模电9-信号产生电路解读.doc

9 信号产生电路 学习目标 1．掌握正弦波振荡的相位平衡条件、幅值平衡条件。 2．掌握RC串并联式正弦波振荡电路的工作原理、起振条件、稳幅原理及振荡频率的计算。 3．了解LC正弦波振荡电路的工作原理和振荡频率的计算。 4．掌握单门限电压比较器和迟滞比较器的工作原理，理解方波及锯齿波发生器的工作原理。 参考资源说明1. 清华大学 童诗白 主编《模拟电子技术基础》有关章节 2. 高文焕、刘润生编《电子线路基础》 3. 陈大钦编《模拟电子技术基础》 9.1 正弦波振荡电路的振荡条件 9.2 RC正弦波振荡电路 9.3 LC正弦波振荡电路 *9.4 非正弦波振荡电路 *9.5 集成函数发生器8038简介 9.1 正弦波振荡电路的振荡条件 1. 振荡条件 2. 起振和稳幅 3. 振荡电路基本组成部分 1. 振荡条件 正反馈放大电路如图示。（注意与负反馈方框图的差别） 若环路增益 则： 去掉仍有稳定的输出 又 所以振荡条件为 振幅平衡条件 相位平衡条件 2. 起振和稳幅 起振条件 # 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？ 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。 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 回到 3. 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 9.2 RC正弦波振荡电路 1. 电路组成 2. RC串并联选频网络的选频特性 3. 振荡电路工作原理 4. 稳幅措施 1. 电路组成 反馈网络兼做选频网络 2. RC串并联选频网络的选频特性 反馈系数 又 令且 则： 幅频响应 相频响应 当 幅频响应有最大值 相频响应 3. 振荡电路工作原理 当 时， 用瞬时极性法判断可知，电路满足相位平衡条件 此时若放大电路的电压增益为 则振荡电路满足振幅平衡条件 电路可以输出频率为的正弦波 RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波 4. 稳幅措施 采用非线性元件 热敏元件 起振时， 即： 热敏电阻的作用 采用非线性元件 二极管 9.3 LC正弦波振荡电路 9.3.1 LC并联谐振回路选频特性 9.3.2 变压器反馈式LC振荡电路 9.3.3 三点式LC振荡电路 9.3.4 石英晶体振荡电路 9.3.1 LC并联谐振回路选频特性 1. 等效阻抗 一般有 当电路谐振。为谐振频率 谐振时阻抗最大，且为纯阻性 其中：为品质因数 同时有 即 2. 频率响应 9.3.2 变压器反馈式LC振荡电路 1. 电路结构 2. 相位平衡条件 3. 幅值平衡条件 通过选择高(值的BJT和调整变压器的匝数比，可以满足 4. 稳幅 BJT进入非线性区，波形出现失真，从而幅值不再增加，达到稳幅目的。 5. 选频 虽然波形出现了失真，但由于LC谐振电路的Q值很高，选频特性好，所以仍能选出(0的正弦波信号。 满足相位平衡条件 满足相位平衡条件 9.3.3 三点式LC振荡电路 1. 三点式LC并联电路 仍然由LC并联谐振电路构成选频网络 中间端的瞬时电位一定在首、尾端电位之间。 三点的相位关系 A. 若中间点交流接地，则首端与尾端相位相反。 B. 若首端或尾端交流接地，则其他两端相位相同。 2. 电感三点式振荡电路 3. 电容三点式振荡电路 9.3.4 石英晶体振荡电路 1. 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。 Q值越高，选频特性越好，频率越稳定。 LC振荡电路 Q ——数百 石英晶体振荡电路 Q ——10000 ( 500000 2. 石英晶体的基本特性与等效电路 结构 极板间加电场 晶体机械变形 极板间加机械力 晶体产生电场 压电效应