CH正弦波信号发生器

1、111广东水利电力职业技术学院电力系WXH1单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级1单击此处编辑母版标题样式1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级1广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路8.1 正弦波信号发生器正弦波信号发生器 正弦波信号发生器能产生正弦波，它是在放大电路的正弦波信号发生器能产生正弦波，它是在放大电路的基础上加上正反馈而形成的。基础上加上正反馈而形成的。正弦波发生电路也称为正弦正弦波发生电路也称为正弦波振荡电路或正弦波振荡器波振荡电路或正弦波振荡器。正弦波振荡电路的基本概念RC正

2、弦波振荡电路LC正弦波振荡电路石英晶体振荡电路222广东水利电力职业技术学院电力系WXH2单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级2单击此处编辑母版标题样式2 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级2广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路 正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的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。带选频网络的正反馈放大电路。AF = a+ f= 2n振荡条件1faFAFA幅度平衡条件幅度平衡条件 相位平衡条件相位平衡条件 n = 0,1,2动画333广东水利电

3、力职业技术学院电力系WXH3单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级3单击此处编辑母版标题样式3 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级3广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路 起振条件： 振荡由小到大的过程，到达一定程度以后，受非线性元件限制使 下降， 最终达到444广东水利电力职业技术学院电力系WXH4单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级4单击此处编辑母版标题样式4 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级4广东水利电力职业技术学院电力

4、系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路振荡电路的组成 正弦波振荡电路由四个部分四个部分组成： 1 1、放大电路：、放大电路：具有信号放大作用，将电源的直流电能转接成交变的振荡能量。 2 2、正反馈网络：、正反馈网络：保证有一定幅值的稳定电压输出。 3 3、选频网络：、选频网络：用RC、LC或石英晶体等电路组成，以获得单一振荡频率f0的正弦波。 4 4、稳幅电路：、稳幅电路：用以使振幅稳定和改善波形，可以由器件的非线性或外加稳幅电路来实现。555广东水利电力职业技术学院电力系WXH5单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级5单击此处编辑母版标题样式

5、5 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级5广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路振荡电路的分析方法一、判断能否产生正弦波振荡一、判断能否产生正弦波振荡1. 检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分；检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分；2. 检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正常工作；常工作；3. 分析电路是否满足自激振荡的相位平衡条件和振幅分析电路是否满足自激振荡的相位平衡条件和振幅平衡条件。平衡条件。判断相位平衡条件的方法是：判断相位平衡条件的方法是：瞬时极性法瞬时极性法。二、估算振荡频率

6、二、估算振荡频率666广东水利电力职业技术学院电力系WXH6单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级6单击此处编辑母版标题样式6 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级6广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路 振荡频率振荡频率f f0 0由相位平衡条件决定。由相位平衡条件决定。选频网络可设在 中或 中。FA选频网络由RC元件或LC元件组成。低频1HZ 1MHZ高频1MHZ以上 正弦波振荡电路只在一个频率下正弦波振荡电路只在一个频率下(f0)满足满足相位平相位平衡条件。衡条件。777广东水利电力职业技术

7、学院电力系WXH7单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级7单击此处编辑母版标题样式7 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级7广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路电路原理(1) 电路的构成 RC 串并联网络是正反馈网络，Rf 和R1为负反馈网络。 RC串并联网络与Rf、R1负反馈支路正好构成一个桥路，称为桥式。888广东水利电力职业技术学院电力系WXH8单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级8单击此处编辑母版标题样式8 单击此处编辑母版文本样式 第二级

8、第三级 第四级 第五级8广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路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RCRCj131令0=1/RC999广东水利电力职业技术学院电力系WXH9单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级9单击此处编辑母版标题样式9 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级9广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路令=0=1/RCFVmax=1/30fRC串并联网络的频率特性曲线 由上两式可知，当由上两式可知，当 f=ff=f0 0 时，反馈系数时

9、，反馈系数F的幅的幅值为最大，且值为最大，且与频率与频率f f无无关。此时的相角关。此时的相角 f f =0 =0 。为了调节振荡频率的方便，通常取C1 =C2=C、R1 =R2=R。 101010广东水利电力职业技术学院电力系WXH10单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级10单击此处编辑母版标题样式10 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级10广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路 LC正弦波振荡电路的构成与正弦波振荡电路的构成与RC正弦波振正弦波振荡电路相似，包括有荡电路相似，包括有放大电路

10、、正反馈网络、放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路四个部分选频网络和稳幅电路四个部分。LC并联谐振回路（R表示回路中及其所带负载的等效总损耗电阻。通常RL）0100CLLCf210谐振时：谐振频率谐振频率：LC并联谐振回路的主要特点并联谐振回路的主要特点之一是之一是发生谐振时，回路呈发生谐振时，回路呈纯电阻性纯电阻性，而且阻抗最大，而且阻抗最大。111111广东水利电力职业技术学院电力系WXH11单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级11单击此处编辑母版标题样式11 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级11广东水利电力职业技术

11、学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路 L1C并联谐振电路作为并联谐振电路作为三极管的负载，反馈线圈三极管的负载，反馈线圈L2与电感线圈与电感线圈1相耦合相耦合,将反将反馈信号送入三极管的输入回馈信号送入三极管的输入回路。若调整反馈线圈的匝数路。若调整反馈线圈的匝数可以改变反馈信号的强度，可以改变反馈信号的强度，使正反馈的幅度条件得以满使正反馈的幅度条件得以满足。足。振荡频率为振荡频率为电路特点：改变电容的大小可以方便的调节频率，但由于漏电路特点：改变电容的大小可以方便的调节频率，但由于漏感等的影响，只能应用于中、短波波段，并且要考虑同名端感等的影响，只能应用于中、短波波段，并且

12、要考虑同名端或正反馈极性的问题。改进电路常应用电感反馈式振荡电路。或正反馈极性的问题。改进电路常应用电感反馈式振荡电路。121212广东水利电力职业技术学院电力系WXH12单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级12单击此处编辑母版标题样式12 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级12广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路 电路的结构特点：电感线圈电路的结构特点：电感线圈L1和和L2是一个线圈，是一个线圈，2点是中间点是中间抽头。线圈上的三个抽头分别与晶体管的三个极连接，瞬抽头。线圈上的三个抽头分别

13、与晶体管的三个极连接，瞬时极性如图所示。反馈到基极的极性对地为正，时极性如图所示。反馈到基极的极性对地为正，反馈信号反馈信号f 与输入信号与输入信号b 同相，满足相位平衡条件。振荡频率为：同相，满足相位平衡条件。振荡频率为：电路特点：电路特点： 改变电感抽头的位置，可获得较好改变电感抽头的位置，可获得较好 的正弦波振荡；频率调节可采用可变电容，的正弦波振荡；频率调节可采用可变电容，调节方便。用于要求产生几时兆赫以下的调节方便。用于要求产生几时兆赫以下的频率。但振荡频率的稳定性较差。因此通频率。但振荡频率的稳定性较差。因此通常用于要求不高的设备中，例如高频加热常用于要求不高的设备中，例如高频加热

14、器、收音机的本机振荡等。器、收音机的本机振荡等。131313广东水利电力职业技术学院电力系WXH13单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级13单击此处编辑母版标题样式13 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级13广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路 电路的结构特点：把电感三点式中的电感和电容的位置互换。可电路的结构特点：把电感三点式中的电感和电容的位置互换。可以认为谐振回路中的以认为谐振回路中的电容的三个连接点分别与晶体管的三个极连电容的三个连接点分别与晶体管的三个极连接接，瞬时极性如下图所示。

15、反馈到基极的极性对地为正，瞬时极性如下图所示。反馈到基极的极性对地为正，反馈信反馈信号号f 与输入信号与输入信号b 同相，满足相位平衡条件。振荡频率为：同相，满足相位平衡条件。振荡频率为：功能特点：振荡波形较好；频率稳振荡波形较好；频率稳定性较高。定性较高。但频率调节不便，一般只用于高频振荡器中。另外，为了克服频率调节范围小的缺点，可在L支路串联一个容量较小的可变电容，用于振荡频率。141414广东水利电力职业技术学院电力系WXH14单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级14单击此处编辑母版标题样式14 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四

16、级 第五级14广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路 三点式三点式LC振荡电路的分析方法：将谐振回路的阻抗折振荡电路的分析方法：将谐振回路的阻抗折算到三极管的各个电极之间，如算到三极管的各个电极之间，如Zbe、Zce、Zcb 。 可以证明若满足相位平衡条件，可以证明若满足相位平衡条件， Zbe和和Zce必须同性质，即同为电容或同为电感，必须同性质，即同为电容或同为电感，且与且与Zcb性质相反性质相反。151515广东水利电力职业技术学院电力系WXH15单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级15单击此处编辑母版标题样式

17、15 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级15广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路试判断三点式振荡电路是否满足相位平衡条件。试判断三点式振荡电路是否满足相位平衡条件。两个电路都满足相位平衡条件。例题例题161616广东水利电力职业技术学院电力系WXH16单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级16单击此处编辑母版标题样式16 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级16广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路石英晶体振荡电路 电抗-频率响应特性等效电

18、路符号石英晶体是二氧化硅结晶体，具有各向异性的物理特性。石英晶体是二氧化硅结晶体，具有各向异性的物理特性。从石英晶体上按一定方位切割下来的薄片叫石英晶片。从石英晶体上按一定方位切割下来的薄片叫石英晶片。在石英谐振器两极板上加交变电压，晶片将随交变电压周期在石英谐振器两极板上加交变电压，晶片将随交变电压周期性的机械振动，当交变电压频率与晶片固有频率相等时，振性的机械振动，当交变电压频率与晶片固有频率相等时，振荡交变电流最大，这种现象称为压电谐振。荡交变电流最大，这种现象称为压电谐振。171717广东水利电力职业技术学院电力系WXH17单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第

19、三级 第四级 第五级17单击此处编辑母版标题样式17 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级17广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路石英晶体的振荡频率石英谐振器有两个频率，串联谐振频率石英谐振器有两个频率，串联谐振频率用用fs表示；并联谐振频率用表示；并联谐振频率用fp表示表示表示表示.1.当Rq、Lq、Cq支路发生串联谐振时，串联谐振频率为：2.当Rq、Lq、Cq支路与C0发生并联谐振时，并联谐振频率为：通常C0Cq,比较两式可见，两个谐振频率非常接近，两个谐振频率非常接近， 且且fp表示稍大于表示稍大于fs表示表示.181818广东水利

20、电力职业技术学院电力系WXH18单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级18单击此处编辑母版标题样式18 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级18广东水利电力职业技术学院电力系WXH第第8章章 信号发生电路信号发生电路石英晶体振荡电路+-为满足正反馈的条件，石英晶体必须呈电感性才能为满足正反馈的条件，石英晶体必须呈电感性才能形成形成LC并联谐振并联谐振回路，产生振荡。由于石英晶体回路，产生振荡。由于石英晶体的的Q值很高，可达到几千以上，所示电路可以获得值很高，可达到几千以上，所示电路可以获得很高的振荡频率稳定性。很高的振荡频率稳定性。191919广东水利电力职业技术学院电力系WXH19单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级19单击此处编辑母版标