教改模电8章课件

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1、第8章波形的发生和信号的转换8.1正弦波振荡电路8.2电压比较器8.3非正弦波发生电路8.4信号转换电路8.1正弦波振荡电路8.1.1概述8.1.2RC正弦波振荡电路8.1.3LC正弦波振荡电路8.1.4石英晶体正弦波振荡电路问题:1.为什么电路会没有输入却有输出?怎样实现？2.为什么输出只有单一频率?答:在某一频率上产生自激振荡.8.1.1概述工作原理：依靠自激振荡在无输入信号的条件下,产生一定频率的正弦波。说明:负反馈放大电路的自激振荡(第六章)是由于电容的影响,产生附加相移,在低频段或高频段的某一频率处,

2、负反馈变为正反馈产生正弦波.对于放大电路是有害的,而且正弦波频率无法控制.正弦波振荡电路的振荡频率应是人为确定的,方便调节的.结论：依靠正反馈产生自激振荡1.正弦波振荡的条件●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。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:①有满足相位条件的f0，②合闸通电时对于f=f0信号有从小

3、到大直至稳幅的过程，即满足起振条件。放大电路：满足自激振荡起振幅值条件正反馈网络：满足相位平衡条件选频网络：确定单一振荡频率稳幅环节：非线性环节，使输出信号幅值稳定2.正弦波振荡电路的组成及分类正弦波振荡电路的分类——按选频网络类型RC正弦波振荡电路:几百千赫以下LC正弦波振荡电路:几百千赫到几百兆赫石英晶体正弦波振荡电路:振荡频率稳定常合二为一3.正弦波振荡电路的分析方法检查电路是否包含四个基本组成部分判断放大电路是否具有放大作用分析是否满足相位条件——瞬时极性法分析是否满足幅值条件不可能振荡能振荡，但无合适

4、的稳幅措施，输出失真略大于1，可产生正弦波振荡8.1.2RC正弦波振荡电路RC正弦波振荡电路:RC桥式正弦波振荡电路或文氏桥振荡电路1.RC串并联选频网络(定性分析)反馈网络：输出量作为输入反馈量作为输出低频：1/ωC>>R高频：1/ωC<

5、可用两级共射放大电路？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幅值条件输入电阻小、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2.正弦波振荡电路2.正弦波振荡电路(文氏桥振荡器)反馈网络的频率特性同相比例电路当f=f0时振荡频率稳幅措施R1选用正温度系数的热敏电阻Rf选用负温度系数的热敏电阻振荡频率可调的RC正弦波振荡电路解题思路振荡频率f0与RC有关，为使f0，则RC的数值应RC正弦波

6、振荡电路适用的频率范围RC的数值是有限的通常RC正弦波振荡电路的振荡频率一般不超过1MHz如果产生更高频率的正弦波，可采用LC正弦波振荡电路集成运放采用通用型运放LM324AJ，其电源电压为图中Multisim默认电源端4，11已接电源。将示波器的结果用图像观测仪分析。起振所需时间为20ms左右，稳幅电压峰值为12.25V。考察稳定振荡后各点的波形将示波器的A通道连接电路的输出Uo，B通道连接反馈电压Uf示波器结果如下图。可以看出正弦波的周期T=3.2ms，这与按照公式计算的频率的倒数相等。调节电阻Rf的大小

7、，观察波形的变化Rf=1.2k时，波形失真。Rf=2k时，输出电压逐渐增大，无法产生正弦波。8.1.3LC正弦波振荡电路LC正弦波振荡电路可产生频率高达1000MHz以上弦波信号一般采用分立元件组成根据反馈形式不同,LC振荡电路分为:变压器反馈式电容三点式电感三点式三种电路的共同特点:用LC谐振回路作为选频网络,且一般采用LC并联回路,因此先介绍LC并联回路的一些基本特性当频率f很低时,LC并联回路呈感性1.LC并联回路的基本特性(定性分析)LC并联回路各种损耗等效成电阻R,理想情况下R=0当频率f很高时,LC

8、并联回路呈容性某一频率f=f0时,LC并联回路呈纯阻性,且等效阻抗达到最大值.并联谐振频率f0谐振频率f0(LC回路呈电阻特性时的频率)LC回路的复数导纳1.LC并联回路的基本特性(定量计算)LC并联回路虚部为零时,电流与电压同相,发生并联谐振分解为实部与虚部之和导纳虚部为0可得谐振角频率品质因数,是LC并联回路的重要指标,用于衡量选频特性的好坏.通常为几十到几百式中当Q>>1时,谐振