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第十章信号产生与处理电路讲述
特点: 易振,波形较好;耦合不紧密,损耗大,频率稳定性不高。 分析电路是否可能产生正弦波振荡的步骤: 1) 是否存在四个组成部分 2) 放大电路是否能正常工作 3) 是否满足相位条件 4) 是否可能满足幅值条件 为使N1、N2耦合紧密,将它们合二为一,组成电感反馈式电路。 必须有合适的同名端! 非线性稳幅 如何组成? 2. 变压器反馈式电路 10.1.3 LC正弦波振荡器 * 仍然由LC并联谐振电路构成选频网络 A. 若中间点交流接地,则首端与尾端相位相反。 3. LC三点式振荡器 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 B. 若首端或尾端交流接地,则其他两端相位相同。 10.1.3 LC正弦波振荡器 * 电感三点式振荡电路 反馈电压取自哪个线圈? 反馈电压的极性? 电感的三个抽头分别接晶体管的三个极,故称之为电感三点式电路。 10.1.3 LC正弦波振荡器 3. LC三点式振荡器 * 电感三点式振荡电路 特点:耦合紧密,易振,振幅大,C 用可调电容可获得较宽范围的振荡频率。波形较差,常含有高次谐波。 为使振荡波形好,采用电容反馈式电路 10.1.3 LC正弦波振荡器 3. LC三点式振荡器 * 电容三点式电路 特点:波形好,振荡频率调整范围小,适于频率固定的场合。 与放大电路参数无关 10.1.3 LC正弦波振荡器 3. LC三点式振荡器 * 10.1.4 石英晶体振荡器 SiO2结晶体按一定方向切割的晶片。 固有频率只决定于其几何尺寸,故非常稳定。 一般LC选频网络的Q为几百,石英晶体的Q可达104~106;前者Δf/f为10-5,后者可达10-10~10-11。 1. 石英晶体的特性 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 当交变电压频率 = 固有频率时,振幅最大。 压电谐振 * 10.1.4 石英晶体振荡器 容性 感性 阻性 1. 石英晶体的特性 A. 串联谐振 晶体等效阻抗为纯阻性 B. 并联谐振 所以 * 2.石英晶体正弦波振荡电路 (1)并联型石英晶体振荡电路 10.1.4 石英晶体振荡器 电容三点式 石英晶体的阻抗呈电感性时,与外接电容构成并联谐振,谐振频率在fp和fs之间,由此构成并联型石英晶体振荡电路 作等效电感 振荡频率 振荡频率 * 10.1.4 石英晶体振荡器 2.石英晶体正弦波振荡电路 (2)串联型石英晶体振荡电路 电容三点式 当石英晶体发生串联谐振时,它呈电阻性,谐振频率等于fs,构成串联型石英晶体振荡电路。 作短路元件 振荡频率 * ① 石英晶体工作在哪个区? ② 是哪种典型的正弦波振荡电路? (1)并联型电路 2.石英晶体正弦波振荡电路 10.1.4 石英晶体振荡器 * ① 石英晶体工作在哪个区? ② 两级放大电路分别为哪种基本接法? ③ C1的作用? (2)串联型电路 2.石英晶体正弦波振荡电路 10.1.4 石英晶体振荡器 * 讨论:三个电路有什么相同之处? 同名端? 能产生正弦波振荡吗? “判振”时的注意事项: 1. 放大电路必须能够正常工作,放大电路的基本接法; 2. 断开反馈,在断开处加 f=f0的输入电压; 3. 找出在哪个元件上获得反馈电压,是否能取代输入电压。 * 同名端对吗? 放大电路能放大吗?各电容的作用? 讨论:改错,使电路有可能产生正弦波振荡 * 矩形波 三角波 锯齿波 尖顶波 常见的非正弦波 10.2 非正弦波产生电路 * 1. 基本组成部分 (1)开关电路:因为输出只有高电平和低电平两种情况;故采用电压比较器。 (2)反馈网络:因需自控,在输出为某一电平时孕育翻转成另一电平的条件,故应引入反馈。 (3)延迟环节:要使高低电平的输出均维持一定的时间,故采用RC环节实现,从而决定振荡频率 。 10.2.1 方波发生器 * 10.2.1 方波发生器 迟滞比较器中增加一条由R1和C组成的负反馈支路,就组成了一个简单的方波发生器 2. 电路组成 利用电容C的充放电电压uC代替迟滞比较器的外输入电压ui 使比较器的输出不断发生翻转,从而形成自激振荡 * 10.2.1 方波发生器 2. 电路组成 * 10.2.1 方波发生器 设uO=+UZ,这时,UZ经R1和C充电使uC上升到UTH1时,uO由高电平跳变到低电平,即uO=?UZ 电容C经R1放电使下降到UTH2时, uO由低电平跳变到高电平,即uO=+UZ 周而复始产生振荡,输出方波 当电容C的充、放电的时间常数不相等,将得到矩形波 * 10.2.1 方波发生器 充放电的时间常数 利用一阶电路的三要素
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