电路与模拟10.ppt

信号的产生 在模拟系统中，常用的波形由正弦波、矩形波和锯齿波。作为测试信号或控制信号等。 这一章将讲述有关波形发生电路的组成原则、工作原理等。 10.1 正弦波振荡电路 + C1 C2 C3 C4 RW R RW R C1 C2 C3 C4 - + - 三、振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路 [例8.1.1] 在图中所示的电路中，已知电容的取值分别为0.01?F、 0.1?F 、 1?F 、 10?F ，电阻R=50?，电位器RW=10k? 。试问：f0的调节范围？ 用双层波段开关接不同的电容，作为振荡频率f0的粗调；用同轴电位器实现f0的微调。振荡频率的可调范围能够从几赫兹到几百千赫。 解： f0的调节范围约为1.59Hz～318kHz。 能自行启振的电路 R21、R22略大于2R1,随着uo的增加，R22逐渐被短接，A自动下降。幅值趋于稳定 uo _ + R21 R C R C R1 D1 D1 R22 正弦波振荡器的组成： 放大环节 A 正反馈环节 F 选频网络 稳幅环节 非正弦波发生电路 非正弦波 － + + R1 R2 uo DZ R3 R uc C 滞回比较器 （起开关作用） RC电路 （起反馈延迟作用） * 第10章 信号的产生 10.1正弦波振荡器 10.2矩形波（方波）发生器 10.3三角波和锯齿波发生器 波形发生器是在没有外加输入信号的情况下，依靠自激振荡而产生波形输出的电路。它广泛应用于测量、遥控、通信、自动控制、热处理和超声波电焊等加工设备之中，也作为模拟电子电路的测试信号。 10.1.1 正弦波振荡电路的基本原理 R L U0 + _ C S 1 2 将开关S先拨向“1”端，电容C充电后，再拨向“2”端，当线圈的铜损足够小时，便会在电路中产生衰减振荡电流。形成振荡的原因是电容C在充电期间所存储的能量向电感线圈L转移，然后又从电感线圈往电容器中转移，不断来回交换能量，形成振荡。 一、振荡器的基本概念 如果： k闭合,去掉 仍有信号输出。 基本放大 电路Ao 反馈电路 F ? + + k 利用正反馈，将放大电路输出信号反馈到输入端，与输入信号迭加（加强），如果反馈回来的信号恰好与原输入信号大小相同，那么，这时即使撤除输入信号，也能在输出端维持输出。从这个过程当中发现要维持输出，必须要反馈信号与原输入信号不仅幅度相同，而且相位相同。 反馈振荡需要两个条件： 幅度条件和相位条件 二、产生正弦波振荡的条件 在正弦波振荡电路中，一要反馈信号取代输入信号，即电路中必须引入正反馈；二要有外加的选频网络，用以确定振荡频率。 正反馈电路才能产生自激振荡 负反馈： 正反馈： X’i = Xi - Xf X’i = Xi + Xf 基本放大 电路Ao 反馈电路 F Xi X’i Xo Xf Xo Xo↑→Xf↑(X’i↑)→Xo↑↑ 正弦波振荡的平衡条件为 反馈信号代替了放大电路的输入信号，输入信号为0时仍有输出。称为自激振荡。 基本放大 电路Ao 反馈电路 F X’i Xo Xf Xo 基本放大 电路Ao 反馈电路 F Xi=0 X’i Xo Xf Xo + 基本放大 电路Ao 反馈电路 F 反馈信号代替了放大电路的输入信号 d f X X · · = f d X X · · = o f X F X · · · = d X · o A o X · = o X F · · o A o X · = = · o 1 F A 自激振荡条件的推导： 没有输入信号，输出信号依然存在，产生了自激振荡 Xi 最初是由放大电路接通电源时激起的一个微小的干扰信号提供的，这就是起始信号。它是非正弦信号，是由多种频率正弦信号叠加而成的。 为了得到单一频率的正弦波，自激振荡的频率必须是一定的，也就是说在放大、正反馈回路中应该有选频作用，将不要的频率抑制掉。 所以应将放大倍数和反馈系数写成： 电路把除f=f0以外的输出量均衰减为零，因此输出量为f=f0的正弦波。 为了让它发展增长，振荡电路中必须有放大和正反馈环节。 起振条件 1、起振条件 起振信号Xi 最初是由放大电路接通电源时激起的一个微小的干扰信号提供的 （1）幅值条件： （2）相位条件： （n是整数） 相位条件保证反馈极性为正反馈， 振幅条件保证反馈有足够的强度。 可以通过调整放大电路的放大倍数达到。 自激振荡条件可以写成： 二、正弦波振荡电路的组成及分类 （2）选频网络：确定电路的振荡频率。 （3）正反馈网络：引入正反馈。 LC正弦波振荡电路、 RC正弦波振荡电路 基本放大 电路Ao 反馈电路 F X’i Xo Xf X