波形发生器学习.pptx
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1、(7-1)一、正弦波振荡的条件和电路的组一、正弦波振荡的条件和电路的组成成1.正弦波振荡的条件 无外加信号,输出一定频率一定幅值的信号。与负反馈放大电路的振荡的不同之处:在正弦波振荡电路中引入的是正反馈,且振荡频率可控。在电扰动下,对于某一特定频率f0的信号形成正反馈:由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制,最终达到动态平衡,稳定在一定的幅值。8.1 正弦波振荡电路第1页/共48页(7-2)1.正弦波振荡的条件 一旦产生稳定的振荡,则电路的输出量自维持,即幅值平衡条件相位平衡条件起振条件:要产生正弦波振荡,必须有满足相位条件的f0,且在合闸通电时对于f=f0信号有从小到大直至稳幅的过程,即
2、满足起振条件。第2页/共48页(7-3)2.起振与稳幅电路如何从起振到稳幅?稳定的振幅非线性环节的必要性!第3页/共48页(7-4)3.基本组成部分1)放大电路:放大作用2)正反馈网络:满足相位条件3)选频网络:确定f0,保证电路产生正弦波振荡4)非线性环节(稳幅环节):稳幅1)是否存在主要组成部分;2)放大电路能否正常工作,即是否有合适的Q点,信号是 否可能正常传递,没有被短路或断路;3)是否满足相位条件,即是否存在 f0,是否可能振荡;4)是否满足幅值条件,即是否一定振荡。常合二为一4、分析方法第4页/共48页(7-5)相位条件的判断方法:相位条件的判断方法:瞬时极性法 断开反馈,在断开处
3、给放大电路加 ff0的信号Ui,且规定其极性,然后根据 Ui的极性 Uo的极性 Uf的极性若Uf与Ui极性相同,则电路可能产生自激振荡;否则电路不可能产生自激振荡。在多数正弦波振荡电路中,输出量、净输入量和反馈量均为电压量。极性?第5页/共48页(7-6)5.分类常用选频网络所用元件分类。1)RC正弦波振荡电路:几百千赫以下2)LC正弦波振荡电路:几百千赫几百兆赫3)石英晶体正弦波振荡电路:振荡频率稳定第6页/共48页(7-7)二、二、RC 正弦波振荡电正弦波振荡电路路1.RC串并联选频网络低频段高频段 在频率从0中必有一个频率f0,F0。RC串并联选频网络在正弦波振荡电路中既是选频网络又是正
4、反馈网络,则输入为uo,输出为uf第7页/共48页(7-8)RC串并联选频网络的频率响应当 f=f0时,不但=0,且 最大,为1/3。第8页/共48页(7-9)1)是否可用共射放大电路?2)是否可用共集放大电路?3)是否可用共基放大电路?4)是否可用两级共射放大电路?2.电路组成 应为RC 串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、输入电阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路。不符合相位条件不符合相位条件输入电阻小、输出电阻大,影响f0 可引入电压串联负反馈,使电压放大倍数大于3,且Ri大、Ro小,对f0影响小第9页/共48页(7-10)3.RC桥式正弦波振荡电路(文氏桥振荡器)用同相比例运算电路
5、(输入电阻大输出电阻小)作放大电路。因同相比例运算电路有非常好的线性度,故R或Rf可用热敏电阻,或加二极管作为非线性环节。第10页/共48页(7-11)频率可调的文氏桥振荡器 改变电容以粗调,改变电位器滑动端以微调。加稳压管可以限制输出电压的峰-峰值。同轴电位器第11页/共48页(7-12)讨论一:讨论一:合理连接电路,组成文氏桥振荡电路第12页/共48页(7-13)三、三、LC 正弦波振荡电路正弦波振荡电路 1.LC并联网络的选频特性 理想LC并联网络在谐振时呈纯阻性,且阻抗无穷大。谐振频率为在损耗较小时,品质因数及谐振频率损耗 在ff0时,电容和电感中电流各约为多少?网络的电阻为多少?第1
6、3页/共48页(7-14)构成正弦波振荡电路最简单的做法是通过变压器引入反馈。附加相移LC选频放大电路正弦波振荡电路 当f=f0时,电压放大倍数的数值最大,且附加相移为0。第14页/共48页(7-15)2.变压器反馈式电路C1是必要的吗?特点:易振,波形较好;耦合不紧密,损耗大,频率稳定性不高。分析电路是否可能产生正弦波振荡的步骤:1)是否存在组成部分2)放大电路是否能正常工作3)是否满足相位条件 为使N1、N2耦合紧密,将它们合二为一,组成电感反馈式电路。必须有合适的同铭端!第15页/共48页(7-16)3.电感反馈式电路反馈电压取自哪个线圈?反馈电压的极性?必要吗?电感的三个抽头分别接晶体
7、管的三个极,故称之为电感三点式电路。第16页/共48页(7-17)3.电感反馈式电路特点:耦合紧密,易振,振幅大,C 用可调电容可获得较宽范围的振荡频率。波形较差,常含有高次谐波。由于电感对高频信号呈现较大的电抗,故波形中含高次谐波,为使振荡波形好,采用电容反馈式电路。第17页/共48页(7-18)4.电容反馈式(电容三点式)电路 若要振荡频率高,则L、C1、C2的取值就要小。当电容减小到一定程度时,晶体管的极间电容将并联在C1和C2上,影响振荡频率。特点:波形好,振荡频率调整范围小,适于频率固定的场合。与放大电路参数无关作用?第18页/共48页(7-19)四、石英晶体正弦波振荡电路四、石英晶
8、体正弦波振荡电路 1.石英晶体的特点SiO2结晶体按一定方向切割的晶片。压电效应和压电振荡:机械变形和电场的关系固有频率只决定于其几何尺寸,故非常稳定。容性感性阻性 一般LC选频网络的Q为几百,石英晶体的Q可达104106;前者f/f为105,后者可达10101011。第19页/共48页(7-20)2.电路 石英晶体工作在哪个区?是哪种典型的正弦波振荡电路?石英晶体工作在哪个区?两级放大电路分别为哪种基本接法?C1的作用?(1)并联型电路(2)串联型电路第20页/共48页(7-21)同铭端?能产生正弦波振荡吗?注意事项:1.放大电路必须能够正常工作,放大电路的基本接法;2.断开反馈,在断开处加
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