第八章波形发生电路PPT讲稿.ppt
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1、第八章波形发生电路第1页,共40页,编辑于2022年,星期三本章重点和考点本章重点和考点1.重点掌握重点掌握RC正弦波振荡电路的工作原理、正弦波振荡电路的工作原理、振荡频振荡频 率、起振条件以及电路的特点。率、起振条件以及电路的特点。2.理解各种非正弦波发生电路理解各种非正弦波发生电路(矩形波、三角矩形波、三角 波和锯齿波波和锯齿波)的工作原理。的工作原理。第2页,共40页,编辑于2022年,星期三8.1正弦波振荡电路的分析方法正弦波振荡电路的分析方法8.1.1产生正弦波振荡的条件产生正弦波振荡的条件放大电路放大电路反馈网络反馈网络如如果果反反馈馈电电压压 uf 与与原原输输入入信信号号 ui
2、 完完全全相相等等,则则即即使使无无外外输输入入信号,放大电路输出端也有一个正弦波信号信号,放大电路输出端也有一个正弦波信号自激振荡自激振荡。图图 8.1.1反馈放大电路产生自激振荡的条件反馈放大电路产生自激振荡的条件第3页,共40页,编辑于2022年,星期三由此知放大电路产生自激振荡的条件是:由此知放大电路产生自激振荡的条件是:即:即:所以产生正弦波振荡的条件是:所以产生正弦波振荡的条件是:幅度平衡条件幅度平衡条件相位平衡条件相位平衡条件第4页,共40页,编辑于2022年,星期三8.1.2正弦波振荡电路的组成和分析步骤正弦波振荡电路的组成和分析步骤组成组成:放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅
3、环节。:放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节。分析步骤分析步骤:一、判断能否产生正弦波振荡一、判断能否产生正弦波振荡1.检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分;检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分;2.检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正 常工作;常工作;3.分析电路是否满足自激振荡的相位平衡条件和振幅分析电路是否满足自激振荡的相位平衡条件和振幅 平衡条件。平衡条件。判断相位平衡条件的方法是:判断相位平衡条件的方法是:瞬时极性法瞬时极性法。第5页,共40页,编辑于2022年,星期三二、估算振荡频率和起振条件二、估算振荡频率和起振条件振荡频率由
4、相位平衡条件决定。振荡频率由相位平衡条件决定。3.令令f=f0 时时的的 ,即得起振条件。,即得起振条件。2.2.令令 ,即可求得满足该条件的,即可求得满足该条件的f0 ,此频率即为振荡频率;此频率即为振荡频率;1.1.写出回路增益写出回路增益AFAF的表示式的表示式第6页,共40页,编辑于2022年,星期三8.2RC 正弦波振荡电路正弦波振荡电路(文氏电桥文氏电桥)8.2.1RC 串并联网络振荡电路串并联网络振荡电路电路组成:电路组成:放大电路放大电路 集成运放集成运放 A;选频与正反馈网络选频与正反馈网络 R、C 串并联电路;串并联电路;稳幅环节稳幅环节 RF 与与 R 组成的负反馈电路。
5、组成的负反馈电路。图图 8.2.1第7页,共40页,编辑于2022年,星期三图图 8.2.2一、一、RC 串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性Z1Z2取取 R1=R2=R,C1=C2=C,令,令 则:则:第8页,共40页,编辑于2022年,星期三得得 RC 串并联电路的幅频串并联电路的幅频特性为:特性为:相频特性为:相频特性为:最大,最大,F=0。0 F01/3+90-90图图 8.2.3第9页,共40页,编辑于2022年,星期三二、振荡频率与起振条件二、振荡频率与起振条件1.振荡频率振荡频率2.起振条件起振条件f=f0 时,时,由振荡条件知:由振荡条件知:所以起振条件为:所以起振条件为:
6、同相比例运放的电压放大倍数为同相比例运放的电压放大倍数为即要求:即要求:第10页,共40页,编辑于2022年,星期三三、振荡电路中的负反馈三、振荡电路中的负反馈(自动稳幅自动稳幅)引引入入电电压压串串联联负负反反馈馈,可可以以提提高高放放大大倍倍数数的的稳稳定定性性,改改善善振振荡荡电电路的输出波形,提高带负载能力。路的输出波形,提高带负载能力。反馈系数反馈系数改改变变 RF,可可改改变变反反馈馈深深度度。增加负反馈深度,并且满足增加负反馈深度,并且满足则则电电路路可可以以起起振振,并并产产生生比比较较稳稳定定而而失失真真较较小小的的正正弦弦波信号。波信号。采采用用具具有有负负温温度度系系数数
7、的的热热敏敏电电阻阻 RT 代代替替反反馈馈电电阻阻 RF,可可实实现现自动稳幅自动稳幅。(还有什么措施自动稳幅?还有什么措施自动稳幅?)RT图图 8.2.4第11页,共40页,编辑于2022年,星期三四、振荡频率的调节四、振荡频率的调节调节电阻调节电阻R或电容或电容C的值,即可调节振荡频率的值,即可调节振荡频率电路图:电路图:P417图图8.2.5利用波段开关换接不同容量的电容,对频率进行粗调;利用波段开关换接不同容量的电容,对频率进行粗调;利用同轴电位器,对振荡频率进行细调。利用同轴电位器,对振荡频率进行细调。第12页,共40页,编辑于2022年,星期三8.2.2其他形式的其他形式的 RC
8、 振荡电路振荡电路一、移相式振荡电路一、移相式振荡电路集集成成运运放放产产生生的的相相位位移移 A=180,如如果果反反馈馈网网络络再再相相移移 180,即即可可满满足足产产生生正正弦弦波波振振荡荡的的相相位位平平衡衡条件。条件。振荡频率为:振荡频率为:0 27018090当当 f=f0 时时,相相移移 180,满满足足正弦波振荡的相位条件。正弦波振荡的相位条件。起振条件:起振条件:RF 12 R图图 8.2.6第13页,共40页,编辑于2022年,星期三二、双二、双 T 选频网络振荡电路选频网络振荡电路振荡频率约为:振荡频率约为:当当 f=f0 时时,双双 T 网网络络的的相相移移为为 F=
9、180;反反相相比比例例运运放放的的相移相移 A=180,因此满足产生正弦波振荡的相位平衡条件。,因此满足产生正弦波振荡的相位平衡条件。如如果果放放大大电电路路的的放放大大倍倍数数足足够够大大,同同时时满满足足振振幅幅平平衡衡条件,即可产生正弦波振荡。条件,即可产生正弦波振荡。图图 8.2.8起振条件起振条件第14页,共40页,编辑于2022年,星期三表表 8-1三种三种 RC 振荡电路的比较振荡电路的比较名称RC 串并联网络振荡电路移相式振荡电路双 T 网络选频振荡电路电路形式振荡频率起振条件电路特点及应用场合可方便地连续调节振荡频率,便于加负反馈稳幅电路,容易得到良好的振荡波形。电路简单,
10、经济方便,适用于波形要求不高的轻便测试设备中。选频特性好,适用于产生单一频率的振荡波形。第15页,共40页,编辑于2022年,星期三8.3LC 正弦波振荡电路正弦波振荡电路 8.3.1LC 并联电路的特性并联电路的特性当频率变化时,并联电路阻抗的当频率变化时,并联电路阻抗的大小和性质都发生变化。大小和性质都发生变化。并联电路的导纳:并联电路的导纳:当当电路发生电路发生并联谐振并联谐振。图图 8.3.1第16页,共40页,编辑于2022年,星期三并联谐振角频率并联谐振角频率令:令:谐振回路的品质因数谐振回路的品质因数当当 Q 1 时时谐振频率:谐振频率:第17页,共40页,编辑于2022年,星期
11、三回路回路等效阻抗等效阻抗:LC 并联回路的阻抗:并联回路的阻抗:发生并联谐振时,发生并联谐振时,在谐振频率附近,在谐振频率附近,可见,可见,Q 值不同,回路的阻抗不同。值不同,回路的阻抗不同。第18页,共40页,编辑于2022年,星期三不同不同 Q 值时,值时,LC 并联电路的并联电路的 幅频特性:相频特性:幅频特性:相频特性:Z01Z02Q1 Q2Q1Q2 F+90-90Q1Q2Q1 Q2感性感性纯阻纯阻容性容性结论:结论:1.当当 f=f0 时时,电电路路为为纯纯电电阻阻性性,等等效效阻阻抗抗最最大大;当当 f f0 时时,电电路路为为容容性性。所所以以 LC 并联电路具有选频特性。并联
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