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YSWG09模拟电子技术教学课件
三、输出幅度和振荡周期 解得三角波的输出幅度 当 u+ = u- = 0 时,uO1 跳变为 -UZ, uO 达到最大值 Uom 。 振荡周期 图 9.5.8 9.5.3 锯齿波发生电路 一、电路组成 O uO1 t O uO t T1 T2 T 二、输出幅度和振荡周期 图 9.5.9 第九章 波形发生器 9.1 正弦波振荡电路的分析方法 9.2 RC 正弦波振荡电路 9.3 LC 正弦波振荡电路 9.4 石英晶体振荡器 9.5 非正弦波发生电路 9.1 正弦波振荡电路的分析方法 9.1.1 产生正弦波振荡的条件 ~ 放大电路 反馈网络 如果反馈电压 uf 与原输入信号 ui 完全相等,则即使无外输入信号,放大电路输出端也有一个正弦波信号——自激振荡。 图 9.1.1 反馈放大电路产生自激振荡的条件 由此知放大电路产生自激振荡的条件是: 即: 所以产生正弦波振荡的条件是: ——幅度平衡条件 ——相位平衡条件 9.1.2 正弦波振荡电路的组成和分析步骤 组成:放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节。 分析步骤: 一、判断能否产生正弦波振荡 1. 检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分; 2. 检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正常工作; 3. 分析电路是否满足自激振荡的相位平衡条件和振幅平衡条件。 判断相位平衡条件的方法是:瞬时极性法。 二、估算振荡频率和起振条件 9.2 RC 正弦波振荡电路 9.2.1 RC 串并联网络振荡电路 电路组成: 放大电路 —— 集成运放 A ; 选频与正反馈网络 —— R、C 串并联电路; 稳幅环节 —— RF 与 R? 组成的负反馈电路。 图 9.2.1 图 9.2.2 一、RC 串并联网络的选频特性 Z1 Z2 取 R1 = R2 = R , C1 = C2 = C ,令 则: 得 RC 串并联电路的幅频特性为: 相频特性为: 最大,?F = 0。 0 ?F 0 1/3 +90o -90o 图 9.2.3 二、振荡频率与起振条件 1. 振荡频率 2. 起振条件 f = f0 时, 由振荡条件知: 所以起振条件为: 同相比例运放的电压放大倍数为 即要求: 三、振荡电路中的负反馈 引入电压串联负反馈,可以提高放大倍数的稳定性,改善振荡电路的输出波形,提高带负载能力。 反馈系数 改变 RF,可改变反馈深度。增加负反馈深度,并且满足 则电路可以起振,并产生比较稳定而失真较小的正弦波信号。 采用具有负温度系数的热敏电阻 RT 代替反馈电阻 RF ,可实现自动稳幅。 RT 图 9.2.4 9.2.2 其他形式的 RC 振荡电路 一、移相式振荡电路 集成运放产生的相位移 ?A = 180o,如果反馈网络再相移 180o,即可满足产生正弦波振荡的相位平衡条件。 振荡频率为: 0 ? 270o 180o 90o 当 f = f0 时,相移 180o,满足正弦波振荡的相位条件。 起振条件:RF 12 R 图 9.2.6 二、双 T 选频网络振荡电路 振荡频率约为: 当 f = f0 时,双 T 网络的相移为 ?F = 180o;反相比例运放的相移 ?A = 180o,因此满足产生正弦波振荡的相位平衡条件。 如果放大电路的放大倍数足够大,同时满足振幅平衡条件,即可产生正弦波振荡。 图 9.2.8 表 9 - 1 三种 RC 振荡电路的比较 名称 RC 串并联网络振荡电路 移相式振荡电路 双 T 网络选频振荡电路 电路形式 振荡频率 起振条件 电路特点及应用场合 可方便地连续调节振荡频率,便于加负反馈稳幅电路,容易得到良好的振荡波形。 电路简单,经济方便,适用于波形要求不高的轻便测试设备中。 选频特性好,适用于产生单一频率的振荡波形。 9.3 LC 正弦波振荡电路 9.3.1 LC 并联电路的特性 当频率变化时,并联电路阻抗的大小和性质都发生变化。 并联电路的导纳: 当 电路发生并联谐振。 图 9.3.1 并联谐振角频率 令: ——谐振回路的品质因数 当 Q 1 时 谐振频率: 回路等效阻抗: LC 并联回路的阻抗: 发生并联谐振时, 在谐振频率附近, 可见,Q 值不同,回路的阻抗不同。 不同 Q 值时,LC 并联电路的幅频特性: Z01 Z02 Q1 Q2 Q1 Q2 相频特性: ?F +90o -90o Q1 Q2 Q1 Q2 感性 纯阻 容性 结论: 1. 当 f = f0 时,电路为纯电阻性,等效阻抗最大;当 f f0 时,电路为感性;当 f f0 时,电路为容性。所以 LC 并联电路具有选频特性。 2. 电路的品质因数 Q 愈大,
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