9-波形发生器教学课件

9波形发生器9波形发生器9波形发生器第九章波形发生器9.1正弦波振荡电路的分析方法9.2RC正弦波振荡电路9.3LC正弦波振荡电路9.4石英晶体振荡器9.5非正弦波发生电路29.1正弦波振荡电路的分析方法9.1.1产生正弦波振荡的条件如果反馈电压uf与原输入信号ui完全相等，则即使无外输入信号，放大电路输出端也有一个正弦波信号——自激振荡。图9.1.1反馈放大电路产生自激振荡的条件3图

9.2.29.2.1

RC串并联网络的选频特性Z1Z2取R1=R2=R，C1=C2=C，令

则：9.2

RC正弦波振荡电路6得RC串并联电路的幅频特性为：相频特性为：最大，F=0。0F01/3+90º-90º图

9.2.379.2.2

RC串并联网络振荡电路电路组成：放大电路

——集成运放A；选频与正反馈网络——R、C串并联电路；稳幅环节——RF与R

组成的负反馈电路。图

9.2.18二、振荡频率与起振条件1.振荡频率2.起振条件f=f0时，由振荡条件知：所以起振条件为：同相比例运放的电压放大倍数为即要求：9三、振荡电路中的负反馈引入电压串联负反馈，可以提高放大倍数的稳定性，改善振荡电路的输出波形，提高带负载能力。反馈系数改变RF，可改变反馈深度。增加负反馈深度，并且满足则电路可以起振，并产生比较稳定而失真较小的正弦波信号。采用具有负温度系数的热敏电阻RT代替反馈电阻RF，可实现自动稳幅。RT图

9.2.4109.3

LC

正弦波振荡电路

9.3.1

LC

并联电路的特性当频率变化时，并联电路阻抗的大小和性质都发生变化。并联电路的导纳：当电路发生并联谐振。图

9.3.111并联谐振角频率令：——谐振回路的品质因数当Q>>1时谐振频率：12回路等效阻抗：LC并联回路的阻抗：发生并联谐振时，在谐振频率附近，可见，Q值不同，回路的阻抗不同。13不同Q

值时，LC并联电路的幅频特性：Z01Z02Q1>Q2Q1Q2相频特性：F+90º-90ºQ1Q2Q1>Q2感性纯阻容性结论：

1.当f=f0

时，电路为纯电阻性，等效阻抗最大；当f<f0

时，电路为感性；当f>f0

时，电路为容性。所以LC并联电路具有选频特性。

2.电路的品质因数Q愈大，选频特性愈好。图

9.3.214谐振时LC

回路中的电流电容支路的电流：并联回路的输入电流：所以：当

Q>>1时，

结论：谐振时，电容支路的电流与电感支路的电流大小近似相等，而谐振回路的输入电流极小。159.3.2变压器反馈式振荡电路一、电路组成用瞬时极性判断为正反馈，所以满足自激振荡的相位平衡条件。-二、振荡频率和起振条件振荡频率起振条件图

9.3.3

变压器反馈式振荡电路169.3.3电感三点式振荡电路一、电路组成用瞬时极性判断为正反馈，所以满足自激振荡的相位平衡条件。---二、振荡频率和起振条件振荡频率起振条件图

9.3.4179.3.4电容三点式振荡电路一、电路组成用瞬时极性判断为正反馈，所以满足自激振荡的相位平衡条件。二、振荡频率和起振条件振荡频率起振条件---图

9.3.5189.3.5电容三点式改进型振荡电路振荡频率选择C<<C1，C<<C2，则：减小了三极管极间电容对振荡频率的影响，适用于产生高频振荡。图

9.3.619名称变压器反馈式电感三点式电容三点式电容三点式改进型电路形式振荡频率起振条件同左频率调节方法及范围频率可调，范围较宽。同左频率可调，范围较小。同左振荡波形一般较差好好频率稳定度可达10-4同左可达10-4~10-5可达10-5适用频率几千赫~几十兆赫同左几兆赫~一百兆赫同左表9-2各种LC

振荡电路的比较209.4石英晶体振荡器9.4.1石英晶体的基本特性和等效电路一、基本特性

压电效应：在石英晶片的两极加一电场，晶片将产生机械变形；若在晶片上施加机械压力，在晶片相应的方向上会产生一定的电场。

压电谐振：晶片上外加交变电压的频率为某一特定频率时，振幅突然增加。21二、等效电路符号：串联谐振频率并联谐振频率电抗频率特性OfXfsfp容性容性感性图

9.4.1图

8.4.2229.4.2石英晶体振荡电路一、并联型石英晶体振荡电路交流等效电路振荡频率由于图

9.4.323二、串联型石英晶体振荡电路图

9.4.4

串联型石英晶体振荡电路当振荡频率等于fS

时，晶体阻抗最小，且为纯电阻，此时正反馈最强，相移为零，电路满足自激振荡条件。振荡频率调节R

可改变反馈的强弱，以获得良好的正弦波。249.5非正弦波发生电路9.5.1矩形波发生电路一、电路组成RC

充放电回路滞回比较器图

9.5.1图

9.5.2滞回比较器：集成运放、R1、R2；充放电回路：R、C；钳位电路：VDZ、R3。25二、工作原理设t=0时，uC=

0，uO=+UZ则tOuCOuOtu+u-当u-=uC

=u+

时，t1t2则当u-=uC

=u+

时，输出又一次跳变，uO=+UZ输出跳变，uO=-UZ图

9.5.326三、振荡周期电容的充放电规律：对于放电，解得：结论：改变充放电回路的时间常数及滞回比较器的电阻，即可改变振荡周期。t1t2tOuCOuOtt3图

9.5.327四、占空比可调的矩形波发生电路图

9.5.4使电容的充、放电时间常数不同且可调，即可使矩形波发生器的占空比可调。tOuCuOtOT1T2T充电时间T1放电时间T2占空比D图

9.5.528图

9.5.6一、电路组成9.5.2三角波发生电路二、工作原理OuO1tOuOt当u+=u-

=0时，滞回比较器的输出发生跳变。图

9.5.729三、输出幅度和振荡周期解得三角波的输出幅度当u+=u-

=0时，uO1跳变为-UZ，uO

达到最大值Uom

。振荡周期30图

9.5.89.5.3锯齿波发生电路一、电路组成OuO1tOuOtT1T2T