23第8章波形发生与信号转换–正弦波振荡电路.ppt

北航五研 北航五研 北航五研 模拟电子技术基础 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院 主讲 ：赵建辉 第八章 波形的发生与信号转换(1.正弦波振荡电路) 8.1 正弦波振荡电路 8.2 电压比较器 8.3 非正弦波发生电路 8.4 利用集成运放实现波形转换 8.5 锁相环及其应用(X) 第8章 波形发生与转换 本节课内容 8. 波形发生与转换电路 8.1 正弦波形振荡电路 重点：正弦振荡判断与频率估算 难点：1.正弦振荡工作原理 2.正弦振荡判断方法 3.正弦振荡电路分析方法(振荡频率计算) 本节重点难点 问题提出 1.正弦波的作用(测试信号与控制输入)? 2.如何产生(自激振荡)? 3.自激振荡的条件？ 4.正弦振荡电路有那些类型?工作原理如何? 5.分析方法(振荡频率的计算)? 基础知识：周期振荡信号的应用 正弦波：发射/接收电路中调制/解调 、 摆动扫描控制、放大电路测试（Au） 滤波器性能测试(频率扫描) 三角波：扫描控制（电视行扫，场扫描） 方 波：开关控制（电子开关/PWM） 其它波形： 本 质：周期振荡信号（f/T） 相互联系/转换。 8.1 正弦波振荡电路 正弦波（正弦振荡）： 无外加输入，产生频率（周期）、幅度可调的正弦波形。 特点：信号频率单一的周期信号。 电路：正反馈。 具体电路？ 工作原理 如何分析？ 8.1.1概述 负反馈放大电路的稳定性 负反馈可改善放大电路性能,改善程度与反馈深度(1+AF)有关。引入负反馈时，应防止自激振荡（正反馈） 自激振荡平衡条件： 负反馈 8.1.1概述 一、产生正弦波振荡条件——正反馈 振荡条件： 正反馈 起振条件： 正弦振荡与放大电路自激的区别——人为形成 振荡过程： 稳定！ (1) (2) (3)=(1) 二、正弦波振荡电路组成—四大环节，缺一不可 （1）放大电路 起振到平衡，维持能量（电源提供）。 （2）选频网络 确定振荡频率(高Q值)。 （3）正反馈网络 反馈取代输入，维持振荡。 （4）稳幅环节（非线性环节） 稳定输出信号幅度。 选频与正反馈，放大与稳幅环节常常合二为一。 三、正弦波振荡电路是否工作判断方法 （1）是否包含放大/选频/正反馈/稳幅四个环节。 （2）放大电路是否正常工作（静态工作点/动态放大） （3）是否满足正反馈相位条件——瞬时极性法 （4）是否起振/稳幅。AF 略大于1 以上条件，缺一不可！ 正弦波振荡电路分类 分类方法：选频网络 （1）RC 正弦波振荡电路 （2）LC 正弦波振荡电路 （3）石英晶体振荡电路 如何分析 8.1.2 RC正弦波振荡电路 一、RC串/并联选频网络 RC串/并联电路 令 低频等效电路及相移（HPF） 高频等效电路及相移（LPF） 谐振，Fmax=1/3,输入输出 相移为0，阻性。 选频特性（f0）： 二、RC桥式正弦波振荡电路 电流增大，rD减小 温度升高，Rt增加 基本振荡电路 稳幅措施 标准接法 三、输出频率调整 通过调整R或/和C来调整频率。 _ + ? + ? RF uo R C C R K K R1 R1 R2 R2 R3 R3 C：双联可调电容，改变C，用于细调振荡频率。 K：双联波段开关，切换R，用于粗调振荡频率。 电子琴的振荡电路原理： _ + ? + ? RF1 uo R1 C C R D1 D1 RF2 R28 R27 R26 R25 R24 R23 R22 R21 1234对应哪个键盘 分立元件组成的RC正弦振荡器 R C R C +UCC R1 C2 C3 R3 R2 RE2 C1 RC2 T1 RE1 CE T2 RC1 RF + + + + – + + + – – – + ube? RC网络正反馈，RF、RE1组成负反馈，调整到合适的参数则可产生正弦振荡。 8.1.3 LC正弦波振荡电路 选频采用LC电路 理想LC网络 具有损耗的LC网络 谐振时，Z最大（阻性） 品质因素Q（决定于R、L、C） 谐振频率（固有频率决定于L、C） 复导纳 选频放大电路——LC并联谐振负载 谐振放大: 只对谐振频率f0的信号放大,其它信号不放大,适当引入正反馈可组成正弦波振荡电路 + + – – + ? 正反馈 +UCC C C1 C2 频率由LC谐振网络决定。 二、变压器反馈式振荡电路 正反馈 频率由C 、 L1 、 L2谐振网络决定。 +UCC C C1 L1 L2 C2 uL1 uL2 uC 设uB ? uC ? uD ? uB ? uL2 ? ube ? uL1 ? D 三、电感反馈式振荡电路 电感反馈 耦合电容 Uf 耦合电容 正反馈