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第六章 波形的产生与变换电路 正弦波和非正弦波常常作为信号源，被广泛地应用于无线电通信、自动测量及自动控制等系统中。电子技术实验中使用的低频信号发生器就是一种正弦波振荡电路，大功率的正弦波振荡电路还可以直接为工业生产提供能源。 §1 正弦波振荡器的基本原理 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MHz以上，其输出功率可以从几mW到几十mW。 §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 三、电感三点式振荡电路 1、振荡频率 2、起振条件 R ：折合到放大管c、e之间的等效并联总损耗电阻 三、电感三点式振荡电路 3、电路特点 （1）线圈L1和L2耦合很紧，因此比较容易起振。 （2）调节频率方便，采用可变电容，可获得一个较宽的频率调节范围。 （3）一般用于产生几十兆赫以下的频率。 （4）反馈电压取自电感，而电感对高次谐波的阻抗很大，不能将高次谐波短路掉，因而输出波形中含有较大的高次谐波，故波形较差。 （5）频率稳定度不高，多用于要求不高的场合。 四、电容三点式振荡电路 - ? ? × _ + _ + 四、电容三点式振荡电路 1、振荡频率 2、起振条件 R ：折合到放大管c、e之间的等效并联总损耗电阻 3、电路特点 （1）反馈电压取自电容，电容对高次谐波阻抗很小，于是反馈电压中的谐波分量很小，故输出波形较好。 （2）振荡频率高，一般可达100MHZ以上。 （3）调节电容可以改变振荡频率。 五、改进的电容三点式振荡电路 振荡频率 选择 C C1， C C2， 则： 　　减小了三极管极间电容对振荡频率的影响，适用于产生高频振荡，且频率稳定度高。 ? 例题 正反馈 注意：用瞬时极性法判断反馈的极性时， 耦合电容、旁路电容两端的极性相同， 属于选频网络的电容，其两端的极性相反。 试用相位平衡条件判断下图电路能否产生自激振荡 － － － ? ? +UCC C1 RB1 RB2 RE CE L C 例题 试用相位平衡条件判断下图电路能否产生自激振荡 +VCC C1 R1 R2 R3 C2 L + － + － － + － 例题 试用相位平衡条件判断下图电路能否产生自激振荡 +VCC C1 R1 R2 R3 C2 N1 C3 N2 N3 + － + － + － + － 石英晶体振荡器最突出的特点就是振荡频率稳定性好。 一、石英晶体的特性 1、基本特征 压电效应： 在石英晶片的两极加一电场，晶片将产生机械变形；反之若在晶片上施加机械压力，在晶片相应的方向上会产生一定的电场。 压电谐振： 在晶片的两极加交变电压，当交变电压的频率与晶片的固有频率相等时发生压电谐振，振幅达到最大。 固有频率与晶片的切割方式、几何形状及尺寸有关。 2、石英晶体的等效电路 符号： （1）晶体不振动时，等效为平板电容器C0 ，称为静电电容，一般为几到几十皮法。 （2）晶体振动时，机械振动的惯性用电感L (10-3～102H ) 等效，晶片的弹性用电容 C (10-2～10-1PF )等效，晶片振动时的损耗用电阻R (102Ω)等效。 3、石英晶体的谐振频率 串联谐振频率 并联谐振频率 此时串联支路呈现为很小的纯电阻R，C0容抗远大于R，视为开路。 当工作频率大于 fs 时，串联支路呈感性，与C0并联形成LC回路。 电抗频率特性 O f X fs fp 容性 容性 感性 纯阻性 二、石英晶体振荡电路 1、并联型石英晶体振荡电路 交流等效电路 振荡频率 由于 二、石英晶体振荡电路 2、串联型石英晶体振荡电路 　当振荡频率等于fS 时，晶体阻抗最小，且为纯电阻，此时正反馈最强，相移为零，电路满足自激振荡条件。 振荡频率 　　调节 R 可改变反馈的强弱，以获得良好的正弦波。 × §5 电压比较器 　　电压比较器将一个模拟量输入电压与一个参考电压进行比较，输出只有两种可能的状态：高电平或低电平。 　　比较器中的集成运放一般工作在非线性区； 　　电压比较器是模拟电路和数字电路的接口； 　　比较器中的集成运放一般处于开环状态，有时为了提高响应速度而在电路中引入正反馈。 单门限比较器 窗口比较器 迟滞比较器 §1 正弦波振荡器的基本原理 §2 RC正弦波振荡电路 §3 LC振荡电路 §4 石英晶体振荡电路 §5 电压比较器 一、自激振荡的条件 1 S A 2 F 开关合在 “1”： 开关合在“2” ： 开关合在“2”时, 去掉ui