第7章　信号产生电路.ppt

第7章 信号产生电路 7.1 正弦波振荡电路 7.2 非正弦波信号产生电路 7.3 锁相频率合成电路 7.2.2 方波产生电路 用迟滞比较器构成的方波产生电路如图7.2.5所示，图中，R和C为定时元件，构成积分电路。由于方波包含极丰富的谐波，因此方波产生电路有称为多谐波振荡器。由于图中参考电压 =0，所以，迟滞比较器的两个门限电压分别为 图7.2.5所示电路用来产生固定的低频频率的方波信号，是一种较好的振荡电路，但是输出方波的前后沿陡度取决于集成运放的转换速率 ，所以当振荡频率较高时，为了获得前后沿较陡的方波，必须选用 较大的集成运放。 第7章 信号产生电路 湖南工院电气工程系 第7章 信号产生电路 第7章 信号产生电路 图7.2.5 方波产生电路 （a）C充电电路 （b）放电电路 （c） 和 波形 湖南工院电气工程系 * * 湖南工院电气工程系  7.1 正弦波振荡电路 7.1.1 正弦波振荡电路的工作原理 一、振荡产生的基本原理 正弦波振荡回路由放大器和反馈网络等组成，其电路原理框图如图7.1.1所示。假如开关S处在位置1，即在放大器的输入端外加输入信号 为一定频率和幅度的正弦波，此信号经放大器放大后产生输出信号 ，而 又作为反馈网络的输入信号，在反馈网络输出端产生反馈信号 。如果 和原来的输入信号 大小相等且相位相同，假如这时将开关S接至2端，由放大器和反馈网络组成一闭环系统在没有外加入输入信号的情况下，输出端可维持一定频率和幅度的信号输出，从而实现了自激振荡。 为使振荡电路的输出为一个固定频率的正弦波，要求自激振荡只能在某一频率上产生，而在其他频率上不能产生，因此图7.1.1所示的闭环系统内，必须含有选频网络，使得只有选频网络中心频率上的信号 第7章 信号产生电路 湖南工院电气工程系 第7章 信号产生电路 图7.1.1 反馈振荡电路原理框图 湖南工院电气工程系 看看这里 才满足 和 相同的条件而产生自激振荡其他频率的信号不满足 和 相同的条件而不能产生振荡。选频网络可以包含在放大器内，也可在反馈网络内。 如上所述，反馈振荡电路是一个将反馈信号作为输入电压来维持一定输出电压的闭环正反馈系统，实际上它是不需要外加信号激发就可以产生输出信号的。振荡环路内存在的微弱的电扰动，都可以作为放大器的初始输入信号。由于很窄的脉冲内具有十分丰富的频率分量，经选频网络选频，使得只有某一频率的信号能反馈到放大器的输入端，而其他频率的信号被抑制。这一频率分量的信号经过放大后，又通过反馈网络回送到输入端，且信号幅度比前一瞬间要大，在经过放大、反馈，使回送到输入端的信号幅度进一步增大，最后将使放大器进入非线性工作区，放大器的增益下降，振荡电路输出幅度越大，增益下降也越多，最后当反馈电压正好等于原输入电压时，振荡幅度不再增大，从而进入平衡状态。 第7章 信号产生电路 湖南工院电气工程系 二、 振荡的平衡条件和起振条件 （一） 振荡的平衡条件 当反馈信号 等于放大器的输入信号 时，振荡电路的输出电压不再发生变化，电路达到平衡状态，因此将 称为振荡的平衡条件。 根据图7.1.1可知 7.1.1 所以 7.1.2 由此可得振荡的平衡条件为 7.1.3 式中， 、 为放大倍数 的模和相角； 、 为反馈系数 的模和相角。 第7章 信号产生电路 湖南工院电气工程系 （二） 振荡的起振条件 式7.1.3是维持振荡的平衡条件，是指振荡电路已进入稳态振荡而言的。为使振荡电路在接通直流电源后能够自动起振，则在相位上要求反馈电压与输入电压同相，在幅度上要求Uf＞Ui,因此振荡的起振条件也包括相位条件和振幅条件两个方面，即 振幅起振条件为 7.1.6 相位