第九章波形发生及变换电路 §1正弦波振荡电路的基本原理 §2RCT正弦波振荡电路 3LC正弦波振荡电路 §4石英晶体振荡器 §5电压比较器 §6非正弦信号产生电路
第九章 波形发生及变换电路 §1 正弦波振荡电路的基本原理 §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 电压比较器 §6 非正弦信号产生电路
§1正弦波振荡电路的基本原理 正弦波振荡电路是用来产生一定频率和幅度的正 弦波信号的电路，电路中只有直流源而没有外接信号 源。其频率范围很广，可以从零点几Hz到几百MH以 上，其输出功率可以从几mW到几十mW。 。自激振荡的条件 ·正弦波振荡电路的组成 正弦波振荡电路的类型 正弦波振荡电路的分析步骤
§1 正弦波振荡电路的基本原理 • 自激振荡的条件 • 正弦波振荡电路的组成 • 正弦波振荡电路的类型 • 正弦波振荡电路的分析步骤 正弦波振荡电路是用来产生一定频率和幅度的正 弦波信号的电路，电路中只有直流源而没有外接信号 源。其频率范围很广，可以从零点几Hz到几百MHz以 上，其输出功率可以从几mW到几十mW
起振与稳幅：输出电压从幅值很小、含有丰富频率，到仅有 一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。 T1本中 Time Channel_A Channel_B 25.000ms 0.021 pV Reverse T2中中 75.000ms 190.443n/ Save T2-.T1 50.000ms 190.443n/ GNDC Timebase Channel A- Channel B Trigger Scale 5 ms/Div Scale 5 nWDiv Scale 2 mVDiv Edge C X position 0.2 Y position D Y position D Level 6 YIT Add B/A AB AC D DC ac0Dc·C Sing.Nor.Auto A BExt
起振与稳幅：输出电压从幅值很小、含有丰富频率，到仅有 一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅
起振与稳幅：输出电压从幅值很小、含有丰富频率，到仅有 一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。 频率逐渐变 为单一 Time T1 Channel_A Channel_B 35.000ms 402.814p/ Reverse T2的中 85.000ms 7.586席 Save T2.T1 50.000ms 7.586脑 GNDC Timebase Channel A- Channel B- Trigger Scale 5 ms/Div Scale 200 nVYDiv- Scale 2 mWDiv Edge X position 0.2 Y position 0 Y position 0 Level 0 Y/T Add B/A AB AC D DC AC D DCC Sing.Nor.Auto A BExt
起振与稳幅：输出电压从幅值很小、含有丰富频率，到仅有 一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。 频率逐渐变 为单一
起振与稳幅：输出电压从幅值很小、含有丰富频率，到仅有 一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。 振幅越来越大 Time Channel A Channel B T1◆ 120.000ms 31.115mM Reverse T2中 170.000ms 3.490V Save T2.T1 50.000ms 3.521V GNDC Timebase Channel A- Channel B Trigger Scale 5 ms/Div Scale 5 WDiv Scale 2 mVDiv dgeF飞C X position 0.2 Y positionD Y position D Level 0 Y/T Add B/AA/B AC D DC AC o DC.C Sing.Nor.Auto A B Ext
起振与稳幅：输出电压从幅值很小、含有丰富频率，到仅有 一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。 振幅越来越大
起振与稳幅：输出电压从幅值很小、含有丰富频率，到仅有 一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。 趋于稳幅 T1◆ Time Channel A Channel B 137.333ms 1.473/ Reverse T2中 187.333ms 13.184/ Save T2-T1 50.000ms 11.711 GNDC Timebase Channel A- Channel B Trigger Scale 5 ms/Div Scale5 WDiv 6dgeF飞 X position 0.2 Y position D Y position 0 Level D Y/T Add B/AA/B AC D DC AC o Dc.C Sing.Nor.Auto A B Ext
起振与稳幅：输出电压从幅值很小、含有丰富频率，到仅有 一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。 趋于稳幅
一、 自激振荡的条件 U. 0。 开关合在“1”： Uo=AU 开关合在“2”： 如果：0=U Uo=A,U 开关合在“2”时，去掉u,仍有稳定的输出。反馈信号 代替了放大电路的输入信号。 即：0=。=FA0=0 AF=1 AF=1一幅度平衡条件 arg AF=pA+p=±2m n=0,1,2,. 相位平衡条件
一、自激振荡的条件 1 Ui UO S A 2 Uf F 开关合在 “1”： UO Au Ui = 开关合在“2” ： UO Au Uf = Uf Ui 如果： = 开关合在“2”时, 去掉ui仍有稳定的输出。反馈信号 代替了放大电路的输入信号。 即： Uf FUo FAUi Ui = = = AF = 1 AF = 1 ——幅度平衡条件 arg AF = A + F = 2nπ ——相位平衡条件 n = 0,1,2,
一、 自激振荡的条件 注意： （1)在负反馈中自激振荡的条件是A广-1，相差一个负 号，根本原因在于反馈的极性不同。 在某一频率下当放大电路和反馈网络产生的附加相移 为(2n+时z负反馈变为正反馈。 (2)起振条件是|AF|>1。 电路接通电源时，开始没有输入信号U:,只有电路中 的噪声或电压的起伏等微弱激励信号。在|A户|=1的条 件下，环路增益为1，输入端的微弱信号环行一周后仍然 在输出端得到同样微弱的信号，不能建立起具有较大幅度 输出电压的稳定振荡。 (3)振荡幅度不会无限制地增大
一、自激振荡的条件 注意： （1）在负反馈中自激振荡的条件是AF=－1，相差一个负 号，根本原因在于反馈的极性不同。 . . 在某一频率下当放大电路和反馈网络产生的附加相移 为 (2n + 时，负反馈变为正反馈。 1) （2）起振条件是∣AF∣>1。 . . . 电路接通电源时，开始没有输入信号 . Ui ，只有电路中 的噪声或电压的起伏等微弱激励信号。在∣AF∣= 1的条 件下，环路增益为1，输入端的微弱信号环行一周后仍然 在输出端得到同样微弱的信号，不能建立起具有较大幅度 输出电压的稳定振荡。 . （3）振荡幅度不会无限制地增大
二、正弦波振荡电路的组成 ①放大电路 ②选频网络 确定f ③正反馈网络 使文= 合二为一 ④稳幅环节 使输出幅值稳定 分立元器件放大电路构成的振荡电路一般不再需要额 外的稳幅环节，因为放大管的自身非线性可以实现稳幅。 三、正弦波振荡电路的类型 根据选频网络所用元件分类： RC正弦波振荡电路f1MH☑ 石英晶体正弦波振荡电路很稳定，几干赫兹以上
二、正弦波振荡电路的组成 ① 放大电路 ② 选频网络 ③ 正反馈网络 ④ 稳幅环节 确定 f0 合二为一 使输出幅值稳定 使 Xi Xf = 分立元器件放大电路构成的振荡电路一般不再需要额 外的稳幅环节，因为放大管的自身非线性可以实现稳幅。 三、正弦波振荡电路的类型 根据选频网络所用元件分类： RC正弦波振荡电路 LC正弦波振荡电路 石英晶体正弦波振荡电路 f0 1MHz f0 很稳定，几千赫兹以上
四、正弦波振荡电路的分析步骤 1.分析电路的结构 (1)检查电路是否包含四个组成部分。 (2)检查放大电路的直流通路，看静态工作点是否合适。 (3)检查交流直流通路，看信号能否输入、输出和放大。 2.判断电路能否满足自激振荡的相位平衡条件 瞬时极性法：断开反馈，加频率为f6的信号0， 判断0与0，的极性，若相同，则满足相位条件。 3.判断电路能否满足自激振荡的幅度条件AF>1 4. 振荡频率的估算振荡频率由相位平衡条件决定 写出AF表达式； 计算p4+pr=±2nπ时的频率，即为振荡频率f
四、正弦波振荡电路的分析步骤 1. 分析电路的结构 （2）检查放大电路的直流通路，看静态工作点是否合适。 （1）检查电路是否包含四个组成部分。 （3）检查交流直流通路，看信号能否输入、输出和放大。 2. 判断电路能否满足自激振荡的相位平衡条件 瞬时极性法：断开反馈， Ui 加频率为 f 0 的信号 ， U f Ui 判断 与 的极性，若相同，则满足相位条件。 3. 判断电路能否满足自激振荡的幅度条件 AF 1 4. 振荡频率的估算 振荡频率由相位平衡条件决定 写出 AF 表达式； . . 计算 A + F = 2n 时的频率，即为振荡频率f0