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1、正弦波与方波产生电路正弦波与方波产生电路AiXBfXidXoX12fX让反馈信号让反馈信号 维持与维持与 相同相同，可以推出可以推出idXAB=1正弦波信号发生器正弦波信号发生器1. 正弦波振荡的平衡条件正弦波振荡的平衡条件() ()1A jB j 02A jB jn幅值平衡条件幅值平衡条件相位平衡条件相位平衡条件2012,ABnn， ，或者或者一个振荡器，只在振荡频率一个振荡器，只在振荡频率f0时时满足相位平衡条件满足相位平衡条件。平衡条件讨论平衡条件讨论a. 相位平衡条件相位平衡条件在电路中应包含选频网络在电路中应包含选频网络放大环节放大环节 A正正反馈网络反馈网络 F.XfXidXo1A
2、B 若若 , ,则电路减幅振荡，最后停止振荡则电路减幅振荡，最后停止振荡。1AB 若若 ，电路增幅振荡，电路增幅振荡。b. 幅度平衡条件幅度平衡条件AB=1是是维持等幅振荡的唯一条件维持等幅振荡的唯一条件放大环节放大环节 A正正反馈网络反馈网络 F.Xf.Xid.Xo2振荡的建立与稳定振荡的建立与稳定 振荡电路的起振条件振荡电路的起振条件：AB 1 AB=1只能只能维持振荡，但不能建立振荡维持振荡，但不能建立振荡输出幅值越来越大，最后出现非线性失真。输出幅值越来越大，最后出现非线性失真。放大电路中还应包含稳幅环节放大电路中还应包含稳幅环节AF=1AF 1起振起振维持振荡维持振荡自激振荡电路的起
3、振过程自激振荡电路的起振过程产生正弦波电路的四个组成部分产生正弦波电路的四个组成部分 放大电路放大电路: 保证电路能够有从起振到动态平衡的保证电路能够有从起振到动态平衡的 过程过程选频网络选频网络: 确定电路的振荡频率确定电路的振荡频率正反馈网络正反馈网络: 使放大电路的输入信号等于反馈信使放大电路的输入信号等于反馈信 号号稳幅环节稳幅环节:非线性环节，使得输出信号幅值稳定非线性环节，使得输出信号幅值稳定RC正弦波振荡电路0oA uo R2 R1 R uo C R C R2 R1 211RAR RC正弦波振荡电路1/()1()111()/3()foRXjj CB jXjRRjRCj Cj CR
4、C1oRC13B R uo C R C R2 R1 2113RAR 当当振荡频率为振荡频率为12ofRC R uo C R C R2 R1 D1D2自动增益稳幅自动增益稳幅矩形波产生电路矩形波产生电路 R1 R2 uo +(UZ+UD) uiRC工作原理工作原理设设t=0时时uC(0)=0 uO= +UZ则则=+BUZ112RORuuRR112()RBRR112()ZRURRRAuRCR1R2R3uOUZDZuPuNuC+uC按指数规律上升按指数规律上升a. 当当t0时时电容电容C充电充电uOuCOtuO, uC UZ UZ BUZ BUZiCuO、uC波波形图形图 uO=+UZRAuRCR1
5、R2R3uOUZDZuPuNuC+uC按指数规律上升按指数规律上升电容电容C充电充电uOuCOtuO, uC UZ UZ BUZ BUZiCuO、uC波波形图形图 uO=-UZRAuRCR1R2R3uOUZDZuPuNuC+b. 当当uCBUZ 时时uC按指数规律下降按指数规律下降电容电容C放电放电uOuCOtuO, uC UZ UZ BUZ BUZiCuO、uC波波形图形图RAuRCR1R2R3uOUZDZuPuNuC+c. 当当uO= UZ时时uR= BUZuC按指数规律下降按指数规律下降电容电容C放电放电uOuCOtuO, uC UZ UZ BUZ BUZiCuO、uC波波形图形图RAu
6、RCR1R2R3uOUZDZuPuNuC+d. 当当uO= UZ时时uR= BUZ根据三要素法根据三要素法3. 主要参数计算主要参数计算 如果选定时间起点为如果选定时间起点为t2，那么，那么(0)ZCuBU Z)(UuC RC tCCCCuuutu e)()0()()(tOuOuCt1t2 UZ UZ+BUZ2T2T BUZuO , uC振荡频率振荡频率由此得电路的振荡周期由此得电路的振荡周期当当 t=T/2 时时( /2)ZCuTBU即即/ 2ZZZZeTBUUBUU 122ln(12/)TRCRRtOuOuCt1t2 UZ UZ+FUZ2T2T FUZuO , uC01212ln(12/)
7、fRCRR振荡频率振荡频率答答 如果将方波信号发生器中的电容如果将方波信号发生器中的电容C的充电和放的充电和放电回路分开电回路分开,使充电使充电和放电的时间常数和放电的时间常数不相等，即可改变不相等，即可改变信号的占空比。信号的占空比。改进电路改进电路AuRCR1R2R3uOUZDZu+uuC+R+RD1D2振荡周期振荡周期3/2()(1)()TR CTZTTUUUeU 电容充电的起始值为电容充电的起始值为-UT，终止值为，终止值为+UT，时间常数为，时间常数为R3C，根据三要素法，有，根据三要素法，有1222ln(1)RTR CR R1 R2 uo +(UZ+UD) R3C占空比可调的电路占空比可调的电路 R1 R2 uo +(UZ+UD) R3CRwD1D2