模拟电路9章节波形产生电路.pptVIP

第九章 波形产生电路 9.1 正弦波振荡电路的条件 正弦波振荡器是一种无输入信号，包含选频网络的正反馈放大电路。 9.1.1产生正弦波的条件 9.1.2 振荡的建立和稳定 ◆振荡电路的初始信号是电路中存在的扰动与噪声。 ◆选频网络从扰动和噪声信号中，挑选出满足相位平衡条件的频率分量。 ◆为了能使振荡从小到大建立起来，刚起振时，必须使反馈信号的幅度大于等效输入信号的幅度。 9.1.3 正弦波振荡电路的组成和分析方法 正弦波振荡电路包括: 放大电路，起能量转换和控制作用。 反馈网络，保证是正反馈。 选频网络，保证建立单一频率的振荡。 稳幅环节，稳定输出幅度，减少非线形失真。 分析方法: ①检查是否包括放大电路,反馈网络和选频网络， 放大器是否有正常的交、直流通路。 ②检查电路是否满足相位平衡条件,估算振荡频率, 电路的振荡频率由相位平衡条件决定。 ③分析幅度起振条件。 9.2 RC正弦波振荡电路9.2.1 电路原理图 9.2.2 RC串并联选频网络 的频率特性 9.2.4 稳幅措施 1 用热敏元件稳幅 用温度系数为负的热敏元件代替Rf 。 Vom↑,PRF ↑,T ↑ ,RF↓,AV =1+RF/R1 ↓ 或温度系数为正的热敏元件代替R1 。 例9.2.1:R1=5.1KΩ R2=9.1KΩ，R3=2.7KΩ R=10KΩ C=0.015μF 9.3 LC正弦波振荡电路 LC振荡器用L、C并联谐振电路作选频网络，一般用来产生1兆Hz以上的高频正弦波信号。 ②谐振时，等效阻抗为纯电阻，达∣Z∣的最大值。 Z0=L/RC 谐振回路的品质因素 Q=ω0L/R=1/(RCω0)　 Z0=Q2R ③谐振时端口电压 ⑤阻抗Z的频率特性 Z的幅频特性和相频特性 ◆具有带通特性。 f=f0时，电路为纯电阻，达最大值。 ff0时，电路呈电感性。 ff0时，电路呈电容性。 ◆Q值越大，幅频特性越尖锐，选频特性越好。相频特性越陡峭，振荡频率越稳定。 9.3.2 变压器反馈式LC振荡电路 Cg、Rg用来产生自生栅偏压 ◆刚接通电源时，Cg未充电，VGS=0，管子的跨导最大，满足起振条件。 ◆起振后，栅源间PN结整流，当时间常数τg=RgCg振荡周期时，电容Cg充电到栅极电压的峰值，为栅极和源极提供负偏压Vgs 。（自生栅偏压） ◆随着振幅的增长，栅源电压越负，工作点下移，gm减小，直到|AF|=1时，达到稳定，输出一定频率的等幅的正弦波。 9.3.3 三点式LC振荡电路 一般原理 组成：三个电抗元件组成△，三个 端点分别与晶体管的三个极相连， 或运放的两个输入及输出端相连。 1电感三点式振荡电路(哈特莱振荡器) ⑴ 振荡频率 2 电容三点式振荡电路（考毕兹） ①振荡频率 3 电容三点式改进型振荡电路(克拉泼振荡器) 选取：C3C1,C3C2 9.3.4 石英晶体振荡器 1 正弦波频率稳定问题 频率稳定度： 在一定时间间隔内频率的相对变化量⊿f/f0 引起频率不稳的因素有： L、C的变化（机械变形，环境影响……） 回路电阻的变化（负载的变化……） 有源器件参数的变化 谐振回路品质因素Q是决定频率稳定度的重要因素。 提高频率稳定度的措施： 减少可产生参数变化的原因，提高回路Q值。 2 石英晶体的基本特性与等效电路 晶片的压电效应 在石英晶片的两个面间加一电场，晶片会产生机械形变。反之，在晶片两个面间上施加机械力，则在相应方向产生电场。 这种机电相互转换的现象称为压电效应。 加交变电压→机械变形振动→产生交变电压。 ②石英晶体等效电路 C0：静态电容 L：模拟机械振动的惯性 C：模拟晶片的弹性 R：模拟晶片振动时的 磨擦损耗 石英晶体在并联谐振时,电抗为∞ 并联谐振频率： ④串联谐振频率的调整 3 石英晶体振荡器 串联型晶体振荡电路 晶体工作在串联谐振频率fs处， 利用其阻抗为纯电阻且为最小的特性来构成振荡电路。 并联型晶体振荡电路 晶体工作在fs和fp之间， 利用晶体为高Q电感，与外接电容组成并联谐振回路来产生振荡。 ①串联型晶体振荡电路 频率为串联谐振频率fs时，晶体为纯电阻，满足相位条件， ∴振荡频率为fs 。 适当调节R5的大小就可以改变反馈的深度，以便获得良好的波形输出。 ②并联型晶体振荡器 当工作频率在fs～fp之间时，晶体呈感性。 构成电容三点式振荡电路。 振荡频率基本由晶体的固有频率决定。 9.4 非正弦信号产生电路 1 单门限比较器 反相单门限比较器 例:下图电路中，输入波形为正弦波，试画出输出电压的波形。 单门限比较器抗干扰能力差 具有迟滞回环传输特性的比较器。 ③传输特性 设Vo=VOH 此时 Vp=Vth+ 输入由小