7章振荡器和信号源.ppt

第七章 振荡器与信号源 第一节 振荡电路的作用和分类 第二节 正弦波振荡电路的基本原理 第三节 非正弦波振荡器的组成 第四节 集成波形发生器 第一节 振荡电路的作用和分类 振荡电路 一种不需外加信号激励而能自动将直流能量变换为周期性交变能量的电子电路。 。 一 振荡电路的作用 二 分类 按振荡器输出频率分类： 第二节 正弦波振荡电路的基本原理 问题：在没有外加信号的条件下，电路如何能有输出信号呢？ 这是因为在接通电源瞬间，放大电路中总存在着一定的噪声电压或瞬时干扰，尽管这些干扰信号的幅值十分微弱，但它们的频率分布很宽。当输出端产生一个幅值很小频率为f0的电压信号时，它将以正反馈方式送回到输入端，其余频率的信号逐渐衰减为零。这样频率为f0的Uo越来越大。 由于放大电路固有的非线性特性以及放大管的非线性，当Uo增大到一定程度时，放大电路的工作范围将进入非线性区从而使Uo下降，因此，振幅增长是受到限制的。此时，Uo=AUi=A Uf= A FUo。即AF=1 为使电路通电后Uo能够有一个逐渐增大直至平衡于某一数值的过程，也就是说补充的能量大于消耗的能量，要求电路起振的幅值条件为，AF≥1。 （一）RC正弦波振荡器的组成 2．文氏电桥振荡器 振荡频率计算： RC型正弦波振荡器适合于产生几赫～几百千赫的低频正弦信号。要提高振荡频率，就要降低R和C的数值。但是R值取得过小会使放大电路负载加重，C值的降低，电路中的寄生电容的影响就不容忽视，它们会影响振荡频率的稳定性。所以超过1MHz的振荡频率常采用LC型正弦波振荡器。 3.晶体振荡器 石英谐振器的基本特性 晶体振荡电路 第三节 非正弦波振荡器的组成 非正弦波振荡电路包括矩形波振荡电路、三角波及锯齿波振荡电路、阶梯波振荡电路等 。 矩形波振荡器（多谐振荡器 ）应用最为广泛 矩形波发生器 获得矩形波方法有两种： 一种是矩形波发生器，可以直接产生所需矩形波； 另一种是利用已有的周期性波形，通过整形电路变换为所需的矩形波。 矩形波振荡电路一般应具有下列几个环节：开关器件、反馈网络、延时环节 1、由集成放大器组成的矩形波发生器 原理：充放电 周期 参数的调整 振荡周期：改变RC或R1/RF参数。 输出电压的幅值：稳压管的稳压值。 占空比：可利用二极管的单向导电性，使电容充电和放电回路时间常数不同。 矩形波发生器的特殊应用 方波本身除包含基波之外，还有大量的高次谐波，其频谱极为丰富 应用 1.可检查低频、中频、甚至高频放大器的失真。方波中平坦的—段主要包含低频分量，而上升沿和下降沿主要是高频分量；只需用示波器观察放大后的波形中哪一部分失真了，即可判定该放大器有无失真以及属于低频失真还是高频失真。 2.利用它还能迅速确定频率失真、相位失真、振幅失真。 3.可用较低频率的方波信号来检查较宽的通频带，例如利用1kHz方波去检查0～20kHz的通频带，或用40kHz方波来检查0～800kHz的通频带。一般讲，如果被测放大器能将频率为f的方波不失真地放大，那么该放大器的频率响应便可达20f 2．三角波和锯齿波发生器 原理 第一级组成滞回比较器（起开关作用），第二级组成反相积分器（起延迟作用），两级之间由电阻R2构成反馈，形成振荡。 若uo1为+uZ，则给电容C充电，输出电压uo线性下降，当uo下降到零以后再下降到—R2UZ/R1值，使A1的同相输入端电位超过门限电压，uo1从+uZ跳变到—uZ。在uo1变为—uZ后，电容C放电，uo将线性上升，当uo上升到R2UZ/R1之后，，uo1从—uZ跳变到+uZ，如此周而复始，产生振荡。 参数 （1）三角波幅值 （2）三角波周期 锯齿波发生电路 第四节 集成波形发生器 　　波形发生器除了可以采用集成放大器和门电路以及一些分立元件构成外，还可利用单片函数发生器8038，集成压控振荡器MC1648、LM566及集成时基电路555/556等灵活地组成各种波形发生电路，具有工作稳定、抗干扰性强以及工作可靠等一系列优点，在自动化控制和测量、通信等领域中得到了广泛的应用。 1．集成函数发生器8038 8038不仅可以产生正弦波信号，而且可以产生方波信号，此外它还有三角波信号输出。 2．集成压控振荡器 它由积分器和同相滞回比较器组成 例如：LM566是通用集成压控振荡器。它可以产生方波和三角波输出，输出信号频率是控制电压的线性函数。 3．555集成定时电路组成的波形发生器 555时基电路是一种能产生定时信号（或称时钟信号），能完成各种定时或延时功能的集成电路。它是将模拟功能和数字逻辑功能巧妙结合在一起的中规模集成电路。电路功能灵活、适用范围广，只要在外部配上几个阻容元件，就可以构成性能稳定而精