[工学]第7章 信号产生电路.ppt

* 信号产生电路 第 7 章 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 第 7 章　小　结 信号产生电路 第 7 章 7.1　正弦波振荡电路 7.1.1 正弦波振荡电路的工作原理 7.1.2 RC 正弦振荡 7.1.3 LC 正弦振荡 引　言 信号产生电路 (振荡器—Oscillators) 分类： 正弦波振荡 非正弦波振荡： RC 振荡器(1 kHz ~ 数百 kHz) LC 振荡器(几百 kHz 以上) 石英晶体振荡器(频率稳定度高) 方波、 三角波、 锯齿波等 主要性 要求能： 输出信号的幅度准确稳定 输出信号的频率准确稳定 引　言 第 7 章　信号产生电路 7.1.1 正弦波振荡电路的工作原理 一、振荡条件 放大器 反馈网络 Ui ? Au ? Fu ? Uo ? Uf ? RL 微弱的电扰动中，某一频率成分通过正反馈逐渐放大，则产生正弦振荡。 ? ? ? ? ? ? ? ? — 振幅平衡条件 — 相位平衡条件 n = 0, 1, 2, ??? ? ? 振荡条件 第 7 章　信号产生电路 二、起振条件 起振条件 放大器 Au 反馈网络 Fu Uo Uf Ui 1/Fu Au = 1/Fu O ui uo Au uo Au Fu 1 Au Fu 1 Ui1 Uo1 Uf1 Ui2 Uo2 Uf2 Ui3 Uo3 Uf2 Ui4 Uo4 uf uf 起振 稳幅 ? ? 第 7 章　信号产生电路 三、电路的组成和起振的判断 1. 放大电路 Au 2. 正反馈网络 Fu 3. 选频率网络—实现单一频率的振荡 4. 稳幅环节—使振荡稳定、波形好 满足振荡条件 组成: 放大器 选频正 反馈网络 Uo Uf Ui 选频 放大器 正反馈 网络 Uo Uf Ui 判断: 1. 检查电路组成 2.“Q”是否合适 3. 是否满足起振条件 第 7 章　信号产生电路 ? ? ? 7.1.2 RC 正弦振荡 一、RC 桥式振荡电路 ? ?0 ?Fu ? . ? ?0 ?f 90? -90? ? 1. RC 串并联选频网络 式中: ?0 = 1/RC 当 ? = ?0 时 ?Fu?= 1/3 . ? = 0o 第 7 章　信号产生电路 2. RC 桥氏振荡电路 ?A = 2n? ?F = 0o 2) 电路： 3)振荡频率 4)振荡条件 Rf 不能太大，否则 正弦波将变成方波 应使： 同相 放大器 ? ? ? ? 1) 组成： 8 C R1 Rf R C R ? ? ? 第 7 章　信号产生电路 5)稳幅措施 热敏电阻稳幅 8 C R1 Rf R C R 为使电 Au 为非线性，起振时，应使 Au 3，稳幅后 Au = 3。 正温度系数 负温度系数 二极管稳幅 8 R1 R2 V1 V2 R3 12.4 k? R2 8.1 k? 起振时信号小，二极管电阻大 Au ? 1 + (R2+ R3)/R1 3 R2 2R1 - R3 起振后二极管电阻逐渐减小， Au ? 1 + R2/R1 = 3 为使失真小： R2 2R1 f0 = 1.94 kHz 8.2 k? 6.2 k? 22 k? 4.3 k? 0.01 ?F 8.2 k? 0.01 ?F 第 7 章　信号产生电路 二、RC 移相式振荡电路 8 C R Rf R C R C 一节 RC 环节 移相 ? 90? 二节 RC 环节 移相 ? 180? 三节 RC 环节 移相 ? 270? 对于 的信号， — 满足相位平衡条件 优点： 结构简单 缺点： 选频特性差，输出波形差 第 7 章　信号产生电路 7.1.3 LC 振荡电路 类型：变压器反馈式 、 电感三点式、 电容三点式 一、变压器反馈式 LC 振荡电路 L r C Is . L 的等效损耗电阻 1. 谐振频率 f0 2. 谐振阻抗 Z0 3. 回路品质因数 Q (一) LC 并联回路的特性 Z 第 7 章　信号产生电路 4. 频率特性 ?0 ?Z ? Z 0 ? Q 大 Q 小 ? ?0 ?f 90o -90o Q 增大 幅频特性 相频特性 第 7 章　信号产生电路 5. 并联谐振的本质 — 电流谐振 L u C r – + i iL iC 1) Z = Z0 呈纯阻 2)形成环流，大小是总电流的 Q 倍 ? ? IC ? IL ? U ? I ? 第 7 章　信号产生电路 (二)变压器反馈式