第八章 信号产生电路

第八章信号产生电路8.1产生正弦波振荡的条件8.2RC正弦波振荡电路8.3非正弦波发生电路8.1.2

正弦波振荡电路的组成及分类8.1.3

判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法和步骤8.1产生正弦波振荡的条件8.1.1

产生正弦波振荡的条件2/24/2024输出的交流电能量是从直流电源能量转换而来的。正弦波振荡电路是在没有外加输入信号的情况下，依靠电路自激振荡而产生正弦波输出电压的电路。8.1.1产生正弦波振荡的条件

负反馈放大电路的方框图及增益：当时，负反馈；当时，正反馈；当时，在没有输入信号的情况下，仍有信号输出，——放大电路的自激；A·12F·A·+-×F·+8.1.1产生正弦波振荡的条件

输出量通过反馈网络产生反馈量作为放大电路的输入量，而输入量又通过放大电路维持着输出量：正弦波振荡平衡条件：于是得幅值平衡条件相位平衡条件放大电路本身的相位移反馈网络的相位移n为整数

A·+-×F·+A·12F·8.1.1产生正弦波振荡的条件

自激振荡一旦建立起来，它的振幅要受到电路中放大元件的非线性因素的限制，最终趋于稳态；能够使己经建立并进入稳态的振荡维持下去。相位平衡是振荡的首要条件。为使输出量在合闸后能够有一个从小到大直至平衡在一定幅值的过程，电路的起振条件为而正弦波振荡平衡条件：8.1.1产生正弦波振荡的条件

正弦波振荡电路必须由以下四个部分组成：(1)放大电路保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，(3)选频网络确定电路的振荡频率fo

，使电路产生单一频率的振荡；一个正弦波振荡电路只在fo下满足相位平衡条件。(2)正反馈网络引入正反馈，用反馈信号取代输入信号。通常选频网络兼正反馈网络。实现能量的控制，负反馈放大电路。(4)稳幅环节非线性环节，使输出信号幅值稳定。8.1.2正弦波振荡电路的组成及分类

正弦波振荡电路用选频网络所用元件来命名：RC正弦波振荡电路：振荡频率较低，1MHZ以下；LC正弦波振荡电路：振荡频率较高，1MHZ以上；石英晶体正弦波振荡电路：等效为LC正弦振荡电路，振荡频率非常稳定。8.1.2正弦波振荡电路的组成及分类

(1)观察电路是否包含了放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节四个组成部分；(2)判断放大电路是否能够正常工作。是否有合适的静态工作点；动态信号是否能够输入、输出和放大；(3)判断电路是否满足正弦波振荡的相位平衡条件；+–+–则满足相位条件，

不满足相位条件，(4)判断电路是否满足正弦波振荡的幅值条件(起振条件)；分别求解出电路的然后判断是否大于1。有可能产生正弦波振荡

不可能产生正弦波振荡8.1.3判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法和步骤

8.2.2RC桥式正弦波振荡电路8.2RC正弦波振荡电路8.2.1RC串并联选频网络2/24/2024低频段等效电路及其相量图高频段等效电路及其相量图RC串并联选频网络(b)(c)8.2.1RC串并联选频网络(正反馈网络)[例题]一节RC高通或低通电路的最大相移绝对值小于90

，试从相位平衡条件出发，判断电路能否振荡。RCCRRf-+ACR移相式正弦波振荡电路+–一节RC高通电路是相位超前电路，相移0

~90

，又称移相网络。三节RC移相网络，最大相移可接近270

，在特定频率下，每节移相60

，三节则移相180

。振荡频率+可以振荡8.2.1RC串并联选频网络(正反馈网络)一节RC高通或低通电路的最大相移绝对值小于90

，试从相位平衡条件出发，判断电路能否振荡。[例题]RCCRf-+AR+–二阶RC高通最大移相接近180

，但此时频率已接近零。不能振荡8.2.1RC串并联选频网络(正反馈网络)CCRRZ1Z28.2.1RC串并联选频网络(正反馈网络)CCRRZ1Z2幅频响应1/310.1100相频响应10.110090°-90°幅频响应的幅值最大，相频响应的相角为零，

Uf

与Uo

同相位。..振荡频率8.2.1RC串并联选频网络(正反馈网络)放大电路选频网络(1)放大电路串联电压负反馈放大电路，具有高输入阻抗和低输出阻抗；(2)选频网络Z1Z2——兼作正反馈网络Z1：RC串联电路，Z2：RC并联电路，Z1,Z2

和R1,Rf

形成一个四臂电桥，电桥的对角线顶点接到放大电路的两个输入端，是集成运放的净输入电压。8.2.2RC桥式正弦波振荡电路(文氏电桥）

CRf﹢﹣R1CRR使放大电路的放大倍数略大于3，其输出波形为正弦波。适当调整负反馈的强弱，有可能振荡。满足相位平衡条件，Uf

与Uo

同相位，..放大电路由放大电路和Z1Z2组成的反馈网络形成正反馈系统，8.2.2RC桥式正弦波振荡电路(文氏电桥）

T用具有负(或正)温度系数的热敏电阻代替

Rf

(R1

)，CRf﹢﹣R1CRRZ1Z2CRf﹢﹣R1CRRZ1Z2振荡频率是由相位平衡条件所决定的，才满足相位平衡条件。建立振荡条件：一开始要求

达到稳态平衡状态时

8.2.2RC桥式正弦波振荡电路(文氏电桥）

[例题]R-+CCRR1D1R3D2R2A电路,已知A为运放741,其最大输出电压为

14V。图示电路为RC桥式正弦波振荡8.2.2RC桥式正弦波振荡电路(文氏电桥）

(1)图中用二极管D1,D2作为自动稳幅元件，试分析它的稳幅原理；(2)设电路已产生正弦波稳幅振荡,当输出电压达到正弦波峰值时，二极管的正向压降约为0.6V，试粗略估算出电压的峰值Uom；(3)试定性说明因不慎使R2短路时,输出电压uo的波形；(4)试定性画出当R2不慎开路时,输出电压uo的波形，并标明振幅。[例题]R-+CCRR1D1R3D2R2A电路,已知A为运放741,其最大输出电压为

14V。图示电路为RC桥式正弦波振荡解：

(1)图中用二极管D1,D2作为自动稳幅元件，试分析它的稳幅原理；当uo幅值很小时，D1,D2截止，相当于开路有利于起振；当uo幅值较大时，D1或D2导通，减小，A随之下降，当rD达到1.86kΩ时，uo趋于稳定；8.2.2RC桥式正弦波振荡电路(文氏电桥）

[例题]电路,已知A为运放741,其最大输出电压为

14V。图示电路为RC桥式正弦波振荡解：R-+CCRR1D1R3D2R2A(2)设电路已产生正弦波稳幅振荡,当输出电压达到正弦波峰值时，二极管的正向压降约为0.6V，试粗略估算出电压的峰值Uom；稳幅时根据得0.6Vi于是8.2.2RC桥式正弦波振荡电路(文氏电桥）

[例题]电路,已知A为运放741,其最大输出电压为

14V。图示电路为RC桥式正弦波振荡解：R-+CCRR1D1R3D2R2A0.6Vi(3)试定性说明因不慎使R2短路时,输出电压uo的波形；电路停振；(4)试定性画出当R2不慎开路时,输出电压uo的波形，并标明振幅。没有负反馈，uo/Vt014-148.2.2RC桥式正弦波振荡电路(文氏电桥）

8.3.3

三角波发生电路8.3非正弦波发生电路