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第9章 信号产生电路 武汉理工大学 信息工程学院 电子技术基础课程组 本章主要内容 正弦波振荡电路的振荡条件 本章主要内容 介绍几种非正弦信号产生电路 概述 正弦波振荡电路的方框图及产生条件分析 正弦波振荡电路的方框图及产生条件分析 互感线圈的极性判别 电感三点式LC振荡电路 9.4 非正弦信号产生电路 (+) (+) (+) (+) LC正弦波振荡器举例1： 满足相位平衡条件 （+） （+） （–） （+） LC正弦波振荡器举例2： 振荡频率: （–） 满足相位平衡条件 仍然由LC并联谐振电路构成选频网络 三. 三点式LC振荡电路 原理： uf与uo反相 uf与uo同相 电感三点式： 电容三点式： uf与uo反相 uf与uo同相 振荡频率： 电容三点式LC振荡电路 振荡频率： 例：试判断下图所示三点式振荡电路是否满足相位平衡条件。 Q值越高，选频特性越好，频率越稳定。 四.石英晶体振荡电路 频率稳定问题 频率稳定度一般由 来衡量 ——频率偏移量。 ——振荡频率。 LC振荡电路 Q ——数百 石英晶体振荡电路 Q ——10000 ? 500000 石英晶体 （2） 基本特性 （1）结构： 极板间加电场 极板间加机械力 晶体机械变形 晶体产生电场 压电效应 交变电压 机械振动 交变电压 机械振动的固有频率与晶片尺寸有关，稳定性高。 当交变电压频率 = 固有频率时，振幅最大 符号 压电谐振 （3）石英晶体的等效电路与频率特性 等效电路： （a）串联谐振 频率特性： 晶体等效纯阻且阻值≈0 （b）并联谐振 通常 所以 X 感性 0 容性 石英晶体振荡电路 利用石英晶体的高品质因数的特点，构成LC振荡电路。 （1）并联型石英晶体振荡器 石英晶体工作在fs与fp之间，相当一个大电感，与C1、C2组成电容三点式振荡器。由于石英晶体的Q值很高，可达到几千以上，所以电路可以获得很高的振荡频率稳定性。 X 感性 0 容性 （2）串联型石英晶体振荡器 石英晶体工作在fs处，呈电阻性，而且阻抗最小，正反馈最强，相移为零,满足振荡的相位平衡条件。 对于fs以外的频率，石英晶体阻抗增大,且相移不为零，不满足振荡条件，电路不振荡。 X 感性 0 容性 例：分析下图的振荡电路能否产生振荡，若产生振荡,石英晶体处于何种状态？ 将一个模拟电压信号与一参考电压相比较，输出一定的高低电平。 功能： 构成： 运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系uo=f(ui)是非线性函数。 uo ui 0 +UOM -UOM 一.电压比较器 运放工作在非线性状态的判定：电路开环或引入正反馈。 运放工作在非线性状态基本分析方法 运放工作在非线性状态的分析方法： 若U+＞U- 则UO=+UOM； 若U+＜U- 则UO=-UOM。 虚断（运放输入端电流=0） 注意：此时不能用虚短！ uo ui 0 +UOM -UOM uo ui 0 +UOM -UOM （1）过零比较器（门限电平=0） uo ui 0 +UOM -UOM 单门限电压比较器 t ui t uo +Uom -Uom 例题：利用电压比较器将正弦波变为方波。 （2）单门限比较器（与参考电压比较） uo ui 0 +Uom -Uom UREF UREF为参考电压 当ui UREF时 , uo = +Uom 当ui UREF时 , uo = -Uom 运放处于开环状态 uo ui 0 +Uom -Uom UREF 当ui UREF时 , uo = +Uom 当ui UREF时 , uo = -Uom 若ui从反相端输入 uo ui 0 +UZ -UZ （A）用稳压管稳定输出电压 忽略了UD （3）限幅电路——使输出电压为一稳定的确定值 当ui 0时 , uo = +UZ 当ui 0时 , uo = -UZ （B）稳幅电路的另一种形式： 将双向稳压管接在负反馈回路中 uo ui 0 +UZ -UZ 当ui 0时 , uo = -UZ 当ui 0时 , uo = +UZ 迟滞比较器 （1）工作原理——两个门限电压。 特点:电路中使用正反馈——运放工作在非线性区。 （A）当uo =+UZ时， （B）当uo =-UZ时， UT+称上门限电压 UT-称下门限电压 UT+- UT-称为回差电压 （2）迟滞比较器的电压传输特性： uo ui 0 +UZ -UZ UT+ UT- 设ui ?, 当ui = UT-时, uo从-UZ ? +UZ 这时, uo =-UZ , u+= UT- 设初始值