第9章（潘）信号发生器.ppt

第九章信号产生电路
概述
1 正弦波振荡器的振荡条件
2 RC正弦波振荡电路
3 LC正弦波振荡电路
RC串并联选频网络的选频特性
电路的构成
振荡的建立与稳定、振荡频率与调整
LC选频放大电路
变压器反馈 LC 振荡器
三点式 LC 振荡电路
石英晶体振荡电路
4 非正弦信号产生电路
比较器
方波产生电路
信号产生电路概述
常用的正弦波振荡器:
LC振荡电路:输出功率大、频率高。
RC振荡电路:输出功率小、频率低。
石英晶体振荡电路:频率稳定度高。
应用:无线电通讯、广播电视,工业上的高频感应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体接近开关等。
放大电路在无输入信号的情况下,就能输出一定频率和幅值的交流信号(又称振荡器)。输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。
正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。
信号发生器从波形上分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器(方波、锯齿波、三角波等)。
信号发生器:
振荡波形:
正弦波振荡器:
§9、1 正弦波振荡器的振荡条件
AF = a+ f= 2n
振荡条件
幅度平衡条件
相位平衡条件
n = 0,1,2...
仍有稳定的输出。反馈信号代替了放大电路的输入信号。
2) 幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡,必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数A 或反馈系数F 达到) 。
3) 起振及稳幅振荡的过程
●起振过程中: 要求|AF|>1 ,
●稳定振荡时: 要求|AF|=1 ,
从AuF > 1 到AuF = 1,就是自激振荡建立的过程。
可使输出电压的幅度不断增大。
使输出电压的幅度得以稳定。
●起始信号的产生:电源接通时,在电路中激起一个微小的扰动信号,它是个非正弦信号,含有一系列频率不同的正弦分量。
讨论:
1) 相位条件意味着振荡电路在频率f0下必须是正反馈;
正弦波振荡电路只在一个频率(f0)下满足相位平衡条件。所以正弦波振荡电路必须有一个选频网络。
选频网络可设在中或中。
选频网络由 RC元件或 LC元件组成。
§ RC正弦波振荡电路
电路原理
(1) 电路的构成
RC 串并联网络是正反馈网络,Rf 和R1为负反馈网络。
RC串并联网络与Rf、R1负反馈支路正好构成一个桥路,称为桥式。
(2)RC串并联选频网络的选频特性
令ω0=1/RC
反馈系数
ω=ω0=1/RC
或 f = f0 =1/2πRC
FVmax=1/3
RC串并联网络的频率特性曲线
当 f=f0 时的反馈系数 FVmax=1/3。此时的相角f =0。改变RC可调节谐振频率
稳定振荡条件AuF = 1 ,| F |= 1/ 3,则
起振条件AuF > 1 ,因为| F |=1/ 3,则
考虑到起振条件AuF > 1, 一般应选取 RF 略大2R1。如果这个比值取得过大,会引起振荡波形严重非线性失真。
由运放构成的RC串并联正弦波振荡电路要通过在外部引入负反馈来达到稳幅的目的。
(3)振荡的建立与稳定
(4) 振荡频率与振荡波形
因为A = 0,而仅在 f 0处F = 0 ,满足相位平衡条件,所以振荡频率 f 0= 1  2RC。
改变R、C可改变振荡频率
RC振荡电路的振荡频率一般在200KHz以下。
振荡频率由相位平衡条件决定。
振荡频率为单一频率 f 0,故振荡波形是正弦波
(5) 稳幅措施
振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻R1实现的。R1是正温度系数热敏电阻,当输出电压升高,R1上所加的电压升高,即温度升高,R1的阻值增加,负反馈增强,输出幅度下降。反之输出幅度增加。若热敏电阻是负温度系数,应放置在Rf 的位置。