正弦波与方波产生电路教学教材

1、正弦波与方波产生正弦波与方波产生(chnshng)电路电路第一页，共23页。AiXBfXidXoX12fX让反馈信号让反馈信号 维持与维持与 相同相同，可以推出可以推出idXAB=1正弦波信号正弦波信号(xnho)发生器发生器第二页，共23页。1. 正弦波振荡正弦波振荡(zhndng)的平衡条件的平衡条件() ()1A jB j 02A jB jn幅值平衡条件幅值平衡条件相位相位(xingwi)平衡条件平衡条件2012,ABnn， ，或者或者(huzh)第三页，共23页。一个振荡器，只在振荡频率一个振荡器，只在振荡频率(pnl)f0(pnl)f0时满足相位平衡时满足相位平衡条件。条件。平衡条件

2、讨论平衡条件讨论(toln)(toln)a. 相位相位(xingwi)平平衡条件衡条件在电路中应包含选频网络在电路中应包含选频网络放大环节放大环节 A正正反馈网络反馈网络F.XfXidXo第四页，共23页。1AB 若若 , ,则电路减幅振荡，最后则电路减幅振荡，最后(zuhu)(zuhu)停止停止振荡。振荡。1AB 若若 ，电路增幅，电路增幅(zn f)(zn f)振荡。振荡。b. 幅度幅度(fd)平衡条平衡条件件AB=1是是维持等幅振荡的唯一条件维持等幅振荡的唯一条件放大环节放大环节A正正反馈网络反馈网络F.Xf.Xid.Xo第五页，共23页。2振荡的建立振荡的建立(jinl)与与稳定稳定

3、振荡电路振荡电路(zhn dn (zhn dn din l)din l)的起振条件：的起振条件：AB 1 AB=1只能只能维持振荡，但不能建立振荡维持振荡，但不能建立振荡输出输出(shch)(shch)幅值越来越大，最后出现非线性失幅值越来越大，最后出现非线性失真。真。放大电路中还应包含稳幅环节放大电路中还应包含稳幅环节第六页，共23页。AF=1AF 1起振起振维持维持(wich)(wich)振振荡荡自激振荡电路自激振荡电路(dinl)(dinl)的起振的起振过程过程第七页，共23页。产生正弦波电路产生正弦波电路(dinl)的四个组成部分的四个组成部分 放大电路放大电路(dinl): 保证电路

4、保证电路(dinl)能够有从起振能够有从起振到动态平衡的到动态平衡的 过程过程选频网络选频网络: 确定确定(qudng)电路的振荡频率电路的振荡频率正反馈网络正反馈网络: 使放大电路的输入信号等于反馈信使放大电路的输入信号等于反馈信 号号稳幅环节稳幅环节:非线性环节，使得输出信号幅值稳定非线性环节，使得输出信号幅值稳定第八页，共23页。RC正弦波振荡电路(zhn dn din l)0oA uo R2 R1 R uo C R C R2 R1 211RAR 第九页，共23页。RC正弦波振荡电路(zhn dn din l)1/()1()111()/3()foRXjj CB jXjRRjRCj Cj

5、CRC1oRC13B R uo C R C R2 R1 2113RAR 当当振荡振荡(zhndng)频率为频率为12ofRC第十页，共23页。 R uo C R C R2 R1 D1D2自动增益稳幅自动增益稳幅第十一页，共23页。矩形矩形(jxng)波产波产生电路生电路 R1 R2 uo +(UZ+UD) uiRC第十二页，共23页。工作工作(gngzu)原原理理设设t=0时时uC(0)=0 uO= +UZ则则=+BUZ112RORuuRR112()RBRR112()ZRURRRAuRCR1R2R3uOUZDZuPuNuC+第十三页，共23页。uC按指数规律按指数规律(gul)上升上升a. 当

6、当t0时时电容电容(dinrng)C充电充电uOuCOtuO, uC UZ UZ BUZ BUZiCuO、uC波波形图形图 uO=+UZRAuRCR1R2R3uOUZDZuPuNuC+第十四页，共23页。uC按指数按指数(zhsh)规律上升规律上升电容电容(dinrng)C充电充电uOuCOtuO, uC UZ UZ BUZ BUZiCuO、uC波波形图形图 uO=-UZRAuRCR1R2R3uOUZDZuPuNuC+b. 当当uCBUZ 时时第十五页，共23页。uC按指数规律按指数规律(gul)下降下降电容电容(dinrng)C放电放电uOuCOtuO, uC UZ UZ BUZ BUZiC

7、uO、uC波波形图形图RAuRCR1R2R3uOUZDZuPuNuC+c. 当当uO= UZ时时uR= BUZ第十六页，共23页。uC按指数按指数(zhsh)规律下降规律下降电容电容(dinrng)C放电放电uOuCOtuO, uC UZ UZ BUZ BUZiCuO、uC波波形图形图RAuRCR1R2R3uOUZDZuPuNuC+d. 当当uO= UZ时时uR= BUZ第十七页，共23页。根据根据(gnj)三要素法三要素法3. 主要参数计算主要参数计算(j sun) 如果选定时间起点如果选定时间起点(qdin)(qdin)为为t2t2，那么那么(0)ZCuBU Z)(UuC RC tCCCC

8、uuutu e)()0()()(tOuOuCt1t2 UZ UZ+BUZ2T2T BUZuO , uC振荡频率振荡频率第十八页，共23页。由此得电路由此得电路(dinl)的振荡的振荡周期周期当当 t=T/2 时时( /2)ZCuTBU即即/ 2ZZZZeTBUUBUU 122ln(12/)TRCRRtOuOuCt1t2 UZ UZ+FUZ2T2T FUZuO , uC第十九页，共23页。01212ln(12/)fRCRR振荡振荡(zhndng)频率频率第二十页，共23页。答答 如果将方波信号发生器中的电容如果将方波信号发生器中的电容C的充电和放电回的充电和放电回路路(hul)分开分开,使充电使充电和放电的时间常数和放电的时间常数不相等，即可改变不相等，即可改变信号的占空比。信号的占空比。改进改进(gijn)(gijn)电电路路AuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+R+RD1D2第二十一页，共23页。振荡周期振荡周期3/2()(1)()TR CTZTTUUUeU 电容充电电容充电(chng din)的起始值为的起始值为-UT，终止值为，终止值为+UT，时间常，时