典型工作任务3：信号产生电路 ◆任务3.1正弦波振荡电路的调试和测试 。任务3.2非正弦波振荡电路的调整与测试
典型工作任务3：信号产生电路 ❖ 任务3.1 正弦波振荡电路的调试和测试 ❖ 任务3.2 非正弦波振荡电路的调整与测试
任务3.1正弦波振荡电路的调试和测试 ·目标RC振荡电路的调试与测试 知识点： 1.正弦波振荡器的起振条件和平衡条件 2.掌握正弦波振荡电路设计及参数选择 3.RC振荡电路的组成及工作原理 4.RC桥式振荡电路的调试与测试的基本方法 。能力目标： 1.学生具有RC桥式振荡电路设计及参数选择的能力。 2.学生具有RC桥式振荡电路的调试和测试能力
任务3.1 正弦波振荡电路的调试和测试 ❖ 目标 RC振荡电路的调试与测试 ❖ 知识点： 1.正弦波振荡器的起振条件和平衡条件 2.掌握正弦波振荡电路设计及参数选择 3.RC振荡电路的组成及工作原理 4.RC桥式振荡电路的调试与测试的基本方法 ❖ 能力目标： 1.学生具有RC桥式振荡电路设计及参数选择的能力。 2.学生具有RC桥式振荡电路的调试和测试能力
1.1正弦波振荡电路 1.1.1正弦波振荡电路的基础知识 1.自激振荡现象 扩音系统在使用中有时会发出刺耳的啸叫声，其形成的过 程如图1.1.1所示。 今扩音机 扬声器 话筒 图1.1.1自激振荡现象
1.1正弦波振荡电路 1.1.1 正弦波振荡电路的基础知识 1. 自激振荡现象 扩音系统在使用中有时会发出刺耳的啸叫声, 其形成的过 程如图1.1.1所示。 扩音机 扬声器 话筒 图 1.1 .1 自激振荡现象
2.自激振荡形成的条件 可以借助图1.1.2所示的方框图来分析正弦波振荡形成的条件。 放大电路 A U 仅馈电路 图1.1.2振荡电路的方框图
2. 自激振荡形成的条件 可以借助图1.1.２所示的方框图来分析正弦波振荡形成的条件。 A . F . 2 S 放大电路 1 ＋ － Ui d . Ui . ＋ Uf － . ＋ － Uo . 仅馈电路 图 1.1.2 振荡电路的方框图
由此可见，自激振荡形成的基本条件是反馈信号与 输入信号大小相等、 相位相同，即U,=U, ,而Ur=AFU, 可得 AF=1 (1.1.1) 这包含着两层含义： (1)反馈信号与输入信号大小相等，表示 0r=U, 即 AF=1 (1.1.2) (2)反馈信号与输入信号相位相同，表示输入信号 经过放大电路产生的相移中和反馈网络的相移中之和 为0,2π，4π，…，2nπ，即
由此可见, 自激振荡形成的基本条件是反馈信号与 输入信号大小相等、 相位相同, 即 , 而 可得 U f Ui = i U f AFU = = 1 AF (1.1.1) 这包含着两层含义: （１） 反馈信号与输入信号大小相等, 表示 即 （２） 反馈信号与输入信号相位相同, 表示输入信号 经过放大电路产生的相移φA和反馈网络的相移φF之和 为0, 2π, 4π, …, 2nπ, 即 U f Ui = = 1 AF （1.1.2）
pA+0=2nπ(n=0,1,2,3,.) (1.1.3) 称为相位平衡条件。 起振 b 稳幅 图1.1.3自激振荡的起振波形
φA+φF =2nπ(n=0, 1, 2, 3, …) （1.1.3） 称为相位平衡条件。 Uo . O a b 起振 稳幅 c t 图 1.1.3 自激振荡的起振波形
3.正弦波振荡的形成过程 放大电路在接通电源的瞬间，随着电源电压由零开始的突然 增大，电路受到扰动，在放大器的输入端产生一个微弱的扰动电 压山，经放大器放大、正反馈，再放大、再反馈，如此反复 循环，输出信号的幅度很快增加。这个扰动电压包括从低频到 甚高频的各种频率的谐波成分。为了能得到我们所需要频率 的正弦波信号，必须增加选频网络，只有在选频网络中心频率上 的信号能通过，其他频率的信号被抑制，在输出端就会得到如图 1.1.3的ab段所示的起振波形
３. 正弦波振荡的形成过程 放大电路在接通电源的瞬间, 随着电源电压由零开始的突然 增大, 电路受到扰动, 在放大器的输入端产生一个微弱的扰动电 压ui , 经放大器放大、 正反馈, 再放大、 再反馈……, 如此反复 循环, 输出信号的幅度很快增加。 这个扰动电压包括从低频到 甚高频的各种频率的谐波成分。 为了能得到我们所需要频率 的正弦波信号, 必须增加选频网络, 只有在选频网络中心频率上 的信号能通过, 其他频率的信号被抑制, 在输出端就会得到如图 1.1.3的ab段所示的起振波形
那么，振荡电路在起振以后，振荡幅度会不会无休止地增 长下去了呢？这就需要增加稳幅环节，当振荡电路的输出达到 一定幅度后，稳幅环节就会使输出减小，维持一个相对稳定的 稳幅振荡，如图1.1.3的c段所示。也就是说，在振荡建立的 初期，必须使反馈信号大于原输入信号，反馈信号一次比一次 大，才能使振荡幅度逐渐增大；当振荡建立后，还必须使反馈 信号等于原输入信号，才能使建立的振荡得以维持下去
那么, 振荡电路在起振以后, 振荡幅度会不会无休止地增 长下去了呢？这就需要增加稳幅环节, 当振荡电路的输出达到 一定幅度后, 稳幅环节就会使输出减小, 维持一个相对稳定的 稳幅振荡, 如图1.1.3的bc段所示。 也就是说, 在振荡建立的 初期, 必须使反馈信号大于原输入信号, 反馈信号一次比一次 大, 才能使振荡幅度逐渐增大; 当振荡建立后, 还必须使反馈 信号等于原输入信号, 才能使建立的振荡得以维持下去
由上述分析可知，起振条件应为 AF>1 (1.14) 稳幅后的幅度平衡条件为 AF=1 4.振荡电路的组成 要形成振荡，电路中必须包含以下组成部分 ①放大器； ②正反馈网络； ③选频网络； ④稳幅环节
由上述分析可知, 起振条件应为 1 AF = 1 AF 稳幅后的幅度平衡条件为 （1.1.4） ４. 振荡电路的组成 要形成振荡, 电路中必须包含以下组成部分: ① 放大器; ② 正反馈网络; ③ 选频网络; ④ 稳幅环节
根据选频网络组成元件的不同，正弦波振荡电路通常分为R C振荡电路，LC振荡电路和石英晶体振荡电路 1.1.2RC正弦波振荡电路 C正弦波振荡电路结构简单，性能可靠，用来产生几兆赫兹 以下的低频信号，常用的RC振荡电路有RC桥式振荡电路和移相式 振荡电路。 RC串并联网络的选频特性： RC串并联网络由和C并联后与R和CG串联组成，如图1.1.5 所示
根据选频网络组成元件的不同, 正弦波振荡电路通常分为Ｒ Ｃ振荡电路, ＬＣ振荡电路和石英晶体振荡电路。 1.1.2 RC正弦波振荡电路 RC正弦波振荡电路结构简单, 性能可靠, 用来产生几兆赫兹 以下的低频信号, 常用的RC振荡电路有RC桥式振荡电路和移相式 振荡电路。 RC串并联网络的选频特性： RC串并联网络由R2和C2并联后与R1和C1串联组成, 如图1.1.5 所示