第四章波形产生电路.ppt

电工电子技术2 第四章 波形发生电路 4.1 正弦波振荡器 4.2 方波发生器 4.3 三角波发生器 1 2 S F A 4.1.1 正弦波自激振荡的基本原理 1. 自激振荡的条件 S 接 1: 所以产生自激振荡的条件为: 则在S扳到 如 位置2后输出电压保持不变，即产生了自激振荡 4.1 正弦波振荡器 自激振荡的平衡条件: AF = 1 幅度平衡条件： 相位平衡条件: AF = 1 ?A+ ?F = 2n? （n=0,1,2…） 反馈信号与输入信号的大小相等，应有足够强的反馈量。 反馈信号与输入信号同相，必须引入正反馈。 2. 振荡的建立与稳定 建立振荡应满足: |AF| 1 选择某一频率的信号形成增幅振荡 电路由 电路变为等幅振荡 |AF| = 1 |AF| 1 3. 正弦波振荡电路的组成 放大电路 正反馈电路 选频电路 稳幅电路 1 2 S F A 1. RC串并联网络的选频特性 R R C C Z1 Z2 4.1.2 RC正弦波振荡电路 10-2 10-1 100 101 102 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 X: 1 Y: 0.3333 10-2 10-1 100 101 102 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 X: 1 Y: 0 R C (2) 文氏电桥正弦波振荡电路 起振时应满足: RF2R1 为了满足 AF =1, A=3 即 A3 ∞ R1 RF R C (3) 稳幅措施 二极管稳幅电路 UO↑→rD↓→ |A|↓→|AF|=1 RF1 R C ∞ R1 R C RF2 在RF2上两个二极管，在起振之初，由于 uo 幅值很小，二极管不导通，RF=RF1 +RF12 R1, |AF|1，以便起振。 随着振荡幅度的增大，二极管D1、D2在输出电压uo的正负半周内分别导通。反馈电阻值逐渐减小，直到RF=2 R1，振荡稳定。 D1 D2 缺点 输出波形失真较大 热敏电阻稳幅电路 UO↑→T↑→RT↓→|A|↓ →|AF|=1 R1 ∞ R C R C RT RF 缺点 输出电压幅值随环境温度变化 在起振时，由于 uo 很小，流过RT的电流也很小,于是发热少，阻值高，RT 2R1；即?AuF?1。随着振荡幅度的不断加强，uo增大，流过RT的电流也增大，RT因温度升高其阻值减小，使得Au下降，直到RT=2 R1时，?AuF?=1， 振荡稳定。 4.1.3 LC正弦波振荡电路 LC振荡电路的特点： 由于普通运放的频带较窄，LC振荡电路一般由分立元件组成。 变压器反馈式 电感三点式 电容三点式 LC振荡电路的分 类： RC振荡电路的振荡频率 由于受放大电路带负载能力的限制R不能太小，C过小振荡频率易受寄生电容的影响而不稳定，所以RC振荡电路的频率一般不超过200kHZ，在高频场合多用LC振荡电路 1. LC并联谐振回路 (1)谐振频率 R C L (2)谐振阻抗 (3)谐振时电流关系 R C L (4) 谐振时电压瞬时极性 C L1 L2 电感三点式 C L1 L2 电容三点式 C1 L C2 C1 L C2 (5) 频率特性 R C L 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Q=5 Q=10 Q=20 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Q=10 Q=20 Q=5 RC L C 2. 变压器反馈式LC振荡电路 选频放大器 RB1 RE C1 C2 UCC RB2 CE 0 L C RB1 RE C1 UCC RB2 CE N1 变压器反馈式LC振荡电路 C2 RL N3 N2 * * 对于： Z为阻性，且其值最大 调整线圈匝数N1、N2使 即可产生振荡 L C RB1 RE C1 UCC RB2 CE N1 RL N3 N2 * * 电路特点: ① 起振容易 ② 由于LC谐振回路良好的选频性，输出波形较好 ③ 由于变压器分布参数的限制，振荡频率不是很高 3. 电感三点式正弦波振荡电路 C RB1 RE CB UCC RB2 CE N1 L2 N2 L1 C RB N2 L1 N1 L2 M为L1与L2之间的互感 电路特点: ① 线圈L1和L2耦合紧密,易起振 ② 输出波形较差,含高次谐波 RB1 RE CB UCC RB2 CE C1 L C2 RC 4.电容三点式正弦波振荡电路 电路特点 ① 输出波形好 ② 振荡频率可以很 高，可高达 100MHZ 以上。 RB C1 L C2 4.2