电子电路的分析与应用 金华职院：单元3-调频发射与接收机分析调试 信号产生电路基础知识教案.doc

应用电子技术专业国家教学资源库 讲稿1：信号产生电路基础知识（3课时） 目标： 1、掌握正弦波振荡电路的工作原理，深刻理解产生正弦波振荡的条件—起振条件、平衡条件及稳定条件。 2、掌握RC振荡电路的组成、性能特点及分析方法。 3、掌握LC振荡电路的组成及LC三点式振荡电路的组成法则。 4、了解影响振荡频率稳定度的因素及改进措施，熟悉石英晶体振荡器的组成及特点。 5、掌握方波、三角波发生器的电路组成及输出电压波形特性参数的计算。 讲解目录 正弦波振荡器的工作原理................. 学会比较、在比较中学习、了解各种类型放大电路的组成。 RC正弦波振荡电路..................... 会 LC正弦波振荡电路............ 会 高频率稳定度的典型振荡电路............................. 会 讲课要点 1.1 基本概念和内容要点 1.1.1正弦波振荡器的工作原理 1、电路的基本组成及振荡条件 正弦波振荡器是一种不需要输入信号就能自动地将直流能量转换为特定频率和振幅的正弦交变能量的电路。其基本结构如图1.1所示。 ·X · Xo · Xi=0 · Xf · Xa + + 基本放大电路 · A 选频网络 · F · · （8—1）AF =│A · · （8—1） φa+φf=2nπ（n=0，1，2，…） · · · （8—2）AF =│A F （8—2） 图 1.1φa+φf=2nπ（n 图 1.1 （3）稳定条件 当电路进入平衡状态后，为了保证振荡稳定，要求环路增益T（ω）与振幅Vi 满足负斜率关系且φT（ω）与ω之间的变化亦为负斜率关系。振幅稳定条件一般由放大管的非线性放大特性予以保证；相位稳定条件一般由选频网络的负斜率相频特性予以保证。 （4）正弦波振荡电路的组成 一个正弦波振荡电路应包括以下的组成部分： ① 放大电路—放大振荡功率，补偿振荡电路的损耗，并向负载提供振荡输出功率。 ② 正反馈网络—将振荡器输出的一部分能量反馈到输入端，以维持振荡。 ③ 选频网络—用于确定振荡频率，使电路产生单一频率的正弦振荡。选频网络常与反馈网络结合在一起，即同一个网络既有选频作用，又起正反馈作用。 ④ 稳幅电路—限制输出电压的幅值，确定振荡的稳态振幅。 2、振荡电路的分析方法 （1）定性分析 ① 检查电路组成的各个部分是否齐全； ② 检查放大电路是否正常； ③ 运用瞬时极性法，判断是否满足振荡的相位平衡条件，这是判断振荡电路能否振荡的关键； ④ 分析AF＞1的条件是否满足。 （2）定量分析 ① 振荡频率的计算 工程估算时，认为振荡频率近似由选频网络决定（见表1.1）。 ② 当f=f0时，确定A及F，进而确定有关的电路参数。 表1.1 几种选频网络的电路形式及选频特性 网络 特性 RC串并联网络 LC并联谐振网络 石英晶体网络 电 路 形 式 R R C R · Vo C · Vf L L C R Z L L C0 R X C 幅 频 与 相 频 特 性 f f f0 f0 0 f Fv 1/3 +90o －90o φ f f0 f f0 0 Z/Z0 1 +90o －90o φ Z0=L/RC f f fs （容性） （感性） fp 0 X f 基 本 关 系 式 1Fv 1 Fv(f0)= 3 1 f0= , 2πRC · Fv= = · Vf · Vo 1 3+j(f/f0－f0/f) Q =ω0 Q =ω0L/R Z0 Z= 1+jQ(2△f/f0) 1 f0= 2π LC 2△f=2(f－f0), Cf C fP≈fs 1+ C0 1 fs= 2π LC 1.1.2 RC正弦波振荡电路 RC正弦波振荡电路用于产生低频正弦信号(f0＜1MHz)。按结构不同，可分为文氏电桥振荡器和RC移相振荡器，其电路及原理、特点如表1.2所示 表1.2 文氏电桥振荡器 RC移相振荡器 滞后相移 超前相移 电路原理图 R R Rf C R R1 ∞ A C + vo － C C R Rf C R R1 ∞ A + vo － R C R R Rf C R R1 ∞ A + vo － C C 原理概述 选频网络具有带通特性，当f=f0时。F=1/3，φf=0o， 只要和A＞3的同相放大器结合即可产生振荡。 三级RC移相网络在特定频率下产生180o相移，再和反相放大器结合就能满足正反馈条件，只要反相放大器增益足够大，即可满足起振条件，产生振荡。 特点 必须采