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1、第四章波形产生电路第一页，本课件共有30页12SFA4.1.1 正弦波自激振荡的基本原理正弦波自激振荡的基本原理 1.自激振荡的条件自激振荡的条件S 接接 1:所以产生自激振荡的条件为所以产生自激振荡的条件为:则在则在S S扳到扳到 如如位置位置2后输出电压保持不后输出电压保持不变，即产生了自激振荡变，即产生了自激振荡4.1 正弦波振荡器正弦波振荡器2022/12/62第二页，本课件共有30页自激振荡的平衡条件自激振荡的平衡条件:AF=1幅度平衡条件：幅度平衡条件：相位平衡条件相位平衡条件:AF=1 A+F=2n （n=0,1,2）反馈信号与输入信号的大小相等，应有足够强反馈信号与输入信号的大
2、小相等，应有足够强的反馈量。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。2022/12/63第三页，本课件共有30页2.振荡的建立与稳定振荡的建立与稳定建立振荡应满足建立振荡应满足:|AF|1 选择某一频率的信选择某一频率的信号形成增幅振荡号形成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|13.正弦波振荡电路的组成正弦波振荡电路的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12SFA2022/12/64第四页，本课件共有30页1.RC串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性RRCCZ1Z2 4
3、.1.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路2022/12/65第五页，本课件共有30页10-210-110010110200.050.10.150.20.250.30.35X:1Y:0.333310-210-1100101102-100-80-60-40-20020406080100X:1Y:02022/12/66第六页，本课件共有30页RC(2)文氏电桥正弦波振荡电路文氏电桥正弦波振荡电路起振时应满足起振时应满足:RF2R1为了满足为了满足 AF=1,A=3即即 A3R1RFRC2022/12/67第七页，本课件共有30页(3)稳幅措施稳幅措施 二极管稳幅电路二极管稳幅电路UOrD|A|AF
4、|=1RF1RCR1RCRF2 在在RF2上两个二极管，在起振之上两个二极管，在起振之初，初，由于由于 uo 幅值很小，幅值很小，二极管二极管不不导通，导通，RF=RF1+RF12 R1,|AF|1，以便起振。，以便起振。随着振荡幅度的增大，二极管随着振荡幅度的增大，二极管D1、D2在输出电压在输出电压uo的正负半周的正负半周内分别导通。内分别导通。反馈电阻值逐渐减小，反馈电阻值逐渐减小，直到直到RF=2 R1，振荡稳定。，振荡稳定。D1D2缺点缺点输出波形失真较大输出波形失真较大2022/12/68第八页，本课件共有30页热敏电阻稳幅电路热敏电阻稳幅电路UOTRT|A|AF|=1R1RCRC
5、RTRF缺点缺点输出电压幅值随环境温度变化输出电压幅值随环境温度变化 在起振时，由于在起振时，由于 uo 很小，流过很小，流过RT的电流也很小的电流也很小,于是发热少，于是发热少，阻值高，阻值高，RT 2R1；即；即 AuF 1。随着振荡幅度的不断加强，。随着振荡幅度的不断加强，uo增大，流过增大，流过RT的电流也增大，的电流也增大，RT因温度升高其阻值减小，使因温度升高其阻值减小，使得得Au下降，直到下降，直到RT=2 R1时，时，AuF=1，振荡稳定。振荡稳定。2022/12/69第九页，本课件共有30页4.1.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路LC振荡电路的特点：振荡电路的特点：由于普
6、通运放的频带较窄，由于普通运放的频带较窄，LC振荡电路振荡电路一般由分立一般由分立元件组成。元件组成。变压器反馈式变压器反馈式电感三点式电感三点式电容三点式电容三点式LC振荡电路的分振荡电路的分 类：类：RC振荡电路的振荡频率振荡电路的振荡频率 由于受放大电路带负载能力的限制由于受放大电路带负载能力的限制R不能太小，不能太小，C过过小振荡频率易受寄生电容的影响而不稳定，所以小振荡频率易受寄生电容的影响而不稳定，所以RC振荡振荡电路的频率一般不超过电路的频率一般不超过200kHZ，在高频场合多用，在高频场合多用LC振荡振荡电路电路2022/12/610第十页，本课件共有30页1.LC并联谐振回路
7、并联谐振回路(1)谐振频率谐振频率RCL2022/12/611第十一页，本课件共有30页(2)谐振阻抗谐振阻抗(3)谐振时电流关系谐振时电流关系RCL2022/12/612第十二页，本课件共有30页(4)谐振时电压瞬时极性谐振时电压瞬时极性CL1L2电感三点式电感三点式CL1L2电容三点式电容三点式C1LC2C1LC22022/12/613第十三页，本课件共有30页(5)频率特性频率特性RCL2022/12/614第十四页，本课件共有30页0.40.60.811.21.41.600.20.40.60.81Q=5Q=10Q=200.40.60.811.21.41.6-100-80-60-40-2
8、0020406080100Q=10Q=20Q=52022/12/615第十五页，本课件共有30页RCLC2.变压器反馈式变压器反馈式LC振荡电路振荡电路选频放大器选频放大器RB1REC1C2UCCRB2CE02022/12/616第十六页，本课件共有30页LCRB1REC1UCCRB2CEN1变压器反馈式变压器反馈式LC振荡电路振荡电路C2RLN3N2*对于对于：Z为阻性，且其值最大为阻性，且其值最大调整线圈匝数调整线圈匝数N1、N2使使即可产生振荡即可产生振荡2022/12/617第十七页，本课件共有30页LCRB1REC1UCCRB2CEN1RLN3N2*电路特点电路特点:起振容易起振容易
9、 由于由于LC谐振回路良谐振回路良好的选频性，输出波好的选频性，输出波形较好形较好 由于变压器分布由于变压器分布参数的限制，振荡参数的限制，振荡频率不是很高频率不是很高2022/12/618第十八页，本课件共有30页3.电感三点式正弦波振荡电路电感三点式正弦波振荡电路CRB1RECBUCCRB2CEN1L2N2L1CRBN2L1N1L2M为为L1与与L2之间的互感之间的互感电路特点电路特点:线圈线圈L1和和L2耦合紧密耦合紧密,易起振易起振 输出波形较差输出波形较差,含高次谐波含高次谐波2022/12/619第十九页，本课件共有30页RB1RECBUCCRB2CEC1LC2RC4.4.电容三点
10、式正弦波振荡电路电容三点式正弦波振荡电路电电路路特特点点 输出波形好输出波形好 振荡频率可以很振荡频率可以很高，可高达高，可高达 100MHZ以上。以上。RBC1LC22022/12/620第二十页，本课件共有30页4.2 方波发生器方波发生器1.电路的组成电路的组成uIR2R3R1uOUZuI t0uO t0UTHUTLUZ UZRFCuC2022/12/621第二十一页，本课件共有30页R2R3R1uOUZRFCuC2.方波发生器的工作原理方波发生器的工作原理uO t0UZUTH UZUTL2022/12/622第二十二页，本课件共有30页UZUTH UZUTL3.波形参数波形参数THTL
11、uO t02022/12/623第二十三页，本课件共有30页UZUTH UZUTLTHTLuO t02022/12/624第二十四页，本课件共有30页RWCuCR2R3R1uOUZD1D2RW2RW14.占空比可独立调节的方波发生器占空比可独立调节的方波发生器2022/12/625第二十五页，本课件共有30页R4RCuOA24.3 三角波发生器三角波发生器三角波发生三角波发生-器由器由滞回电压比较器滞回电压比较器反相积分器反相积分器组成组成1.三角波发生器三角波发生器UZR2R3R1uO1DZA12022/12/626第二十六页，本课件共有30页t1t1三角波发生器的工作原理三角波发生器的工作
12、原理UZUZttuOuO100R2R3R1uO1UZDZR4RCuOu1+A1A12022/12/627第二十七页，本课件共有30页ttuOuO100t1t1t2t2UZUZt3t3A1R2R3R1uO1UZDZR4RCuOu1+A1三角波发生器的工作原理三角波发生器的工作原理2022/12/628第二十八页，本课件共有30页波形参数的计算波形参数的计算ttuOuO100t1t1t2t2UZUZt3t30t1:t1t2:频率频率占空比占空比2022/12/629第二十九页，本课件共有30页 2.锯齿波发生器锯齿波发生器RARBttuOuO100UZt1t1t2t2UZt3t3t1t2t1R2R3R1uO1UZDZR4RBCuOA1RADADBA22022/12/630第三十页，本课件共有30页