第七章 波形发生电路

1、模拟电子技术模拟电子技术前前 进进第七章第七章 波形发生电路波形发生电路 正弦波发生器（正弦振荡器）、正弦波发生器（正弦振荡器）、非正弦波发生器。非正弦波发生器。 本章主要内容：本章主要内容：返返 回回前前 进进7.1 7.1 正弦振荡器概述正弦振荡器概述 1 1振荡器方框图振荡器方框图 振荡器就是无需输入信号，自发产生一定大小、振荡器就是无需输入信号，自发产生一定大小、一定频率交流信号的电路。一定频率交流信号的电路。 S S接接1 1，有交流信号，有交流信号U Uo o输出；突然再改接输出；突然再改接2 2。 只要保证只要保证U Uf f=U=Ui i，仍有不变的交流信号仍有不变的交流信号V

2、 Vo o输出。输出。 .2 2自激（平衡）条件自激（平衡）条件 为保证振荡平衡，必须有为保证振荡平衡，必须有U Uf f=U=Ui i 即即 F F A A=1=1 或或 FA=1 FA=1 A A+ + F F=2n=2n (n=1(n=1、2 2、3 3、) ). .3 3起振条件起振条件 为保证振荡越来越强，必须有为保证振荡越来越强，必须有U Uf fU Ui i 即即 FAFA1 1 A A+ + F F=2n=2n (n=1(n=1、2 2、3 3、) )4 4正弦振荡器的构成及分类正弦振荡器的构成及分类 由放大器、正反馈网络、选频网络、稳幅由放大器、正反馈网络、选频网络、稳幅措施

3、等四部分构成。措施等四部分构成。 根据选频网络的构成，正弦振荡器分为根据选频网络的构成，正弦振荡器分为RCRC振荡器和振荡器和LCLC振荡器两大类。振荡器两大类。 5 5能否振荡的判断能否振荡的判断 （1 1）首先分析是否具备正弦振荡的四个组成部分）首先分析是否具备正弦振荡的四个组成部分（选频网络和正反馈网络常由同一部分构成）；（选频网络和正反馈网络常由同一部分构成）； （2 2）分析放大器能够正常放大工作（一般检查静态）分析放大器能够正常放大工作（一般检查静态工作点）；工作点）； （3 3）分析电路是否满足自激振荡条件（振幅条件容）分析电路是否满足自激振荡条件（振幅条件容易满足，一般判断相位

4、条件，即是否正反馈）。易满足，一般判断相位条件，即是否正反馈）。 7.2 RC7.2 RC正弦振荡器正弦振荡器 1 1RC选频网络选频网络 在在RCRC串并联网络中，当串并联网络中，当=0 0 =1/RC=1/RC时，时， F Fmaxmax=1/3 =1/3 且且F F=0 =0 ， 其他频率信号的其他频率信号的F F显著显著变小。且变小。且F F00 由此，由此，RCRC串并联网络只允许频率为串并联网络只允许频率为1/RC1/RC（或（或f f0 0=1/2RC=1/2RC）的信号相位不变地通过（从）的信号相位不变地通过（从而实现正反馈）且传输系数最大（而实现正反馈）且传输系数最大（1/3

5、1/3），其），其他频率信号通过很小且相位发生变化（不能他频率信号通过很小且相位发生变化（不能实现正反馈）实现正反馈）近似认为在诸多频率信号近似认为在诸多频率信号中，只允许（选择）中，只允许（选择）0 0信号通过。信号通过。 2 2RC桥式（文氏电桥）振荡器桥式（文氏电桥）振荡器 电路由放大器（同相输入运放构成的负反馈放大电路由放大器（同相输入运放构成的负反馈放大器或两级负反馈放大器）、正反馈网络（器或两级负反馈放大器）、正反馈网络（RCRC串并联串并联网络）、选频网络（网络）、选频网络（RCRC串并联网络）、稳幅措施串并联网络）、稳幅措施（热敏电阻（热敏电阻R Rt t）四部分构成。）四部分

6、构成。 （1 1）电路构成电路构成 f f0 0=1/2RC=1/2RC（2 2）振荡频率振荡频率 调节双联电阻或双联电容即可调节振荡频率。调节双联电阻或双联电容即可调节振荡频率。 放大器的放大器的 A Au u = 1+R = 1+Rt t/R/R1 1 （3 3）振荡条件振荡条件 正反馈系数正反馈系数F = 1/3 只要选取只要选取Rt2R1 ， 就有就有Au3 ，从而满足起振条从而满足起振条件件FA1。 随着振荡的加强，电流变大，随着振荡的加强，电流变大，Rt阻值变小，使得阻值变小，使得FA = 1 ，满足平衡条件，则振荡一直稳定进行下去。满足平衡条件，则振荡一直稳定进行下去。 3 3R

7、C移相式振荡器移相式振荡器 （1 1）RC移相网络移相网络 一级相移网络使信号相位变化一级相移网络使信号相位变化0 09090，三级，三级RCRC相移网络使信号相位变化（移动）相移网络使信号相位变化（移动）180180( (用于实现用于实现正反馈正反馈) )。 （2 2）RC移相式振荡器移相式振荡器 7.3 LC7.3 LC正弦振荡器正弦振荡器 1 1LC并联选频网络并联选频网络 选频特性：选频特性： 当当=o o ， Z Zmaxmax=Z=Zo o=L/RC =L/RC ，且，且F F=0=0，其他频率信号的其他频率信号的Z Z显著变小，且显著变小，且F F00。故认。故认为为LCLC网络

8、具有选频性网络具有选频性仅选择仅选择o o频率信号。频率信号。 2 2变压器反馈式变压器反馈式LC振荡器振荡器 由放大器、选频网络（由放大器、选频网络（LCLC网络）、正反馈网络（带有同网络）、正反馈网络（带有同名端的变压器）和稳幅措施名端的变压器）和稳幅措施（放大器）构成。（放大器）构成。 （1 1）电路构成电路构成（2 2）振荡频率振荡频率 3 3三点式三点式LC振荡器振荡器 必须有必须有X X1 1、X X2 2性质相同，且性质相同，且与与X X3 3相反。此乃构成三端式相反。此乃构成三端式LCLC振荡器的原则。振荡器的原则。简记为：简记为：射同基（集）反射同基（集）反。 （1 1）构成

9、三点式构成三点式LC振荡器的原则振荡器的原则 振荡频率为：振荡频率为： （2 2）电感三端式电感三端式LC振荡器振荡器 其中，其中，L=L1+L2+2M 振荡频率为：振荡频率为： （3 3）电容三端式电容三端式LC振荡器振荡器 其中，其中，C为为C1、C2的串联的串联 7.4 7.4 非正弦波发生器非正弦波发生器 1 1矩形波发生器矩形波发生器 （1 1）矩形波发生器）矩形波发生器 矩形波周期矩形波周期T=2RClnT=2RCln（1+2R1+2R1 1/R/R2 2） 占空比占空比D=1/2D=1/2 （2 2）宽度可调矩形波发生器宽度可调矩形波发生器 矩形波周期矩形波周期T=TT=T1 1+T+T2 2 T T1 1= =（R+RR+Rw w）ClnCln（1+2R1+2R1 1/R/R2 2）T T2 2= =（R+RR+Rw w）ClnCln（1+2R1+2R1 1/R/R2 2） 则则T=TT=T1 1+T+T2 2= =（2R+R2R+Rw w）ClnCln（1+2R1+2R1 1/R/R2 2） 占空比占空比D=TD=T1 1/T=/T=（R+RR+Rw w）/ /（2R+R2R+Rw w） 2 2三角波发生器三角波发生器 U Uomom=R=R1 1U Uz z/R/R2 2 T= T= 4R4R1 1R R4 4C/RC/R