第7章正弦信号发生器.ppt

正弦波发生电路能产生正弦波输出，它是在放大电路的基础上加上正反馈而形成的，它是各类波形发生器和信号源的核心电路。正弦波发生电路也称为正弦波振荡电路或正弦波振荡器。 7.1 产生自激和正弦波的条件 7.2 RC正弦波振荡电路 7.3 LC正弦波振荡电路 7.1 产生自激和正弦波的条件 7.1.1 产生自激振荡的平衡条件 7.1.2 产生自激振荡的起振条件 7.1.3 产生正弦振荡的条件 7.1.1产生自激振荡的平衡条件 1、基本概念： 自激振荡——在没有外加输入信号的条件下，电路内部自发的产生某些频率和幅度的震荡信号的现象。 正弦振荡器——自激振荡产生单一频率的正弦信号的电路。 2、自激振荡的平衡条件 设想： 在电源接通的一瞬间，有很小的电扰动信号（电冲击信号），由于这种电扰动的不规则性，它包含着频率范围很宽的各次谐波。 自激振荡建立过程可用下面的特性曲线来说明 若F不同时 7.2 RC正弦波振荡电路 7.2.1 RC网络的频率响应 7.2.2 RC文氏桥振荡器 7.2.1 RC网络的频率响应 RC串并联网络的电路如图所示。RC串联臂的阻抗用Z1表示，RC并联臂的阻抗用Z2表示。其频率响应如下: 当f=f0 时的反馈系数F=1/3时,且与频率f0的大小无关。此时的相角 ?F=0?。即改变频率不会影响反馈系数和相角，在调节谐振频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。 结论 固有频率： f=f0时， f=f0时， 即：vf和vo同相 1 对放大器的要求 1 对放大器的要求 由起振条件知： 幅值条件： 又因为f=f0时， 所以： 相位条件： vf与vi同相，因为vf与vo同相，所 以放大器的vi必须与vo同相 分立元件RC文氏桥振荡电路 RC文氏桥振荡电路如图所示，RC 串并联网络是正反馈网络，另外还增加了R3和R4负反馈网络。 RC文氏桥振荡电路的稳幅过程 RC文氏桥振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻R4实现的。R4是正温度系数热敏电阻，当输出电压升高，R4上所加的电压升高，即温度升高，R4的阻值增加，负反馈增强，输出幅度下降。反之输出幅度增加。若热敏电阻是负温度系数，应放置在R3的位置。 例:电路如图，已知R4=10KΩ，求R3。若R3≥20KΩ，vO无波形，为什么？如何调才能输出振荡波形？若vO的波形为（B）图，为什么？求vO的频率表达式。 7.3 LC正弦波振荡电路 7.3.1 LC并联谐振电路的选频特性 结论 固有频率： f=f0时， f=f0时， 网络呈纯电阻性 LC参数不同，频率特性不同，与Q有关 7.3.2 变压器反馈LC振荡电路 改进思路： 1 去掉变压器 2 通过增大电感L来增大Q值 7.3.3 电感反馈的LC振荡器—— 电感三点式LC振荡器 1 组成 三部分都有2 判断能否起振 通过调L1可调F,保证使|AvMF|13 振荡频率： 4 存在的问题：对高次谐波分量的抑制差。5 电路特点：（1） 调节频率方便：用可变电容可获得较宽的 频率调节范围。（2）一般用于产生10MHZ以下的信号（3）因为反馈电压取自电感，而电感对高次谐波的阻抗大，不能将高次谐波滤掉，输出波形差（4）因为输出波形差，频率稳定度不高，故多用于要求不高的设备中。如：高频加热器，接收机的本振。 1 组成：三部分都有 2 能否起振：通过调整C2使F满足幅值条件 2 振荡频率： 电路特点： 反馈取自电容，电容对高次谐波分量阻抗很小，所以反馈电压中高次谐波分量小，输出波形好。 C1、C2容量可选得较小，谐振频率高，可达100MHZ 要改变振荡频率可调C1、C2，但影响起振条件，所以该电路适合产生固定频率的信号，要改变频率，通常并联一个小的可变电容。 多用于高频电路，如：调频立体声广播和电视机的本机振荡电路 返回 7.2.2 RC文氏桥振荡电路 2 分立元件RC文氏桥振荡电路 3 集成运放组成的RC文氏桥振荡电路 返回 返回 结论 1 RC串并联电路具有选频特性，固有频率为 2 用瞬时极性法可判断RC串并联网络对频率为f0的 信号引的是正反馈。 3 起振时，放大器的放大倍数要满足条件：Av3 4 为保证波形不失真, Av3而接近于3,因此电路中 加负反馈来降低放大倍数,调节RF来调节反馈量, 使Av3而接近于3,提高振荡的稳定性 返回 C1、R1和C2、R2正反馈支路与R3、R4负反馈支路正好构成一个桥路，称为文氏桥。