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正弦信号发生器的设计.doc

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正弦信号发生器的设计.doc

1论文正弦信号发生器的设计2007年4月17日2正弦波信号发生器的设计摘要:从结构上看,正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。分析RC串并联选频网络的特性,根据正弦波振荡电路的两个条件,即振幅平衡与相位平衡,来选择合适的放大电路指标,来构成一个完整的振荡电路。很多应用中都要用到范围可调的LC振荡器,它能够在电路输出负载变化时提供近似恒定的频率、几乎无谐波的输出。电路必须提供足够的增益才能使低阻抗的LC电路起振,并调整振荡的幅度,以提高频率稳定性,减小THD(总谐波失真)。关键词:正弦波;振荡电路;稳幅1引言在实践中,广泛采用各种类型的信号产生电路,就其波形来说,可能是正弦波或非正弦波。在通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波,把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去,这就需要能产生高频信号的振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火,超声波焊接,超声诊断,核磁共振成像等,都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。可见,正弦波振荡电路在各个科学技术部门的应用是十分广泛的。2正弦波振荡电路的振荡条件从结构上来看,正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。图1表示接成正反馈时,放大电路在输入信号Xi=0时的方框图,改画一下,便得图2。由图可知,如在放大电路的输入端(1端)外接一定频率、一定幅度的正弦波信号Xa,经过基本放大电路和反馈网络所构成的环路传输后,在反馈网络的输出端(2端),得到反馈信号Xf,如果Xf与Xa在大小和相位上一致,那么,就可以除去外接信号Xa,而将1、2两端连接在一起(如图中的虚线所示)而形成闭环系统,其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号。︱AF︳=AF=1(1)φa+φf=2nπ,n=0,1,2,…(2)式①称为振幅平衡条件,而式②则称为相位平衡条件,这是正弦波振荡电路产生持续振荡电路产生持续振荡的两个条件。值得注意的是,无论是负反馈放大电路的自激条件(–AF=1)或振荡电路的振荡条件(AF=1),都是要求环路增益等于1,不过,由于反馈信号送到比较环节输入端的+、-符号不同,所以环路增益各异,从而导致相位条件不一致。图1图2振荡电路的振荡频率f0是由式②的相位平衡条件决定的。一个正弦波振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件,这个频率就是f0,

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