《模拟电子技术》课件项目7波形的产生和变换电路1-正弦信号发生器

项目6功率放大电路学习要点（1）电路作用-重点（2）特点及要求--重点（3）类型-重点（依电路组成：分离元件、集成；依工作状态：甲类、已类、甲已类-实用）（4）电路结构（-重点）及工作过程分析（5）记结论。电子应用电路示例-光控小夜灯（三极管开关状态效率高-功率放大器的启发）白天光敏电阻2千欧，三极管截止；晚上光敏电阻300千欧，三极管饱和导通。电子应用电路示例-光控小夜灯白天光敏电阻小，三极管Q1导通，Q2截止LED灯灭；晚上大，三极管Q1截止，Q2饱和导通，LED灯亮。电位器调节光敏电阻灵敏度的作用，当把RP电阻调小时，Q1基极分得的电压将减小，也就是说要周围光照很强时，才能是三极管Q1导通；反之把RP电阻调大时，Q1基极分得的电压将变大，需要等周围光照变得很弱时，才能是三极管Q1截止继电器拓展功率及其它设备电子应用电路示例-LED恒流驱动制作实用-视频自查-楼道声光控开关LED恒流驱动三极管应用电路原理图电子应用电路示例-传感器应用实例(电子称烟雾报警）-视频电子应用电路示例-电饭煲原理与维修技术-视频项目7学习要点（1）电路作用-重点（2）基本概念、原理及条件--重点、难点（3）类型（4）电路结构（-重点）（5）电路分析（难点）-组成、工作过程、正反馈（重点）（6）记结论：谐振频率。项目7波形的产生和变换电路概况1、引入及作用波形发生电路和波形变换电路在实验室、测量、自动控制、通讯、无线电广播和遥测遥感等许多技术领域中有着广泛的应用，收音机、电视机和电子钟表等日常生活用品也离不开它。生活、工作中各种声音2、波形发生电路：它们不需要外加输入信号就能产生各种周期性的连续波形，例如正弦波、方波、三角波和锯齿波等。波形发生电路包括正弦波振荡电路和非正弦波振荡电路。

3、波形变换电路：能将一种波形变换成另一种波形，例如将方波变换成三角波，将三角波变换成锯齿波或正弦波等。3、信号产生电路(振荡器)-分类2）依波形正弦波振荡（振荡元件）非正弦波振荡：RC振荡器(1kHz~数百kHz)LC振荡器(几百kHz以上)石英晶体振荡器(频率稳定度高)方波、三角波、锯齿波等主要性能要求：输出信号的幅度准确稳定输出信号的频率准确稳定1）依核心元件：分离、集成用集成电路实现的信号波形发生器与其他信号波形发生器相比,其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标,都有了很大的提高。4、自激振荡-------

不需要外加激励，自己就可以将直流能量转换为一定频率和一定幅度的交流信号输出的现象。

能产生自激振荡的电路称为振荡器，又叫自激振荡器。第5章信号产生电路7.1正弦波振荡电路的基本理论

1.振荡产生的基本原理不需要外加激励信号，电路就能产生输出信号的电路称为信号发生电路或波形振荡器。能产生正弦波信号的电路称为正弦波振荡电路或正弦振荡器。振荡的起振波形和结构框图如图7-1所示。2.振荡的平衡条件和起振条件

(1)振荡平衡条件振荡的平衡条件包括振幅平衡条件和相位平衡条件。1)振幅平衡条件：要求振荡电路的反馈电压uf与输入电压ui的幅值要相等，这是振荡电路能够振荡所必需的第一个条件。2)相位平衡条件：要求振荡电路的反馈电压uf与输入电压ui相位必须相同，也就是说，必须保证反馈电路是正反馈，这是振荡电路能够振荡所必需的第二个条件。(2)振荡的起振条件3.正弦波振荡电路的组成及作用

(1)放大电路在振荡电路中，放大电路主要作用是满足振荡电路的振幅条件，如果没有放大信号，振荡电路就会逐渐衰减，不能产生持续的正弦波振荡。

(2)正反馈网络正反馈网络的主要作用是形成正反馈，满足振荡电路的相位条件。

(3)选频网络选频网络的主要作用是选取单一频率的正弦波信号。

(4)稳幅环节稳幅环节的主要作用是使电路起振后满足|AF|=1,振荡幅值稳定，改善波形，通过负反馈实现。4.正弦波振荡电路能否振荡的判断方法

(1)检查电路是否具有放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅环节。

(2)检查放大电路是否工作在放大状态。

(3)分析电路是否满足自激振荡条件（重点、难点）。

5.正弦波振荡电路类型

(1)RC振荡电路选频网络由R、C元件组成。

(2)LC振荡电路选频网络由L、C元件组成。

(3)石英晶体振荡电路选频作用主要依靠石英晶体谐振器来完成。6、自激振荡的工作原理-虚拟（1）单刀开关掷于“2”（2）单刀开关掷于“1”7、正弦波振荡器实际工作过程-了解（1）通电、元件老化、温度波动等干扰包含无数个频率成分的微弱信号，“原始激励信号”。不是无中生有（2）利用选频及正反馈对所需单一频率进行循环放大，“起振”。（3）利用稳幅环节输出单一所需频率及幅值信号。|AF|=17.2.1文氏电桥振荡器（RC振荡器）-重点1.RC桥式振荡电路-基本形式（实验室分离元件组成）7.2正弦波振荡电路2、RC串并联选频网络及原理-谐振频率

R

R

C

C__++

Z2

Z1RC串并联选频网络

R

C__++低频等效电路

R

C__++高频等效电路

7.2正弦波振荡电路谐振频率：谐振频率U1、U2同相位，满足正反馈RC串并联选频网络的电压传输系数（或称反馈系数）为:

幅频特性

相频特性

幅频特性曲线

相频特性曲线

3、正反馈系数：F=1/31）RC串并联选频网络及正反馈（正反馈系数F=1/3）

2）同相比例运算放大电路：4、电路分析起振条件，因为|AF|>1，即A>3；3）具有稳幅RC振荡器实用-示例稳幅分析：R4具有正的温度系数，起振时：电压小电阻小，A=1+R3/R4，即A>3；正反馈循环放大，电压大电阻大，A=3；完成稳幅。7.2.2

LC正弦波振荡电路1、定义：由电感、电容构成的振荡器称为LC振荡器。2、LC振荡器分类变压器反馈式振荡器三点式振荡器3.

变压器反馈式LC振荡器+VCCCBMRE+CE+RB1RB2+

LfLC++__+++反馈网络

谐振放大器

信号产生电路（1）电路原理图

振荡器为正反馈(2)

工作原理(3)振荡频率及电路特点变压器反馈式振荡器的振荡频率为特点结构简单容易起振调节方便简易交流通路4.

三点式振荡器1)

工作原理2)振荡频率及电路特点特点容易起振

调节方便(1).电感三点式振荡器+VCCCBMRE+CE+RB1RB2+

L1L2C3+_+++RC12+CC4.

三点式振荡器2)

工作原理C、L1和L2构成谐振回路的三个端点分别与晶体管的三个极相连接，且反馈信号由电感线圈L2上取得，故称为电感三点式振荡器。3)振荡频率及电路特点1).简易交流通路(2).电容三点式振荡器特点结构简单输出波形好振荡频率高+VCCCBRE+CE+RB1RB2+

LC13+_+++RC12C21)

工作原理2)振荡频率及电路特点L、C1和C2构成谐振回路的三个端点分别与晶体管的三个极相连接，且反馈信号由电容C2上取得，故称为电容三点式振荡器。第5章信号产生电路(3).

三点式振荡器的组成法则

在三点式振荡器的三个电抗中，和发射极相接的是两个同性质的电抗，另两极相接的则是异性质的电抗。(4).

改进型电容三点式振荡器

改进型电容三点式振荡器有克拉泼振荡器和两种。(1)克拉泼振荡器+VCCRERB1RB2LC1RCC2C3CBLC1CiC3C2Co第5章信号产生电路LC1CiC3C2Co回路的总电容C为：振荡频率fo为：

(2)西勒振荡器+VCCRERB1RB2LC1RCC2C4CBC3振荡频率fo为：

第5章信号产生电路7.2.3石英晶体振荡电路-广泛应用石英晶体振荡器具有极高的频率稳定性，其值用频率的相对变化量表示，可达10-9~10-11。而一般LC振荡电路的频率稳定度通常无法达到10-4。所以在要求频率稳定度高的场合，常采用石英晶体振荡电路，例如，它广泛应用于标准频率发生器、频率计、电话、电视、计算机等设备中。1.

石英晶体的谐振特性与等效电路

天然石英晶体的化学成分是二氧化硅（SiO2），石英晶体是利用石英晶体的压电效应而制成的，具有谐振特性。

(1).符号和等效电路符号C1r1C2r2C3L3r3L1L2Co交流等效电路CqrqLqCo(2).串联谐振和并联谐振

在图右所示的电路中，忽略等效电阻rq的影响，信号频率增加，当Cq的容抗与Lq感抗相等时，Cq

、Lq支路发生串联谐振，此时的频率称为晶片的串联谐振频率，用fs表示。

CqrqLqCo

当串联总感抗刚好和C0的容抗相等时，谐振回路产生并联谐振，此时的频率称为晶片的并联谐振频率，用fp表示。1.

石英晶体振荡器用石英晶体组成的振荡器称为石英晶体振荡器。石英晶体振荡器并联型串联型(1).串联型石英晶体振荡器uoV2C1C2R1R2R3R4R5Rp+VCC+++V1

由石英晶体和可变电阻Rp构成了两级放大器之间的正反馈电路。当反馈信号的频率等于晶体的串联谐振频率时，此时正反馈最强，电路满足振荡