第八章波形发生电路教材

第八章波形发生电路福建师范大学福清分校内容提要1、正弦波振荡电路的分析方法2、RC

正弦波振荡电路3、LC

正弦波振荡电路4、石英晶体振荡器5、非正弦波发生电路

重点1、振荡电路的工作原理、振荡频率及起振条件3、文氏电桥RC振荡电路4、三点式振荡电路5、石英晶体振荡电路

难点振荡条件的判断§

8.1正弦波振荡电路的分析方法§

8.1.1产生正弦波振荡的条件若反馈电压与原输入信号完全相等，反馈信号代替了输入信号电路将产生自激振荡。因此放大电路产生自激振荡的条件是：即：所以产生正弦波振荡的条件是：幅度平衡条件相位平衡条件相位条件意味着振荡电路是正反馈1、检查电路是否具备正弦波振荡的四个组成部分：放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅环节§

8.1.2正弦波振荡电路的组成和分析步骤一、判断能否产生正弦波振荡2、检查放大电路的静态工作点是否保证放大电路正常工作。3、分析电路是否满足自激振荡条件。包括幅度平衡条件和相位平衡条件。二、估算振荡频率和起振条件

振荡频率相位平衡条件决定，起振条件由环路增益决定。令即可求得满足该条件的

。

令的，即得起振条件。§8.2

RC正弦波振荡电路(文氏电桥)§8.2.1

RC串并联网络振荡电路文氏电桥该电路组成放大电路：运放A反馈与选频：R、C串并网络稳幅环节；运放和负反馈支路一、RC串并联网络的选频特性Z1Z2取R1=R2=R，C1=C2=CR1C1

串联阻抗：R2C2

并联阻抗：令则反馈系数RC串并联网络幅频特性相频特性有最大值，且

F=0。当时二、振荡频率与起振条件1、振荡频率2、起振条件当时，由起振荡条件知：由同相比例运放的电压放大倍数即要求：三、振荡电路中的负反馈(自动稳幅)该电路既引入正反馈又引入负反馈。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，其反馈系数

RC文氏桥振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻RT实现的。RT是负温度系数热敏电阻，当输出电压升高，RT上所加的电压减小，即温度升高，RT的阻值减小，负反馈增强，输出幅度下降。反之输出幅度增加。若热敏电阻是正温度系数，应放置在R‘的位置。四、振荡频率的调节 调节电阻R或电容C的值，即可调节振荡频率振荡频率的调节 利用波段开关换接不同容量的电容，对频率进行粗调 利用同轴电位器，对振荡频率进行细调。§8.3LC正弦波振荡电路

LC正弦波振荡电路的构成与RC正弦波振荡电路相似，包括有放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路。这里的选频网络是由LC并联谐振电路构成，正反馈网络因不同类型的LC正弦波振荡电路而有所不同。一、LC并联电路的特性二、变压器反馈式振荡电路三、三点式振荡电路§8.3.1

LC

并联电路的特性并联电路的导纳：当回路发生并联谐振,回路呈纯阻并联谐振回路当Q

>>1时令Q为谐振回路的品质因数为谐振频率回路等效阻抗：LC并联回路的阻抗：发生并联谐振时：在谐振频率附近，Q值不同，回路的阻抗不同。回路品质因素

F+90º-90º感性纯阻容性结论：

当时，电路为纯电阻性，等效阻抗最大；当时，电路为感性；当时，电路为容性。所以LC并联电路具有选频特性。电路的品质因数Q愈大，选频特性愈好。由作出不同Q值幅频特性，相频特性。§8.3.2变压器反馈式振荡电路一、电路组成放大电路：共射放大电路选频网络：LC振荡回路反馈网络：变压器副边N2

-

二、振荡频率和起振条件振荡频率起振条件变压器反馈式振荡电路Xui二、用瞬时极性判断满 足相位平衡条件。§8.3.3电感三点式振荡电路一、电路组成放大电路：共射放大电路选频网络：LC并联回路反馈网络：L2

用瞬时极性判断为正反馈满足相位平衡条件。-

-二、振荡频率和起振条件振荡频率起振条件电感三点式振荡电路§8.3.4电容三点式振荡电路一、电路组成与电感三点式类似不同点反馈支路由C2构成用瞬时极性判断为正反馈满足相位平衡条件。二、振荡频率和起振条件振荡频率起振条件

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§8.3.5电容三点式改进型振荡电路为了减小了三极管极间电容对振荡频率的影响，引入了改进型的振荡电路选择则：该电路的振荡频率为电容三点式改进型振荡电路§8.4石英晶体振荡器一、基本特性正效应：在石英晶片的两极加一电场，晶片将产生机 械变形。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。§

8.4.1石英晶体的基本特性和等效电路石英晶体最基本的特性是具有压电效应

逆效应：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。二、等效电路等效电路符号石英晶体振荡器及外形图串联谐振频率并联谐振频率三、电抗频率特性OfX容性容性感性§8.4.2石英晶体振荡电路一、并联型石英晶体振荡电路振荡频率：这时石英晶体起电感的作用当其中振荡频率：二、串联型石英晶体振荡电路这时石英晶体起反馈的作用，工作于串联谐振频率时引入正反馈当其中§8.5非正弦波发生电路§8.5.1矩形波发生电路一、电路组成由滞回比较电 路和RC定时电路构成的滞回比较器：集成运放、R1、R2充放电回路：R、C钳位电路：VDZ、R3二、工作原理设时，，则当时，则当时，输出又跳变为，输出跳变，ZoUu+=一、电路组成§8.5.2三角波发生电路二、工作原理OuO1tOuOt当时，滞回比较器的输出发生跳变， 由滞回比较器和积分器闭环组合而成的。积分器的输出反馈给滞回比较器，作为滞回比较器的设时，三角波的输出幅度三、输出幅度和振荡周期跳变条件时，振荡周期当uO1发生跳变时，三角波输出达到最大值。§8.5.3锯齿波发生电路在三角波的基础上，将积分电容的充电