PPT《模拟电子技术基础》

模拟电子技术基础 安徽理工大学电气工程系 主讲 :黄友锐 第十三讲 正弦波发生电路能产生正弦波输出,它是在放大电路的基础上加上正反馈而形成的,它是各类波形发生器和信号源的核心电路.

正弦波发生电路也称为正弦波振荡电路或正弦波振荡器. 11.1 产生正弦波的条件 11.2 RC正弦波振荡电路 11.3 LC正弦波振荡电路 11.1 产生正弦波的条件 11.1.1 正弦波发生电路的组成11.1.2 产生正弦波的条件11.1.3 起振条件和稳幅原理 11.1.1 正弦波发生电路的组成 为了产生正弦波,必须在放大电路里加入正反馈,因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分.但是,这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波,这是由于很难控制正反馈量. 如果正反馈量大,则增幅,输出幅度越来越大,最后由三极管的非线性限幅,这必然产生非线性失真. 反之,如果正反馈量不足,则减幅,可能停振,为此振荡电路要有一个稳幅电路. 为了获得单一频率的正弦波输出,应该有选频网络,选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一.选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成.正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名.正弦波发生电路的组成 放大电路 正反馈网络 选频网络 稳幅电路 11.1.2 产生正弦波的条件 产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似.只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端,产生了足够的附加相移,从而使负反馈变成了正反馈.在振荡电路中加的就是正反馈,振荡建立后只是一种频率的信号,无所谓附加相移. 振荡条件 幅度平衡条件 相位平衡条件 ?AF = ?A+? F= ?2n? (动画11-1) (a) 负反馈放大电路 (b) 正反馈振荡电路 图11.01 振荡器的方框图 比较图11.01(a) 和(b)就可以明显地看出负反馈放大电路和正反馈振荡电路的区别了.由于振荡电路的输入信号 ,所以 .由于正、负号的改变 振荡器在刚刚起振时,为了克服电路中的损耗,需要正反馈强一些,即要求:这称为起振条件. 11.1.3 起振条件和稳幅原理 既然 ,起振后就要产生增幅振荡,需要靠三极管大信号运用时的非线性特性去限制幅度的增加,这样电路必然产生失真.这就要靠选频网络的作用,选出失真波形的基波分量作为输出信号,以获得正弦波输出. 也可以在反馈网络中加入非线性稳幅环节,用以调节放大电路的增益,从而达到稳幅的目的.这在下面具体的振荡电路中加以介绍. 11.2 RC正弦波振荡电路 11.2.1 RC网络的频率响应11.2.2 RC文氏桥振荡器 11.2.1 RC网络的频率响应 RC串并联网络的电路如图11.02(a) 所示.RC串联臂的阻抗用Z1表示,RC并联臂的阻抗用Z2表示.其频率响应如下: 图11.02(a) RC串并联网络

1 )

1 2

2 C w

1 R C R

1 j( )

1 (

2 1

2 1 C R C R w - + + + = R / j + ) C j /

1 (

2 1

2 2

2 2

1 1

1 2 R C C R C R R R w w + + + = ) j

1 ]( ) C j /

1 ( [

2 2

2 1

1 2 R C R R R w w + + + = 谐振频率为: f0= 当R1 = R2,C1 = C2时,谐振角频率和谐振频率分别为: )] j

1 /( [ + ) C j /

1 ( ) j

1 /(

2 2

2 1

1 2

2 2

2 1

2 C R R R C R R Z Z Z w w w + + + = + = 幅频特性: 相频特性: 当f=f0 时的反馈系数 ,且与频率f0 的变化无关.此时的相角 ? F=0 ?.即改变频率不影响反馈系数和相角,在调节谐振频率的过程中,不会停振,也不会使输出幅度改变.有关曲线见图11.02(b). 图11.02(b) RC串并联网络的频率特性曲线 11.2.2 RC文氏电桥振荡电路 (1) RC文氏电桥振荡电路的构成 RC文氏电桥振荡电路如图11.03所示,RC 串并联网络是正反馈网络,另外还增加了R3和R4负反馈网络. C