第六章波形产生与饕形电路 信号产生电路(振荡器 Oscilators) 分类: RC振荡器(1kH~数百kHz) 正弦波振荡:{LC振荡器(几百kHz以上 石英晶体振荡器(频率稳定度高) 非正弦波振荡:方波、三角波、锯齿波等 主要性〔输出信号的幅度准确稳定 要求能:{输出信号的频率准确稳定 BACK NEX
第六章 波形产生与整形电路 信号产生电路(振荡器—Oscillators) 分类： 正弦波振荡: 非正弦波振荡： RC 振荡器(1 kHz ~ 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 要求能： 输出信号的幅度准确稳定 输出信号的频率准确稳定
第六章波形产生与饕形电路 §6.1正弦波振劣电路的基本概念 §6.2正弦波振荡电路 §6.3波形蓬形电路 §6.4正弦波振荡电路 BACKNEXT
(1-2) 第六章 波形产生与整形电路 § 6.1 正弦波振荡电路的基本概念 § 6.4 正弦波振荡电路 § 6.2 正弦波振荡电路 § 6.3 波形整形电路
§6.1正弦波振荡电路的基本概念 正弦波振荡器的振荡条件 1.振荡条件 业=亚+业 正反馈放大电80属蛛。 A 路如图示。(注意 X 与负反馈方框图的 反ˆ网络 差别) F a (b) X=X+X 正弦波振荡电路的方框图 若环路增益AF=1(a)正殿大唱的框图(森0)(b)正嫩反微的图 则ⅹ=X,去掉,仍有稳定的输出 又AF=F∠9+9=AF∠qn+g A()·F(o)=1振幅平衡条件 所以振荡条件为 1g(a)+g()=2nz相位平衡条件 BACKNEXT
(1-3) 正反馈放大 电 路如图示。（注意 与负反馈方框图的 差别） 1. 振荡条件 Xa Xi Xf = + 若环路增益 AF = 1 则 X a = X f ， 去掉 X i ， Xo 仍有稳定的输出 又 AF = AF a + f = AF a + f 所以振荡条件为 A() F() = 1 振幅平衡条件 a () + f () = 2n 相位平衡条件 §6.1 正弦波振荡电路的基本概念 一、正弦波振荡器的振荡条件
个36.1正弦波振荡电路的基本概念 起振过程 X故太电路 振荡电路是单口网络,无须输入信 号就能起振,起振的信号源来自何处? 反网络 电路器件内部噪声 F 噪声中,满足相位平衡条件的某一频率a的噪声信号被 放大,成为振荡电路的输出信号。 A(o)·F(a)>1 起振条件 P(o)+(o)=2nT 当输出信号幅值增加到一定程度时,就要限制它继续增 加,否则波形将出现失真。 稳幅的作用就是,当输出信号幅值增加到一定程度时, 使振幅平衡条件从|到 AF=1。 BACKNEXT
(1-4) 起振条件 2. 起振过程 振荡电路是单口网络，无须输入信 号就能起振，起振的信号源来自何处？ 电路器件内部噪声 A() F() 1 a () + f () = 2n 当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增 加，否则波形将出现失真。 噪声中，满足相位平衡条件的某一频率0的噪声信号被 放大，成为振荡电路的输出信号。 稳幅的作用就是，当输出信号幅值增加到一定程度时， 使振幅平衡条件从 AF回到 1 AF = 1 。 §6.1 正弦波振荡电路的基本概念
个36.1正弦波振荡电路的基本概念 3.稳幅过程 U1放大器 起振条件[4F>1 L PAF=2nt Ur馈网络 P uLus 04 A f 3 A4,=1/ fI 12 UA U Ua Ua 44起搬 稳幅 3 BACKNEXT
(1-5) 起振条件 i o u u Au = o f u u Fu = AF = 2nπ 放大器 Au 反馈网络 Fu Uo Uf Ui 1/Fu Au = 1/Fu O ui uo Au uo Au Fu > 1 AuFu < 1 Ui1 Uo1 Uf1 Ui2 Uo2 Uf2 Ui3 Uo3 Uf2 Ui4 Uo4 uf uf 起振 稳幅 AF 1 • • §6.1 正弦波振荡电路的基本概念 3. 稳幅过程
§6.1正弦波振荡电路的基本概念 、正弦波振荡器的组成及分类 1.基本组成部分 放大电路(包括负反馈放大电路) 反馈网络(构成正反馈的) 选频网络(选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈 网络合二为一。) 稳幅环节 2.分类 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) BACKNEXT
(1-6) 放大电路（包括负反馈放大电路） 1. 基本组成部分 反馈网络（构成正反馈的） 选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈 网络合二为一。） 稳幅环节 §6.1 正弦波振荡电路的基本概念 二、正弦波振荡器的组成及分类 2. 分类 RC 振荡器(1 kHz ~ 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)
§6.2正弦波振荡电路冥 、RC文氏桥式振荡电路 1.RC串并联选频网络式中:an=1/RC R C 9+(O/0 C卡RUU 0/观 PF=-arctan 0 3 90°9r 当O=an时 1/3 90° =0 BACK NEX
(1-7) ) j 1 ( // j 1 j C 1 // 1 2 ω C R ω C R ω R U U Fu + + = = • • • 一、RC 文氏桥式振荡电路 ) 1 3 j( 1 ωRC + ωRC − = 3 j( ) 1 0 0 ω ω ω ω + − = 3 / / arctan ω ω0 ω0 ω F − = − 0 Fu . 3 1 0 90 f −90 2 0 0 9 ( / / ) 1 + − Fu = • 1. RC 串并联选频网络 式中: 0 = 1/RC 当 = 0 时 Fu= 1/3 . = 0º §6.2 正弦波振荡电路
§6.2正弦波振荡电路冥 2.RC桥氏振荡电路 1)组成: R F 0 同相 tk如放大器f 1 q4=2H兀 2)电路: R R U R BACKNEXT
(1-8) 2. RC 桥氏振荡电路 A = 2n F = 0º 2) 电路： 同相 放大器 1) 组成： §6.2 正弦波振荡电路 8 C R1 Rf R Ui Uo C R Uf • • •
§6.2正弦波振荡电路冥 3)振荡频率f= 2πRC AF 2n兀 4)振荡条件 AF>1. F 3 应使:Rr/R1>2Rr>2R1 R不能太大,否则 正弦波将变成方波 BACKNEXT
(1-9) AF = 2n 3)振荡频率 RC f = 2 1 0 4)振荡条件 Rf R1 2 Rf 2R1 Rf 不能太大，否则 正弦波将变成方波 应使： Au Fu 1 • • 3 1 F = • A 3 • §6.2 正弦波振荡电路
§6.2正弦波振荡电路减 5)稳幅措施 为使电A为非线性,起振时,应使A>3,稳幅后 3。 L 二极管稳幅 4.3kQ 2TRC 22k f0=1.94kHz R 起振时信号小, 6.2kQ2 +二极管电阻大 0 A≈1+(R2+R3)/R1>3 82k2 0.01uF b0F2S-R2>2R1-R3 起振后二极管电阻逐渐减小, ≈1+R,/R1=3 u 为使失真小:R2R2>8.1kg BACKNEX
(1-10) 8 C R1 Rf U i R Uo C R Uf 5)稳幅措施 热敏电阻稳幅 为使电 Au 为非线性，起振时，应使Au > 3，稳幅后 Au = 3。 正温度系数 负温度系数 T →Rf → Auf = (1+ Rf / R1 ) 二极管稳幅 12.4 k > R2 > 8.1 k 起振时信号小， 二极管电阻大 Au 1 + (R2+ R3 )/R1 > 3 R2 > 2R1 − R3 起振后二极管电阻逐渐减小， Au 1 + R2 /R1 = 3 为使失真小： R2 < 2R1 f0 = 1.94 kHz RC f = 2 1 0 §6.2 正弦波振荡电路 4.3 k R1 8 R2 Uo V1 V2 R3 8.2 k 6.2 k 22 k 0.01 F 8.2 k 0.01 F