信号处理与信号产生电路ppt.ppt

9 1正弦波振荡电路的振荡条件9 2RC正弦波振荡电路9 3LC正弦波振荡电路9 4非正弦信号产生电路9 5集成函数发生器简介 第9章信号产生电路 信号产生电路 振荡器 Oscillators 分类 正弦波振荡 非正弦波振荡 RC振荡器 1kHz 数百kHz LC振荡器 几百kHz以上 石英晶体振荡器 频率稳定度高 方波 三角波 锯齿波等 主要性能 输出信号的幅度准确稳定 输出信号的频率准确稳定 引言 1 产生自激振荡的条件 只有正反馈电路才能产生自激振荡 9 1正弦波振荡器的振荡条件 反馈信号代替了放大电路的输入信号 Xd Xf 所以 自激振荡条件也可以写成 自激振荡的条件 1 振幅条件 产生正弦波的条件 正反馈 起振条件 2 起振和稳幅 振荡电路是单口网络 无须输入信号就能起振 起振的信号源来自何处 电路器件内部噪声以及电源接通扰动 当输出信号幅值增加到一定程度时 就要限制它继续增加 稳幅 否则波形将出现失真 噪声中 满足相位平衡条件的某一频率 0的噪声信号被放大 成为振荡电路的输出信号 稳幅的作用就是 当输出信号幅值增加到一定程度时 使振幅平衡条件从回到 起振过程 起振条件 1 Fu Au 1 Fu O ui uo Au uo AuFu 1 AuFu 1 Ui1 Uo1 Uf1 Ui2 Uo2 Uf2 Ui3 Uo3 Uf2 Ui4 Uo4 uf 起振 稳幅 2 起振和稳幅 3 17 2020 如何得到正弦波 必须在放大电路里加入正反馈 因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分 但是 这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波 这是由于很难控制正反馈的量 如果正反馈量大 则增幅 输出幅度越来越大 最后由三极管的非线性限幅 这必然产生非线性失真 反之 如果正反馈量不足 则减幅 可能停振 为此振荡电路要有一个稳幅电路 2 起振和稳幅 为了获得单一频率的正弦波输出 应该有选频网络 选频网络 就是滤波器 往往和正反馈网络或放大电路合而为一 选频网络由R C和L C等电抗性元件组成 正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名 2 起振和稳幅 噪声中 满足相位平衡条件的某一频率 0的噪声信号被放大 成为振荡电路的输出信号 如何做到 3 电路的组成和起振的判断 1 放大电路Au 2 正反馈网络Fu 3 选频网络 实现单一频率的振荡 4 稳幅环节 使振荡稳定 波形好 组成 判断 1 检查电路组成 2 Q 是否合适 3 是否满足起振条件 3 电路的组成和起振的判断 起振过程 稳定振荡 9 2RC正弦波振荡电路 1 电路组成 2 RC串并联选频网络的选频特性 3 振荡电路工作原理 4 稳幅措施 1 电路组成 反馈网络兼做选频网络 RC桥式振荡电路 注意 有两个反馈通路 1 电路组成 RC桥式振荡电路 注意 有两个反馈通路 一个是负反馈 一个是正反馈 反馈系数 2 RC串并联选频网络的选频特性 幅频响应 又 且令 则 相频响应 2 RC串并联选频网络的选频特性 当 幅频响应有最大值 相频响应 即 只有被反馈的最多 且没有相位的不同 同相 正反馈 2020 3 17 19 可编辑 3 振荡电路工作原理 此时若放大电路的电压增益为 用瞬时极性法判断可知 电路满足相位平衡条件 则振荡电路满足振幅平衡条件 电路可以输出频率为的正弦波 RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于1MHz的正弦波 采用非线性元件 4 稳幅措施 热敏元件 热敏电阻 起振时 即 热敏电阻的作用 Rf不能太大 否则正弦波将变成方波 应使 该热敏电阻具有负温度系数 若热敏电阻具有正温度系数 应接在何处 采用非线性元件 4 稳幅措施 场效应管 JFET 稳幅原理 整流滤波 T压控电阻 采用非线性元件 二极管 稳幅原理 起振时 4 稳幅措施 利用二极管的正向伏安特性的非线性自动稳幅 例9 6 1 RC移相式振荡电路 一节RC环节 移相 90 二节RC环节 移相 180 三节RC环节 移相 270 满足相位平衡条件 优点 结构简单 缺点 选频特性差 输出波形差 end 作业 1 9 6 1 b 2 9 6 2 9 3LC正弦波振荡电路 2变压器反馈式LC振荡电路 3三点式LC振荡电路 4石英晶体振荡电路 1LC选频放大电路 1LC选频放大电路 等效损耗电阻 当时 电路谐振 为谐振频率 谐振时 阻抗最大 且为纯阻性 同时有 即 1 并联谐振回路 1LC选频放大电路 1 并联谐振回路 1LC选频放大电路 阻抗频率响应 a 幅频响应 b 相频响应 1 并联谐振回路 2变压器反馈式LC振荡电路 虽然波形出现了失真 但由于LC谐振电路的Q值很高 选频特性好 所以仍能选出 0的正弦波信号 1 电路结构 2 相位平衡条件 3 幅值平衡条件 4 稳幅 5 选频 定性分析 3三点式LC振荡电路 仍然由LC并联谐振电路构成选频网络 A 若中间点交流接地 则首端与尾端相位相反 1 三点式LC并联电路 中间端的瞬时电位一定在首 尾端电位之间 三点的相位关系 B 若首端或尾端交流接地 则其他两端相位相同 M 3三点式LC振荡电路 2 电感三点式振荡电路 优点 缺点 易起振 L间耦合紧 易调节 C可调 输出取自电感 对高次谐波阻抗大 输出波形差 3三点式LC振荡电路 2 电感三点式振荡电路 C3 3三点式LC振荡电路 3 电容三点式振荡电路 优点 波形较好 缺点 C3的改