潘信号发生器

1、概述概述1 1 正弦波振荡器的振荡条件正弦波振荡器的振荡条件2 2 rcrc正弦波正弦波振荡电路振荡电路3 3 lc lc正弦波振荡电路正弦波振荡电路rc串并联选频网络的选频特性串并联选频网络的选频特性电路的构成电路的构成振荡的建立与稳定、振荡频率与调整振荡的建立与稳定、振荡频率与调整lc选频放大电路选频放大电路变压器反馈变压器反馈 lc lc 振荡器振荡器三点式三点式 lc lc 振荡电路振荡电路石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路4 非正弦信号产生电路非正弦信号产生电路比较器比较器方波产生电路方波产生电路 信号发生器：信号发生器：振荡波形：振荡波形：1fa1fafaaf = a+ f= 2n

2、fiaxxx时时当当 fixxax 0100 xxxxxxfaaf振荡条件1 fafafa 幅度平衡条件 相位平衡条件n = 0,1,2|af|1|af|=1选频网络选频网络。选频网络选频网络可设在可设在 中或中或 中。中。fa。9.2 rc正弦波正弦波振荡电路振荡电路电路原理电路原理(1) 电路的构成电路的构成 rc 串并联网络是串并联网络是正反馈网络，正反馈网络，rf 和和r1为负反馈网络。为负反馈网络。 rc串并联网络与串并联网络与rf、r1负反馈支路正好构成一个桥负反馈支路正好构成一个桥路，称为路，称为桥式桥式。（2 2）rc串并联选频网络的选频特性串并联选频网络的选频特性212ofz

3、zzvvfvrrcjcjrr11rcrcj131rcjrcjrrcjr1/)/1 (1/）（令0=1/rc0031jfv)j/1 (1crz )j/1/(2crzrcrj1 0031jfv=0=1/rc或或 f = f0 =1/2rcfvmax=1/30frc串并联网络的频率特性曲线串并联网络的频率特性曲线 当当 f=ff=f0 0 时的反时的反馈系数馈系数 f fvmaxvmax=1/3=1/3。此时。此时的相角的相角 f f =0=0 。改变。改变rcrc可可调节谐振频率调节谐振频率311u rraf 考虑到起振条件考虑到起振条件 auf 1, 一般应选取一般应选取 rf 略大略大2r1。

4、如果这个比值取得过大，会引起振荡波形严重非线性如果这个比值取得过大，会引起振荡波形严重非线性失真。失真。311u rraf由运放构成的由运放构成的rc串并联正弦波振荡电路要通过在串并联正弦波振荡电路要通过在外部引入负反馈来达到稳幅的目的。外部引入负反馈来达到稳幅的目的。(3)(3)振荡的建立与稳定振荡的建立与稳定(4) 振荡频率与振荡波形振荡频率与振荡波形 因为因为 a = 0，而仅在，而仅在 f 0处处 f = 0 ，满足相位平衡条件，满足相位平衡条件，所以振荡频率所以振荡频率 f 0= 1 2 rc。改变改变r、c可改变振荡频率可改变振荡频率rc振荡电路的振荡频率一般在振荡电路的振荡频率一

5、般在200khz以下。以下。振荡频率由相位平衡条件决定。振荡频率由相位平衡条件决定。振荡频率为单一频率振荡频率为单一频率 f 0，故，故振荡波形是正弦波振荡波形是正弦波 振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻r1实现的。实现的。r1是正温度是正温度系数热敏电阻，当输出电压升高，系数热敏电阻，当输出电压升高，r1上所加的电压升高，即上所加的电压升高，即温度升高，温度升高，r1的阻值增加，负反馈增强，输出幅度下降。反的阻值增加，负反馈增强，输出幅度下降。反之输出幅度增加。若热敏电阻是负温度系数，应放置在之输出幅度增加。若热敏电阻是负温度系数，应放置在rf 的的位置。位置。rc

6、f21o . 试分析试分析d1、d2自动稳幅原理；自动稳幅原理；. 估算输出电压估算输出电压v0m；(vd=0.6v). 若若r2短路时，试画出短路时，试画出v0的波形；的波形；. 若若r2开路时，试画出开路时，试画出v0的波形；的波形；.稳幅原理稳幅原理 当当v v0 0幅值很小时，幅值很小时， d1、d2接近接近开路，开路，r3=2.7k。3 . 3/1132rrrrav 当当v v0 0幅值较大时幅值较大时， d1或或d2导通，导通，r3减小，减小，av下降。下降。. .估算输出电压估算输出电压v v0m0m ( (设设v vd d=0.6v)=0.6v)31 . 5/1 . 51 .

7、93kkrkav稳幅时：kr1 . 13ikvi1 . 16 . 0kkkvim1 . 91 . 51 . 101kvkvm1 . 16 . 03 .150v35. 81ii i1. .若若r r2 2短路时短路时(4). 若若r2开路时，输出电压开路时，输出电压v0的波形的波形av un时时 , uo = +uom当当up ur时时 , uo = +uom当当ui ur时时 , uo = -uom 特点特点:运放处于开环状态运放处于开环状态9.4.1 比较器比较器一、单门限电压比较器一、单门限电压比较器+uouiuruoui0+uom-uomur当当ui ur时时 , uo = -uom 若

8、若ui从反相端输入从反相端输入uoui0+uom-uom+uoui过零比较器过零比较器: 当当ur =0时时+uouiuoui0+uom-uom+uouituituo+uom-uom例题：利用电压比例题：利用电压比较器将正弦波变为较器将正弦波变为方波。方波。电压比较器应用举例：电压比较器应用举例：vivovo1 电路分析：电路分析： 传输特性：传输特性： 输入输出波形输入输出波形1.迟滞比较器迟滞比较器(下行下行)特点特点:电路中使用正反馈电路中使用正反馈, 运放处于非线性状态运放处于非线性状态1、因为有正反馈，所以输、因为有正反馈，所以输出饱和。出饱和。2、当、当uo正饱和时正饱和时(uo

9、=+uom) ：+om211puurrrut t 3、当、当uo负饱和时负饱和时(uo =-uom) ：-om211puurrrut t +uorr2r1uiu+二、迟滞比较器二、迟滞比较器+uorr2r1uiu+迟滞比较器迟滞比较器 (续续)uoui0+uom-uomut+ut-设设ui , 当当ui = ut+ , uo从从+uom -uom传输特性传输特性uoui0+uom-uomut+ut-ut+上门限电压上门限电压ut-下门限电压下门限电压ut+ - ut-称为回差称为回差om211urrr +ut tom211urrr -ut ttuiut+ut-tuouom-uom例例:设输入为

10、正弦波设输入为正弦波, 画出输出的波形。画出输出的波形。+uorr2r1uiupromturrrurrru212211 romturrrurrru212211 加上参考电压后的迟滞比较器加上参考电压后的迟滞比较器(下行下行) ：+uorr2r1uiur上下限：上下限：uoui0ut+ut-传输特性传输特性+uom-uom例题：例题：r1=10k ，r2=20k ，uom=12v， ur=9v当当输入输入ui为如图所示的波形时，画为如图所示的波形时，画 出输出出输出uo的波形。的波形。uoui0ut+ut-+uorr2r1uiur传输特性传输特性上下限：上下限：romturrrurrru2122

11、11 =10vromturrrurrru212211 =2v2v10vuiuo+uom-uomuoui0102传输特性传输特性+uom-uom+uorr2r1uiur+uorr2r1uiuruoui0ut+ut-+uorr2r1uiu+uoui0+uom-uomut+ut-迟滞比较器两种电路迟滞比较器两种电路传输特性传输特性的比较的比较:1.电路结构电路结构迟滞比较器，输出经积分电路迟滞比较器，输出经积分电路再输入到此比较器的输入端。再输入到此比较器的输入端。omturrru212 omturrru212 上下限上下限:+rfr2r1cucuo9.4.2 9.4.2 方波发生器方波发生器2.工作原理：工作原理：(1) 设设 uo = + uom , 此时，输出给此时，输出给c 充电充电, uc 则：则：u+=u+h+rr1r2c+ucuo0tuouom-uomucu+h0t一旦一旦 uc u+h , 就有就有 u- u+ ,在在 uc u+h 时，时，u- rwcuomuo0t- uom2 迟滞比较器（施密特比较器）迟滞比较器（施密特比较器）电路构成：电路构成：工作