电子技术基础-第6章_信号产生电路.ppt

第6章 信号产生电路 6.1 自激振荡 6.2 RC正弦波振荡电路 6.3 LC振荡电路 2、电感三点式振荡电路 6.3 非正弦波信号产生电路 6.3.2. 三角波发生器 6.3.3. 锯齿波发生器 6.4 波形变换电路 Chap 第6章信号产生电路 成都理工大学工程技术学院 自动化工程系 雷永锋 2013 信号发生器分类 RC正弦发生器 LC正弦发生器 非正弦 正 弦 方波 三角波 模拟 数字信号发生器 信号发生器 正弦振荡电路：大功率, 具有正反馈的交流电压放大电路 非正弦信号发生器: 小功率, 方波,三角形波 振荡电路按照是否依赖外界信号激励分为自激振荡电路和他激振荡电路 一、振荡条件 由于 而 所以 振荡平衡条件 相位平衡条件 振幅平衡条件 二、振荡建立与稳定 起振条件： AF1 , 选频特性：众多频率,只有一个满足振荡条件 振荡器的振荡过程，就是从AF1到AF=1的变化过程 起振和稳幅 1 满足上述条件后，一旦电源接通，随着时间增加输出幅度增大。增大到一定程度后，放大电路中晶体管将进入饱和或截至状态，输出正弦波将失真。——应采取稳幅措施。 1、 RC桥式振荡电路组成 负反馈放大电路：同相比例运算电路，获得合适闭环放大倍数 正反馈放大电路：RC电桥, 获得同相输入电压 2、RC选频电路 振荡频率 正反馈电压 当R1=R2=R，C1=C2=C时 当 , 为最大值 3、同相比例运算电路 Af = Uo /Ui = 3 (同相) =1+RF /R1 起振条件： Af = Uo /Ui ? 3 6.3.1、变压器反馈式振荡电路 1. 选频电路：L,C 谐振频率 ? 200 MHz 最大阻抗 Zmax =L/RC 2. 正反馈电路：Lf, T 振荡条件： 幅值条件：Ui = Ube Af= - ? Zmax / rbe 相位条件：瞬时极性法 假设信号源的极性,断开反馈线,判断是否为正反馈 1. LC 并联回路的基本特性 等效阻抗: 回路的等效耗损电阻 6.3.2 LC 振荡电路 谐振频率 谐振时的等效阻抗 品质因 数 谐振电流 (a) 原理电路 (b) 交流通路 谐振频率 ≈ 30--60 MHz L′=L1+L2+2M为回路的等效电感，M为L1、L2的互感系数 通常改变电容C来调节振荡频率比较方便，因此该电路应用很广。但由于反馈电压取自电感，高次谐波成分较多，因而振荡波形质量不太好。 3、电容三点式振荡电路 谐振频率 ＞100 MHz C=C1+C2/（C1+C2） 由于电容对高次谐波呈低阻抗，高次谐波分量受到抑制，振荡波形的质量得到改善。如果要通过改变电容来调节频率，必须保证C1与C2的比值不变，使其不致影响反馈电压的大小，显然，同时改变C1和C2很不方便。因此，通常要与线圈L串联一个电容器较小的可变电容器来调节振荡频率。 4. 石英晶体正弦波振荡电路 (a) 串联晶体振荡电路 (b)并联晶体振荡电路 石英晶体是一种各向异性的结晶体，具有压电效应产生振荡,Q值很大,频率稳定度高。 串联谐振频率 并联谐振频率 它是将反相输入电压比较器的输入信号，改由电路本身的输出电压经R1、C反馈网络供给的自激振荡电路。方波输出如图所示。由图中可以看出，当电容上的电压u-与基准电压 FUZ相交时，比较器将发生反转。 6.3.1 方波发生器 方波振荡周期的计算 : 三要素法: 当初始时刻 Uc = 0, Uo = +UZ, 当初始时刻 Uc = 0, Uo = -UZ, 三要素为 △t = t – t1 , t1≤t≤t2 当△t =T/2, 振荡周期 若F=R2/（R1+R2）=0.47, 即R2=0.86R1, 使1+2（R1+R2）=2.72，则式(6.3.2)可简化为 振荡周期： 锯齿波的周期可以根据时间常数和锯齿波的幅值求得，锯齿波的幅值为 于是有： , * * * * Chap