第六章信号产生与变换电路

1、第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换第第6章章 信号产生与变换电路信号产生与变换电路 6.1 正弦波产生电路正弦波产生电路 6.2 非正弦波发生电路非正弦波发生电路 6.3 波形变换电路波形变换电路 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换6.1 正弦波产生电路正弦波产生电路6.1.1 6.1.1 概述概述 1 1自激振荡条件自激振荡条件 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换当当K K合在合在 “ “2”2”时，就是一般的交流放大电时，就是一般的交流放大电路，输入信号电压为路，输入信号电压为 （设为正弦量），输（设为正弦量），输出电压为出电压为 ，输出信号通过反馈电路反馈到

2、，输出信号通过反馈电路反馈到输入端，反馈电压为输入端，反馈电压为 。此时，将开关。此时，将开关K K从从“2”2”置于置于“1”1”位置，如果调节反馈环节，位置，如果调节反馈环节，使使 即即两者大小相等，相位相同两者大小相等，相位相同，那么，那么反馈电压就可以替代外加输入信号电压。反馈电压就可以替代外加输入信号电压。iUoUfUifUU因为因为iOUUAOfUUF以及以及当当ifUU.时，时，1FA第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换电路自激振荡的条件：电路自激振荡的条件： （1 1）相位条件）相位条件 反馈电压和输入电压要同相，也就是反馈电压和输入电压要同相，也就是电路必电路必须构成

3、正反馈须构成正反馈，才能满足相位平衡条件，电路，才能满足相位平衡条件，电路才可能自激振荡。才可能自激振荡。 （n=0n=0，1 1，2 2，3 3，） nFA2（2 2）幅度条件）幅度条件 要有足够的反馈量要有足够的反馈量，使反馈电压信号与输，使反馈电压信号与输入电压信号在数值上相等入电压信号在数值上相等。 1AFFA第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换2 2自激振荡的建立和幅值的稳定自激振荡的建立和幅值的稳定 在实际振荡电路中，并不是通过开关起振的，在实际振荡电路中，并不是通过开关起振的，以下分析将可以看到，为保证以下分析将可以看到，为保证电路的起振电路的起振，幅，幅度条件必须调整为

4、度条件必须调整为1AFFA 实际应用中的自激振荡电路，并没有前述电路中的实际应用中的自激振荡电路，并没有前述电路中的外加信号源，而是依靠振荡电路中存在的干扰来引起外加信号源，而是依靠振荡电路中存在的干扰来引起自激的。如振荡电路与电源接通的瞬间，电路中电量自激的。如振荡电路与电源接通的瞬间，电路中电量的波动以及噪声等，都会引起一个微小的反馈信号加的波动以及噪声等，都会引起一个微小的反馈信号加到输入端，此时，只要电路存在正反馈及上面的条件，到输入端，此时，只要电路存在正反馈及上面的条件，就能建立稳定的振荡。就能建立稳定的振荡。 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 放大特性：放大特性：当反

5、馈电压较小时，因三极管工作在放大区，输当反馈电压较小时，因三极管工作在放大区，输出电压与反馈电压近似于正比。随着反馈电压的增大，三极管出电压与反馈电压近似于正比。随着反馈电压的增大，三极管进入饱和区或截止区工作，电路电压放大倍数逐渐减小。进入饱和区或截止区工作，电路电压放大倍数逐渐减小。 反馈特性：反馈特性：反馈网络一般由线性元件组成反馈网络一般由线性元件组成，所以，所以输出电压与输出电压与反馈电压反馈电压成正比。成正比。第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 在振荡电路的电源接通时，电路中产生的微弱在振荡电路的电源接通时，电路中产生的微弱起振信号起振信号 加到输入端，经放大电路放大后输

6、出，加到输入端，经放大电路放大后输出，此时的输出电压可从振幅特性曲线上的点此时的输出电压可从振幅特性曲线上的点1 1处对处对应求出为应求出为 。又经反馈环节反馈，在反馈特性曲。又经反馈环节反馈，在反馈特性曲线上点线上点2 2处对应求出为处对应求出为 。因电路中满足的关。因电路中满足的关系系 ，则，则 。这样，经过不断的反馈放。这样，经过不断的反馈放大再反馈再放大大再反馈再放大的循环。输出电压的幅值从小的循环。输出电压的幅值从小到大不断增大，一直到达图中两条特性曲线的交到大不断增大，一直到达图中两条特性曲线的交点点P P处时，振幅便不再继续增大，在处时，振幅便不再继续增大，在P P点处稳定下点处

7、稳定下来。在来。在P P点处稳定下来的原因是在点处稳定下来的原因是在P P点时，输出电点时，输出电压与反馈电压之间既能满足幅度特性，又能满足压与反馈电压之间既能满足幅度特性，又能满足反馈特性。反馈特性。 1fU1OU2fU1AF12ffUU第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换3 3正弦波的形成正弦波的形成 为获得单一频率的正弦波输出信号，自激振荡电为获得单一频率的正弦波输出信号，自激振荡电路必须具有使所需频率的谐波分量满足自激振荡路必须具有使所需频率的谐波分量满足自激振荡的条件，而对其他谐波分量则进行抑制，削弱它的条件，而对其他谐波分量则进行抑制，削弱它们的影响，这项工作是由正弦波振荡

8、电路中的选们的影响，这项工作是由正弦波振荡电路中的选频环节来完成的。频环节来完成的。 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换分析一个正弦振荡电路时，首先要判断它是否振分析一个正弦振荡电路时，首先要判断它是否振荡，一般方法是：荡，一般方法是：（1 1）观察电路是否存在放大电路、反馈网络、）观察电路是否存在放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节等四个重要组成部分。选频网络和稳幅环节等四个重要组成部分。（2 2）放大电路的结构是否合理，有无放大能力，）放大电路的结构是否合理，有无放大能力，静态工作点是否合适。静态工作点是否合适。（3 3）是否满足相位条件，即电路是否正反馈，）是否满足相位条件，

9、即电路是否正反馈，只有满足相位条件才有可能振荡。只有满足相位条件才有可能振荡。（4 4）判断电路能否具有起振的幅值条件。）判断电路能否具有起振的幅值条件。 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换正弦波振荡电路常以选频网络所用元件来命名，正弦波振荡电路常以选频网络所用元件来命名，可以分为可以分为 RCRC振荡电路振荡电路 LCLC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 4正弦波振荡电路的类型正弦波振荡电路的类型 RC RC振荡电路的工作频率一般较低（振荡电路的工作频率一般较低（1MHz1MHz以下），以下），LCLC振荡电路的工作频率较高振荡电路的工作频率较高(1MHz(

10、1MHz以上以上), ), 石英晶石英晶体振荡电路的振荡频率等于石英晶体的固有频率，体振荡电路的振荡频率等于石英晶体的固有频率，非常稳定。非常稳定。第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换6.1.2 RC6.1.2 RC正弦波产生电路正弦波产生电路 1 1RCRC桥式振荡电路的组成桥式振荡电路的组成 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 常见的常见的RCRC正弦波振荡电路是正弦波振荡电路是RCRC串并联式正弦波串并联式正弦波振荡电路，又称为文氏桥正弦波振荡电路。电路振荡电路，又称为文氏桥正弦波振荡电路。电路由放大电路和由放大电路和RCRC串并联网络两部分组成。串并联网络两部分组成。

11、 2 2RCRC串并联选频电路的选频作用串并联选频电路的选频作用 22211222221122121111/)1(1/CRjRCjRCRjRCjRCjRCjRUUF)1()1 (11221211212CRCRjRRCCUUF整理后得整理后得 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换可得频率特性可得频率特性通常通常RRR21CCC21则则)(310012jUUFRC10其中其中RCf210或或第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换可见，当可见，当 时，时， 达到最大值，等于达到最大值，等于 ，而相移而相移 。 RC1012UU310F3 3RCRC串并联网络振荡电路串并联网络振荡电路

12、当当 时，时， ，故按起振条件式，要求，故按起振条件式，要求03/1F3)1 (1RRAf12RRf即即RCf21电路的振荡频率为电路的振荡频率为 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 图示图示RCRC正弦波振荡电路在振荡以后，振荡器的正弦波振荡电路在振荡以后，振荡器的振幅会不断增加，直至受到运放最大输出电压的振幅会不断增加，直至受到运放最大输出电压的限制，使输出波形产生非线性失真。为此，振荡限制，使输出波形产生非线性失真。为此，振荡电路需加稳幅措施，来稳定输出电压的幅值。电路需加稳幅措施，来稳定输出电压的幅值。 通常可以利用二极管和稳压管的非线性特性、通常可以利用二极管和稳压管的非线

13、性特性、场效应管的可变电阻特性以及热敏电阻等元件的场效应管的可变电阻特性以及热敏电阻等元件的非线性特性，来自动地稳定振荡器输出的幅度。非线性特性，来自动地稳定振荡器输出的幅度。 最简单的稳幅措施是选择负温度系数的热敏电最简单的稳幅措施是选择负温度系数的热敏电阻作为反馈电阻，当的幅值增加使的功耗增大时，阻作为反馈电阻，当的幅值增加使的功耗增大时，它的温度上升，则的阻值下降，使放大倍数下降，它的温度上升，则的阻值下降，使放大倍数下降，输出电压也随之下降。如果参数选择合适，可使输出电压也随之下降。如果参数选择合适，可使输出电压的幅值基本稳定，且波形失真较小。输出电压的幅值基本稳定，且波形失真较小。

14、第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 并联两个二极管伏安特性如图（并联两个二极管伏安特性如图（b b）所示，当振荡幅值较）所示，当振荡幅值较小时，流过二极管的电流较小，设相应的工作点为小时，流过二极管的电流较小，设相应的工作点为A A、B B，此时与直线此时与直线ABAB斜率相对应的二极管等效电阻增大；同理，斜率相对应的二极管等效电阻增大；同理，当振荡幅度增大时，流过二极管的电流增加，其等效电阻当振荡幅度增大时，流过二极管的电流增加，其等效电阻减小，如图中直线减小，如图中直线CDCD所示。这样通过改变放大倍数，从而所示。这样通过改变放大倍数，从而达到稳幅的目的。达到稳幅的目的。 第第6

15、 6章章 信号产生与变换信号产生与变换6.1.3 LC6.1.3 LC正弦波发生电路正弦波发生电路 1 1LCLC并联回路的选频特性并联回路的选频特性 )1()1)(CLjRCjLjRZ由图示电路可知由图示电路可知若若LR)1(CLjRCLZ则则第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换故谐振频率为故谐振频率为LCf21LC并联频率特性如下图所示（并联频率特性如下图所示（Q为品质因数）：为品质因数）：谐振时，谐振时，电路是纯阻性，且电路是纯阻性，且 RCLZZZmax0第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换CLRRLQ10品质因数品质因数注意注意Q与频率特性和选频能力之间的关系。与频率

16、特性和选频能力之间的关系。 对于对于LCLC并联谐振回路组成的振荡器，其选频并联谐振回路组成的振荡器，其选频网络通常就是放大器的负载，所以放大电路的网络通常就是放大器的负载，所以放大电路的增益具有选频特性。由于在谐振时，增益具有选频特性。由于在谐振时，LCLC电路呈电路呈现纯电阻性，所以对放大电路相移的分析与电现纯电阻性，所以对放大电路相移的分析与电阻负载时相同。阻负载时相同。 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换2 2变压器反馈式振荡电路变压器反馈式振荡电路 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换用用瞬时极性法瞬时极性法判断判断反馈极性反馈极性；判断电路是否具有放大能力；判断电

17、路是否具有放大能力；判断电路是否具有有选频能力，计算振荡频率。判断电路是否具有有选频能力，计算振荡频率。（1）画出交流通路。（）画出交流通路。（直流电源、直流电源、耦合与旁路的电耦合与旁路的电容容看成短路，注意其他电抗元件应予保留。看成短路，注意其他电抗元件应予保留。）判断振荡电路中三极管是否具有合适的静态判断振荡电路中三极管是否具有合适的静态工作点。工作点。（2）画出直流通路。（）画出直流通路。（电容看成开路，电感看成短电容看成开路，电感看成短路。路。）LCf210显然显然第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 变压器反馈式振荡电路，电路结构简单、容易变压器反馈式振荡电路，电路结构简单

18、、容易起振、改变电容起振、改变电容C C的大小可以方便地调节频率。的大小可以方便地调节频率。但由于变压器分布参数的影响，振荡频率不能很但由于变压器分布参数的影响，振荡频率不能很高，振荡频率一般可以做到几兆赫，而且由于输高，振荡频率一般可以做到几兆赫，而且由于输出电压与反馈电压靠磁路耦合，损耗较大，并且出电压与反馈电压靠磁路耦合，损耗较大，并且振荡频率的稳定性不高。振荡频率的稳定性不高。 LC LC正弦波振荡电路的稳幅措施是利用放大电路正弦波振荡电路的稳幅措施是利用放大电路的非线性实现的。当振幅大到一定程度时，虽然的非线性实现的。当振幅大到一定程度时，虽然三极管进入截止或饱和，使集电极电流产生明

19、显三极管进入截止或饱和，使集电极电流产生明显失真，但是由于集电极的负载是失真，但是由于集电极的负载是LCLC并联谐振电路，并联谐振电路，具有良好的选频特性，因此输出波形一般失真不具有良好的选频特性，因此输出波形一般失真不大。大。 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换3 3电感反馈式振荡电路电感反馈式振荡电路 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 这种电路的特点是把谐振回路的电感分成这种电路的特点是把谐振回路的电感分成L L1 1和和L L2 2两部分，利用其中之一上的电压直接作为反馈两部分，利用其中之一上的电压直接作为反馈信号。信号。 若若L L1 1和和L L2 2的互感为的

20、互感为M，则，则MLLL221谐振频率为谐振频率为LCf21第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 由于电路是由电感线圈引回反馈电压，所以称由于电路是由电感线圈引回反馈电压，所以称为电感反馈式振荡电路。并联选频网络中电感线为电感反馈式振荡电路。并联选频网络中电感线圈的圈的、端分别将振荡信号与放大电路的端分别将振荡信号与放大电路的输出和输入相连，故该电路又称为电感三点式振输出和输入相连，故该电路又称为电感三点式振荡电路。荡电路。 在电感三点式振荡电路中，由于和之间的耦合在电感三点式振荡电路中，由于和之间的耦合紧密，所以极易起振。但由于反馈电压取自于电紧密，所以极易起振。但由于反馈电压取自于

21、电感，它对高次谐波的电抗较大，因而输出波形中感，它对高次谐波的电抗较大，因而输出波形中往往含有高次谐波，使得波形较差。往往含有高次谐波，使得波形较差。 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换4 4电容反馈式振荡电路电容反馈式振荡电路 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 这种电路的特点是把谐振回路的电感分成这种电路的特点是把谐振回路的电感分成C C1 1和和C C2 2两部分，利用其中之一上的电压直接作为反馈两部分，利用其中之一上的电压直接作为反馈信号。信号。 谐振频率为谐振频率为LCf212121CCCCC其中其中 由于电容上的电压是反馈电压，所以称为电容由于电容上的电压是反馈

22、电压，所以称为电容反馈式振荡电路。又由于选频网络中电容和的三反馈式振荡电路。又由于选频网络中电容和的三个端点分别与放大电路的输出和输入相连，故又个端点分别与放大电路的输出和输入相连，故又称为电容三点式正弦波振荡电路。称为电容三点式正弦波振荡电路。 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 由于反馈电压取自电容由于反馈电压取自电容C C2 2，电容短路了高次谐，电容短路了高次谐波，反馈电压中谐波分量小，故输出正弦波形较波，反馈电压中谐波分量小，故输出正弦波形较好。而且电容好。而且电容C C1 1、C C2 2的容量可以选得较小，并可的容量可以选得较小，并可将管子的极间电容计算到将管子的极间电

23、容计算到C C1 1、C C2 2中去，所以振荡中去，所以振荡频率可达频率可达100MHz100MHz以上。但管子的极间电容随温度以上。但管子的极间电容随温度等因素变化，对振荡频率有一定的影响，为了减等因素变化，对振荡频率有一定的影响，为了减少这种影响，并使电路调节频率方便和提高振荡少这种影响，并使电路调节频率方便和提高振荡频率的稳定性，在电感频率的稳定性，在电感L L支路中串接电容支路中串接电容C C，使谐，使谐振频率主要由振频率主要由L L和和C C决定，而决定，而C C1 1和和C C2 2只起分压作用。只起分压作用。 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换CCCC111121显然

24、显然第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换若若1CC 2CC 则则CC 故故电路的振荡频率为电路的振荡频率为 LCf21即即 取决于电感取决于电感L L和电容和电容C C，与，与C C1 1、C C2 2和管子的和管子的极间电容关系很小，因此振荡频率的稳定性较极间电容关系很小，因此振荡频率的稳定性较高高。f5 5三点式振荡器相位条件的一般判断法则三点式振荡器相位条件的一般判断法则 在选频元件与三极管连接上，电路具有这样的特点：在选频元件与三极管连接上，电路具有这样的特点：与三极管发射极相连的两个元件电抗性质相同，即两个与三极管发射极相连的两个元件电抗性质相同，即两个元件都是电感或都是电容

25、；另一个与三极管基极和集电元件都是电感或都是电容；另一个与三极管基极和集电极相连的元件，其电抗性质与上述二元件相反。极相连的元件，其电抗性质与上述二元件相反。 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 三点式振荡器通用简化交流等效电路（在交流三点式振荡器通用简化交流等效电路（在交流通路中忽略电阻的作用）通路中忽略电阻的作用）: : 三点式振荡器相位条件的一般判断法则：三点式振荡器相位条件的一般判断法则： X X1 1和和X X2 2电抗性质相同；电抗性质相同；X X3 3与与X X1 1、X X2 2电抗性质相反电抗性质相反 。第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 通过对三种通过对

26、三种LCLC正弦振荡器的分析，可以总结归正弦振荡器的分析，可以总结归纳出分析振荡器的具有步骤如下：纳出分析振荡器的具有步骤如下： （1 1）首先检查电路是否具备正弦振荡的组成）首先检查电路是否具备正弦振荡的组成部分，即有放大电路、反馈网络和选频网络。部分，即有放大电路、反馈网络和选频网络。 （2 2）检查放大电路的静态工作点是否能保证）检查放大电路的静态工作点是否能保证放大器正常工作。放大器正常工作。 （3 3）分析是否满足振荡的相位条件和振幅条）分析是否满足振荡的相位条件和振幅条件。件。 （4 4）求振荡频率和起振条件。）求振荡频率和起振条件。 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换

27、例例6 61 1 图示为一实际振荡器电路，试画出它的图示为一实际振荡器电路，试画出它的简化交流等效电路，指出它属于哪种类型的振荡简化交流等效电路，指出它属于哪种类型的振荡器，并计算振荡频率。器，并计算振荡频率。 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换解解 由直流通路可以分析判断电路的静态工作点。由直流通路可以分析判断电路的静态工作点。由于电感在直流通路中短路，所以在三极管基极由于电感在直流通路中短路，所以在三极管基极接入了接入了10 10 的电容，起隔直作用。的电容，起隔直作用。F 由简化交流等效电路可以判断，它属于电容由简化交流等效电路可以判断，它属于电容三点式振荡器三点式振荡器。)(

28、10102130HzCCCCLf振荡频率振荡频率 为为第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换6.1.4 6.1.4 石英晶体正弦波发生电路石英晶体正弦波发生电路 1.1.石英晶体的特性、符号及等效电路石英晶体的特性、符号及等效电路 （1 1）压电效位）压电效位 若在石英晶片的两个电极上，加上交变电压，石英晶若在石英晶片的两个电极上，加上交变电压，石英晶片将交替出现压缩和膨胀，从而产生机械振动，同时伴片将交替出现压缩和膨胀，从而产生机械振动，同时伴随着产生交变电场，这种机械振动的幅度一般较小，伴随着产生交变电场，这种机械振动的幅度一般较小，伴随产生的交变电场也较弱。当外加交变电压的频率等于

29、随产生的交变电场也较弱。当外加交变电压的频率等于石英晶片的固有频率时，机械振动的幅度和伴随产生的石英晶片的固有频率时，机械振动的幅度和伴随产生的交变电场的强度急剧增大，比其他频率下的振幅大得多，交变电场的强度急剧增大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振。它与这种现象称为压电谐振。它与LCLC回路的谐振现象十分相回路的谐振现象十分相似，石英晶体振荡器就是利用了这种压电谐振的特性。似，石英晶体振荡器就是利用了这种压电谐振的特性。上述特定的频率称为晶体的固有频率或谐振频率。上述特定的频率称为晶体的固有频率或谐振频率。 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换（2 2）符号及等效电路符

30、号及等效电路石英晶体谐振器有两个谐振频率，当石英晶体谐振器有两个谐振频率，当LCRLCR串联支路串联支路谐振时，谐振电路的阻抗为最小，等于谐振时，谐振电路的阻抗为最小，等于R R，谐振频，谐振频率为：率为： 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 当当LCRLCR串联支路谐振时，谐振电路的阻抗为最串联支路谐振时，谐振电路的阻抗为最小，等于小，等于R R，谐振频率为：，谐振频率为：LCfs21 当频率高于时，当频率高于时，L L、C C、R R支路呈感性，可与电支路呈感性，可与电容容C C0 0发生并联谐振，并联谐振频率为：发生并联谐振，并联谐振频率为： 000121CCfCCCCLfsp

31、 石英晶体谐振器有两个谐振频率。石英晶体谐振器有两个谐振频率。由于由于 ，因此，因此 和和 非常接近。非常接近。 0CC sfpf第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 根据石英晶体的等效电路，可定性画出忽略根据石英晶体的等效电路，可定性画出忽略R R以后的电抗以后的电抗- -频率特性。当频率频率特性。当频率 在在 之间时，之间时，等效电路呈电感性；频率等效电路呈电感性；频率 在在 和和 时，等效电时，等效电路呈电阻性；其余频率下等效电路呈容性。路呈电阻性；其余频率下等效电路呈容性。 fsfpffsfpf 可在石英晶体两端并联一个电容器，通过调节可在石英晶体两端并联一个电容器，通过调节其

32、大小实现频率微调。但其容量不能过大，否则其大小实现频率微调。但其容量不能过大，否则Q Q值太小。一般石英晶体谐振器的产品外壳上所值太小。一般石英晶体谐振器的产品外壳上所标的频率是指并联负载电容（如标的频率是指并联负载电容（如3030pFpF）时的并联）时的并联谐振频率。谐振频率。 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换2.2.石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路 石英晶体振荡电路的基本形式有两类：一类是并联型石英晶体振荡电路的基本形式有两类：一类是并联型晶体振荡电路，它是利用晶体作为一个高晶体振荡电路，它是利用晶体作为一个高Q Q值的电感组成值的电感组成振荡电路。另一类是串联型晶体振荡电路，

33、它是利用晶振荡电路。另一类是串联型晶体振荡电路，它是利用晶体工作在时阻抗最小的特点组成振荡电路。体工作在时阻抗最小的特点组成振荡电路。 (1)(1)并联型晶体振荡电路并联型晶体振荡电路 利用石英晶体的利用石英晶体的电感区，将其等效电感区，将其等效为电感，采用电容为电感，采用电容反馈式电路，就构反馈式电路，就构成石英晶体并联型成石英晶体并联型晶体振荡电路晶体振荡电路 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换由于外接电容由于外接电容C C1 1和和C C2 2并联在石英晶体的并联在石英晶体的C C0 0上，总电上，总电容容212100CCCCCC 振荡频率为振荡频率为 00021CCCCLfC

34、C 0spfff0由于由于 振荡频率在石英晶体的串联谐振频率振荡频率在石英晶体的串联谐振频率 和并联和并联谐振频率谐振频率 之间。之间。 sfpf所以所以第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换(2)(2)串联型晶体振荡电路串联型晶体振荡电路 只有在石英晶体呈纯阻性，即产生串联谐振时，只有在石英晶体呈纯阻性，即产生串联谐振时，反馈电压才与输入电压同相，电路才满足正弦波反馈电压才与输入电压同相，电路才满足正弦波振荡的相位平衡条件。振荡的相位平衡条件。 电路的振荡频率为石英晶体的串联谐振频率电路的振荡频率为石英晶体的串联谐振频率 。 sf第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换6.2 非正

35、弦波发生电路非正弦波发生电路 6.2.1 6.2.1 矩形波发生电路矩形波发生电路 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换滞回比较器，滞回比较器，当当 时，时， ； 当当 时，时， 。NuuZoUuNuuZoUu 的阈值电压为的阈值电压为 )(CIuuZTURRRU211 设某一时刻设某一时刻 ，则，则 。 通过通过 对电容对电容C C正向充正向充电。电。 随时间随时间t t增长而逐渐升高；一旦增长而逐渐升高；一旦 过过 , , 就从就从 跃跃变为变为 ，与此同时，与此同时 从从 跃变为跃变为 。随后，。随后， 又通过对又通过对电容电容C C反相充电。反相充电。 随时间随时间t t增长而

36、逐渐降低；一旦增长而逐渐降低；一旦 过过 ， 就从就从 跃变为跃变为 ，与此同时，与此同时 从从 跃变为跃变为 ，电容又，电容又开始正向充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。开始正向充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。 ZoUuTPUuOufRNuNuTUOuZUZUPuTUTUOuNuNuTUOuZUZUPuTUTU第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 由于电路中电容正向充电与反向充电的时间常由于电路中电容正向充电与反向充电的时间常数均为数均为RCRC，而且充电的总幅值也相等。输出为方，而且充电的总幅值也相等。输出为方波。矩形波的宽度与周期波。矩形波的宽度与周期T T之

37、比称为占空比，方波之比称为占空比，方波的占空比为的占空比为50%50%。 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换利用一阶利用一阶RCRC电路的三要素法电路的三要素法 ，可求得，可求得振荡周期振荡周期 )21ln(221RRCRTf振荡频率振荡频率 Tf1 通过以上分析可知，调整电阻通过以上分析可知，调整电阻 、 、 和和电容电容C C的数值可以改变电路的振荡频率，另外调的数值可以改变电路的振荡频率，另外调整电压比较器的电路参数整电压比较器的电路参数 、 和稳压管的稳和稳压管的稳压值压值 可以改变方波发生电路的振荡幅值。可以改变方波发生电路的振荡幅值。 1R1R2R2RfRZU第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 2. 2. 矩形波发生电路矩形波发生电路 第第6 6章章 信号产生与变换信号产生与变换 电路中，若忽略二极管电路中，若忽略二极管D D1 1和和D D2 2的导通电阻，则的导通电阻，则电容电容C C充电回路的电阻为（充电回路的电阻为（ ），而放电回路），而放电回路的电阻为（的电阻为（ ）。）。 1WfRR 2WfRR 电容充电的时间电容充电的时间 )21ln()(2111RRCRRTWf电容放电的时间电容放电的时间 )21ln()(2122RRCRRTWf第第6 6章章