信号产生电路

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1、模拟电子线路第七章信号产生电路第一节学习要求第二节正弦波振荡器的振荡条件第三节RC正弦波振荡器第四节LC正弦波振荡器第一节学习要求1、掌握产生正弦波振荡的相位平衡条件和幅值平衡条件及相位平衡条件的判断方法。2、掌握文氏桥振荡器的电路形式、起振条件、振荡频率的估算；熟悉电感三点式、电容三点式等LC振荡的组成原则，会估算其振荡频率。3、了解石英晶体振荡器的特点和频率稳定的原理。学习重点：振荡条件的判断和振荡频率的计算学习难点：振荡条件的判别返回第二节　正弦波振荡器的振荡条件　　从结构上看，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器。图9.1（

2、a）表示接成正反馈时，因此有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　放大电路在输入信号时的方框图。可改画成图9.1（b）所示。由图可知，若在放大器的输入端（1端）外接一定频率、一定幅度的正弦波信号经过基本放大器和反馈网络构成的环路传输后,在反馈网络的输出端（2端)，得到反馈信号与在大小和相位上都一致,那么就可以去除外接信号，而将（1）、（2）两端连接在一起(如图中的虚线所示）而形成闭环系统，其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号。这样由于便有　　　或　　　　　　　　正弦波振荡器的振荡条件为：　　　　幅度平衡条件：，　　相位平衡条件：讨论1、如果反馈电压和

3、放大器输入电压幅度相等而相位不同，那么，经放大后，反馈的每一个循环将会使输出电压较前一次的相位提前或推迟一些，振荡周期就会一次比一次缩短或延长，所以始终得不到固定的振荡频率，只能得杂乱无章的信号输出。讨论2、如果反馈电压和输入电压的相位相同,而振幅不等，就会出现两种情况：　　1.

4、Vf

5、＜

6、Va

7、，即使电路中产生了振荡，但每经过一轮放大反馈的循环,

8、Vo

9、的振幅就会减小一些，最终振荡消失。　　2.

10、Vf

11、＞

12、Vi

13、，每经过一个循环，

14、Vo

15、的振幅就会增大一些，电路中产生增幅振荡，最终由于器件进入非线性区而出现失真。讨论3、若反馈电压和输入电压不仅幅度相等，

16、而且相位相同，则放大器在没有外加输入信号的情况下，也能维持有等幅的输出电压。这时，就得到所要的振荡。讨论4、

17、AF

18、=1是维持振荡的幅度条件，电路能够起振的幅度条件是

19、AF

20、＞1。稳定之后满足

21、AF

22、=1以维持等幅振荡。另外，φa+φf=2nπ称为相位平衡条件。以上条件同时满足，电路才能起振。讨论5、作为正弦波振荡器，除了必须有一个放大器和一个反馈网络外，还必须要有选频网络和稳幅器。依靠选频网络的选频特性，可使电路只能在某个期望的频率上同时满足相位平衡条件和振幅平衡条件，才能使振荡器输出单一频率的正弦波振荡。反馈网络与选频网络可以合二为一，由一个网络同时完

23、成正反馈和选频。或者放大器与选频网络合二为一，由一个网络完成。根据选频网络的不同，振荡器可以有3种电路组合：RC振荡器、LC振荡器、石英晶振荡器。返回第三节　RC正弦波振荡器　　RC正弦波振荡器有桥式、双T网络式、移相式等类型，本章主要讨论桥式正弦波振荡电路。一、电路原理图　　　　　　　图9.2是RC桥式振荡电路，这个电路由放大电路和选频网络。为由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路，取其高输入阻抗和低输出阻抗的特点。而则由Z1、Z2和R1、R2组成，同时兼作正反馈网络。由图可知，Z1、Z2和R1、R2正好形成一个四臂电桥，电桥的对角线顶点接到放大电路的

24、两个输入端，桥式振荡电路的名称即由此而来。　　　　　下面首先分析RC串并联选频网络的选频特性，然后根据正弦波振荡电路的两个条件选择合适的放大电路指标，以构成一个完整的振荡电路。二、RC串并联网络的选频特性图9.2中用的RC串并联选频网络具有选频作用，由图9.2可知：　　若令ωo=1/RC或fo=1/（2πRC）则　　　　　当ω=ωo时，　　上述分析表明：当ω=ω0=1/RC）时，输出电压的幅值最大（当输入电压的幅值一定，而频率可调时)，并且输出电压是输入电压的1/3,同时输出电压与输入电压同相位。根据和的表达式可以画出RC串并联选频网络的幅频特性和相频特性

25、曲线如图9.3所示。　　　　　　　　　　　　三、振荡的建立与稳定　　所谓建立振荡，就是要使电路自激，从而产生持续的振荡，由直流电变为交流电。对于RC振荡电路来说，直流电源即是能源。那么自激的因素又是什么呢?由于电路中存在噪声，它的频谱分布很广，其中也包括有ω=ω0=1/（RC）这样一个频率成分。这种微弱的信号，经过放大，通过正反馈的选频网络，使输出幅度愈来愈大，最后受电路中非线性元件的限制，使振荡幅度自动地稳定下来，开始时，AV=1+Rf/R1略大于3，达到稳定平衡状态时，AV=3，FV=1/3(ω=ω0=1/RC）。四、振荡频率与振荡波形　　振荡频率是由

26、相位平衡条件所决定的，只有当φf=0°，φa=0°时，才满足相位平