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1、电工电子技术第二十讲21教学课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 A1：滞回比较器：滞回比较器 因因 u=0，所以当所以当 u+=0 时时，A1状态改变状态改变三角波发生器三角波发生器1.电路结构电路结构A2：反相积分电路：反相积分电路Cuo1R3DZR2+R6uoR5R4+A2A1R12.工作原理工作原理因因 u-=0，所以当，所以当 u+=0时时，A1状态状态改变改变输出输出 uo1 改变改变(+(+UZ 跃变到跃变到UZ 或或 UZ 跃变到跃
2、变到+UZ)，当当同时积分电路的输入电压也随之改变。同时积分电路的输入电压也随之改变。Cuo1R3DZR2+R6uoR5R+A2A1R1TT1T23.工作波形工作波形4.周期与频率周期与频率T=T1+T2=2T1=2T2uo1 UZ UZtOuo (1)改变比较器的输出改变比较器的输出 uo1、电阻、电阻R1、R2 即可改即可改变三角波的幅值。变三角波的幅值。(2)改变积分常数改变积分常数RC 即可改变三角波的频率。即可改变三角波的频率。R2R1UZ锯齿波发生器锯齿波发生器1.1.电路电路电路电路C Cu uo1o1R R3 3D DZ ZR R2 2+R R6 6u uo oR R5 5R
3、R4 4+A A2 2A A1 1R R1 1三角波发生器三角波发生器C CR R3 3D DZ ZR R2 2+R R6 6u uo oR R5 5R R4 4+A A2 2A A1 1R R1 1u uo1o1R R 4 4D D在三角波在三角波发生器的发生器的电路中，电路中，使积分电使积分电路的正、路的正、反向积分反向积分的时间常的时间常数不同，数不同，即可使其即可使其 输出锯齿输出锯齿波。波。2.波形波形锯齿波发生器锯齿波发生器C CR R3 3D DZ ZR R2 2+R R6 6u uo oR R5 5R R4 4+A A2 2A A1 1R R1 1u uo1o1R R4 4 D
4、 D1.电路电路t tU UZ Z U UZ Zu uo ou uo1o1Ou uo o第6章上页下页返回6.1.1 6.1.1 正弦波振荡电路的基本原理正弦波振荡电路的基本原理 6.1.26.1.2 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路6.16.1 正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路 *6.1.3*6.1.3 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路*6.1.4*6.1.4 石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路不需要任何输入信号；必须在电路中引入足够强的正反馈。波形产生电路包括正弦和非正弦(如方波、三角波)波形产生电路。波形产生电路的共同特点：波形产生电路的共同特点
5、：第6章上页下页返回Ud126.1.1 6.1.1 6.1.1 6.1.1 正弦波振荡电路的基本原理正弦波振荡电路的基本原理正弦波振荡电路的基本原理正弦波振荡电路的基本原理1 1、自激振荡的条件、自激振荡的条件S S 在在 2:2:令令F=Uf/Uo.所以产生自激振荡的条件为所以产生自激振荡的条件为:.AF=.UoUd.UoUf=1S上页下页第6章返回+Uf+-A=Uo/Ud.S S 在在 1:1:Ud=Ui .-.Ui.Uo.因为因为:Uf=Ud，.Uf=UiU=d d则输出电压保持不变。则输出电压保持不变。AF自激振荡的条件自激振荡的条件:AF=1 幅度平衡条件：幅度平衡条件：相位平衡条件
6、相位平衡条件:AF =1 A+F=2n （n=0,1,2）反馈信号与输入信号的大小相等反馈信号与输入信号的大小相等,在放大倍数在放大倍数一定时应有足够强的反馈量。一定时应有足够强的反馈量。反馈信号与输入信号同相，必须引入正反馈。反馈信号与输入信号同相，必须引入正反馈。上页下页第6章返回2 2、振荡的建立与稳定振荡的建立与稳定振荡电路的起振振荡电路的起振:选择电路（一般和反馈选择电路（一般和反馈电路在一起）选择某一电路在一起）选择某一频率的信号增幅振荡频率的信号增幅振荡电路由电路由电路变为等幅振荡电路变为等幅振荡|AF|=1|AF|1上页下页第6章返回Ud12S+Uf+-.Ui.Uo.AF 通过
7、不断地通过不断地放大放大正反馈正反馈再再放大放大再反馈，再反馈，使使Uom m不断增大，不断增大，一直到达某一点一直到达某一点时，才稳定下来。时，才稳定下来。自激振荡的建立过程自激振荡的建立过程A反馈特性反馈特性Ufm=|F|Uom幅度特性幅度特性Uom=f(Ufm)Ufm1Ufm2Uom2Uom1UfmOUom上页下页返回Ud12S+Uf+-.Ui.Uo.AF初始值由初始值由哪来哪来由上述讨论可知：由上述讨论可知：正弦波振荡电路应由以下部分组成：正弦波振荡电路应由以下部分组成：放大电路放大电路正反馈电路正反馈电路选频电路选频电路稳幅电路稳幅电路上页下页第6章返回 6.1.26.1.2 RCR
8、C正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路 1.1.电路组成电路组成RCCRRfR1负反馈网络负反馈网络（稳幅环节稳幅环节）文氏电桥正弦波振荡电路文氏电桥正弦波振荡电路上页下页第6章返回uO+正反馈正反馈选频网络选频网络A Ao o 2 2、RC串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性Z1=R+1jC1Z2=R(jC)R+1jC=R1+jRC.UfUO=.IZ2I(Z1+Z2).Z2Z1+Z2=R1+jRCR+1jC+R1+jRC=13+j(RC-RCRC1).I+RCU0.Uf.CRZ1Z2=11+jRC1+1jRC+11+jRC.UfUo.=11RC3+j(RC-)当当:1
9、RCRC-=0即即,或或R C=0 0=122RC=0 0=1时时结论：.Uf fUo.与与 同相位同相位,Uf fUo o.=1/3，Uf f达到最大值达到最大值。.第6章RC串并联选频网络串并联选频网络+RCU0.Uf.CRZ1Z2.I=F=Uf_Uo13_ f =0,3 3、如何满足自激振荡条件如何满足自激振荡条件f0=12 RC起振时应满足起振时应满足:Rf2R1RfR1）,A=（1+A =0为了满足为了满足AF=1,=1,A=3RfR1）=3,（1+Rf=2R1即即 A3第6章ui u o1fCC+uf Z1Z2A Ao o4 4、稳幅措施稳幅措施 特点特点：利用二极管的非线性利用二
10、极管的非线性自动调节反馈的强弱来维自动调节反馈的强弱来维持输出电压的恒定。持输出电压的恒定。UOrU|A|缺点缺点输出波形失真较大输出波形失真较大上页下页第6章返回 二极管稳幅电路二极管稳幅电路u o1f2CCf1D2D1A Ao oUOTRT|A|U O O 由于热敏电阻温度特性敏感，因此可获得失真较小的输出电压。特点：特点：利用半导体热敏电阻的非利用半导体热敏电阻的非线性实现稳幅。线性实现稳幅。上页下页第6章返回 热敏电阻稳幅电路热敏电阻稳幅电路uo1TCCA Ao o 1.1.电感三点式振荡电路电感三点式振荡电路第6章(a)(a)基本电基本电基本电基本电路路路路(b)(b)交流通路交流通
11、路交流通路交流通路谐振回路谐振回路RECRCRB1RB2CBCEL2T132+UCCL1CRB1 RB2T+uiuo+132L1L2 *6.1.36.1.3 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路上页下页第6章返回 电感L1、L2 和电容C构成了谐振回路，+UCC通过L1 到集电极形成集电极电流的直流通路，故可省略R C。电感L2两端的电压作为反馈信号，在放大器的输入端引入了正反馈。若L1、L2线圈之间的互感为M，则线圈的总电感为：L=L1+L2+2M 。电路的振荡频率近似等于LC谐振回路的振荡频率：fo=（L1+L2+2M）C 21 2.2.电容三点式振荡电路电容三
12、点式振荡电路第6章(a)(a)基本电基本电基本电基本电路路路路(b)(b)交流通路交流通路交流通路交流通路谐振回路谐振回路LC1C2RCRB1 RB2T+uiuo+132REC2C1RCRB1RB2CBCELT132+UCC上页下页第6章返回 电感L和电容C1、C2构成的谐振回路成为放大电路的负载，电容C2两端的电压作为反馈信号，在放大器的输入端引入了正反馈。选取适当的静态值和元件参数，使得谐振回路谐振时，AF1。电路自激振荡AF=1时，振荡稳定。振荡频率近似等于LC谐振回路的振荡频率：C1 C2C1+C2L21fo=改进型电容三点式振荡电路改进型电容三点式振荡电路改进型电容三点式振荡电路改进
13、型电容三点式振荡电路上页下页第6章返回在电感支路中串联一个电容C3，且取且取C3远小于远小于C1和和C2。故故谐振回路的振荡频率主要由L和C3来决定：fo 2 2 LCLC3 31 1改变C3，即可改变fo REC2C1RCRB1RB2CBLT+UCCC3例1：如何判断电路可否振荡REC2C1RB2CBLT+UCCC3RC该电路无合适的静态工作点，三极管未处在放大状态，不满足构成振荡器的基本条件。REC1RB1RB2CBLT+UCC例2：根据相位判断，该电路是否可以振荡。交流通路交流通路交流通路交流通路LC1C2RCRB1 RB2T+uiuo+132C3例3REC2C1RB1RB2CBLT+U
14、CCC3该电路是否可以振荡，若可以，确定振荡频率，若不可以，如何改正使之振荡。上页下页第6章返回*6.1.4*6.1.4 石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路1.1.石英晶体谐振器石英晶体谐振器 石英晶体具有压电效应，压电谐振就是石英晶体的固有谐振频率。谐振频率有两个，LCR支路的串联谐振频率 f s 和LCR支路与电容CO的并联谐振频率 f P，f P f s且很接近。（a a）符号）符号（b b）等效电路）等效电路JTJTL LC CR RC CO OREC2C1RCRB1RB2上页下页第6章CBT+UCC2.2.并联型石英晶体振荡器并联
15、型石英晶体振荡器JTJT并联型石英晶体振荡并联型石英晶体振荡电路工作频率为：电路工作频率为：f f s s f f f f p p石英晶体呈感性，作为电容三点式振荡电路中的回路电感返回A AC1C2例：主机板上的主频振荡器上页下页第6章3.3.串联型石英晶体振荡器串联型石英晶体振荡器 串联型石英晶体振荡电串联型石英晶体振荡电路工作频率等于路工作频率等于f s ,晶体呈晶体呈纯阻性，且阻抗最小。频率纯阻性，且阻抗最小。频率为为f s时，正反馈最强。时，正反馈最强。REC2C1RCRB1RB2(a)基本电基本电路路CBCCLT+UCCJTJT(b)交流通路交流通路LC1C2TREJTJT返回作业6.1.2，6.1.3，6.1.4