窯塊）諷，分番析功六能（與每塊滑），困統(tǒng)觀突整體癢，性傾能估歸算。2.慰工菠作原錯(cuò)理滯回抗比較共器積分封運(yùn)算插電路求滯尿回比苗較器負(fù)的電梢壓傳介輸特概性：擦三要鹿素UOH=－UOL=UZ，uI作用憲于集瞧成運(yùn)剃放的什同相叛輸入看端，冷求UT：合閘血通電泉，通最常C上電珠壓為標(biāo)0。輪設(shè)uO1↑→uP1↑→uO1↑↑盟，直通至uO1＝UZ（第一組暫態(tài)）；寶積分螞電路前反向齡積分棵，t↑→uO↓，鐮一旦uO過(guò)－UT，uO1從＋UZ躍變雅為－UZ（第二熊暫態(tài)）。積分相電路窄正向霸積分瀉，t↑→uO↑，錄一扯旦uO過(guò)＋UT，uO1從啄－UZ躍變凈為＋UZ，返回妥第一照暫態(tài)。重授復(fù)上滿述過(guò)斜程，維產(chǎn)生熟周期活性的售變化腔，即男振蕩隱。電路熱狀態(tài)沸翻轉(zhuǎn)白時(shí)，uP1=?三角量波發(fā)府生電領(lǐng)路的云振蕩國(guó)原理3.侄波贈(zèng)形分登析如何糖調(diào)整睬三角禿波的逆幅值立和頻短率？怎樣挖修改迷可獲康得鋸候齒波急？“理健性地輪調(diào)試廚”：朽哪些知參數(shù)項(xiàng)與幅籠值有占關(guān)？疤哪些欣參數(shù)峰與頻鏈率有穿關(guān)？受先調(diào)晴哪個(gè)洽參數(shù)斬？T/2四、社鋸齒挎波發(fā)掛生電委路1.R3應(yīng)大苗些？墻小些這？2.RW的滑中動(dòng)端甚在最篩上端委和最影下端暑時(shí)的科波形平？≈T3.R3短路累時(shí)的但波形貞？若由煮輸入丟電壓塞確定桿，則欄將電礎(chǔ)壓轉(zhuǎn)計(jì)換為垂頻率五、今壓控裹振蕩偉器（u－f轉(zhuǎn)換斗電路）若uI＞0詢，則毅如何壞改動(dòng)善？單位欲時(shí)間岔內(nèi)脈特沖個(gè)毯數(shù)表膽示電紛壓的近數(shù)值布，故襲實(shí)現(xiàn)厲A/漆D轉(zhuǎn)講換討論棍一已知uO1和uO2的峰窗-峰屢值均絡(luò)為1菜0V蔑，二折極管閱為理境想二它極管央。算1.謠求出陜穩(wěn)壓苦管的錄穩(wěn)壓王值UZ和R4的阻妹值；抬2訂.姓定茂性畫(huà)拍出uO1、uO2的波漂形圖只；畝3.能求解q的表提達(dá)式京。1.番晶體團(tuán)管什坐么情鵝況下櫻導(dǎo)通楊？什薄么情男況下坐截止密？2.魯晶體刮管飽鞭和導(dǎo)桑通和糠截止uO1和uI的運(yùn)弦算關(guān)快系？3.uI的極幻玉性？4.uO1、uO2的波戀形？5.uI與振閣蕩頻兔率的期關(guān)系福？討論洗二：已知牲三極湖管飽榮和壓觀降為披0?！?差.3炸波形顧變換目電路一、斤利用熄基本團(tuán)電路慌實(shí)現(xiàn)握波形舒變換二、違三角及波變勵(lì)鋸齒禿波電手路三、睡三角霧波變號(hào)正弦果波電盈路四、族精密鉤整流售電路一、木利用愁基本樸電路漲實(shí)現(xiàn)堵波形露變換正弦寧波變盛方波色、變觀矩形閉波、溪變二啦倍頻映，方繪波變羅三角王波，三角槳波變雪方波纏，固熱定頻尿率的軌三角摧波變磁正弦跑波如何負(fù)得到液？利用磚電子戚開(kāi)關(guān)絲式改變黑比例剖系數(shù)二.串三角草波變著鋸齒多波：二倍圍頻三角眨波用手傅立慌