模电课件第07章

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1、第7章信号产生电路7.1正弦波信号振荡电路7.2非正弦波信号振荡电路7.3集成函数产生器8038的功能及应用7.4应用电路举例7.1正弦波信号振荡电路7.1.1正弦波信号振荡电路的基本概念1.正弦波信号振荡电路的产生条件正弦波振荡电路是一个没有输入信号的带选频环节的正反馈放大电路。图7.1正弦波信号振荡电路方框图（1）正弦波振荡的平衡条件作为一个稳态振荡电路，相位平衡条件和振幅平衡条件必须同时得到满足。（2）正弦波振荡的起振条件

2、AF

3、>1..2.正弦波信号振荡电路的组成一个正弦波振荡器主要由以下几个部分组成。（1）放大

4、电路（2）正反馈网络（3）选频网络（4）稳幅环节3.正弦波信号振荡电路的分类根据选频网络构成元件的不同，可把正弦信号振荡电路分为如下几类：选频网络若由RC元件组成，则称RC振荡电路；选频网络若由LC元件组成，则称LC振荡电路；选频网络若由石英晶体构成，则称为石英晶体振荡器7.1.2RC桥式正弦波振荡电路采用RC选频网络构成的RC振荡电路，一般用于产生1Hz～1MHz的低频信号。1.RC串并联选频网络由相同的RC元件组成的串并联选频网络如图7.2所示。图7.3RC串并联选频网络幅频特性和相频特性2.RC桥式振荡电路的组成将

5、RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路，放大器件可采用集成运算放大器，也可采用分离元件构成。图7.4(a)所示为由集成运算放大器构成的RC桥式振荡电路，图中RC串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间，构成正反馈；图7.4RC桥式振荡电路图Rf和R1接在运算放大器的输出端和反相输入端之间，构成负反馈。正反馈电路与负反馈电路构成一文氏电桥电路，如图7.4(b)所示，运算放大器的输入端和输出端分别跨接在电桥的对角线上，形成四臂电桥。所以，把这种振荡电路称为RC桥式振荡电路。图7.4RC桥式振荡电路

6、图3.RC桥式振荡电路的振荡特性（1）相位平衡条件（2）振幅平衡条件（3）振荡频率（4）振荡的建立过程（5）稳幅过程（6）RC桥式正弦波振荡电路中振荡频率的调节负反馈支路中采用热敏电阻后不但使RC桥式振荡电路的起振容易，振幅波形改善，同时还具有很好的稳幅特性，所以，实用RC桥式振荡电路中热敏电阻的选择是很重要的。RC桥式正弦波振荡电路输出电压稳定，波形失真小，频率调节方便。因此，在低频标准信号发生器中都有它构成的振荡电路。7.1.3LC正弦波振荡电路正弦振荡电路选频网络由LC谐振元件组成，称LC正弦波振荡电路。LC振荡电

7、路产生频率高于1MHz的高频正弦信号。根据反馈形式的不同，LC正弦波振荡电路可分为互感耦合式(变压器反馈式)、电感三点式、电容三点式等几种电路形式。1.LC并联谐振回路在选频放大器中，经常用到图7.5所示的LC并联谐振回路。图7.5LC并联谐振回路图7.6LC并联谐振回路的谐振曲线2.互感耦合式(变压器反馈式)LC正弦波振荡电路变压器反馈式LC振荡电路原理图如图7.7所示。图7.7变压器反馈式LC振荡电路3.三点式LC正弦波振荡电路三点式振荡电路的连接规律如下：对于振荡器的交流通路，与三极管的发射极或者运放的同相输入端相

8、连的LC回路元件，其电抗性质相同（同是电感或同为电容）；与三极管的基极和集电极或者运放的反相输入端和输出端相连的元件，其电抗性质必相反（一个为电感，另一个为电容）。可以证明，这样连接的三点式振荡电路一定满足振荡器的相位平衡条件。（1）电感三点式LC振荡电路电感三点式振荡电路原理电路如图7.8所示。图7.8电感三点式电路图（2）电容三点式LC振荡电路电容三点式振荡电路原理如图7.9所示，由图可见，其电路构成与电感三点式振荡电路基本相同，不过正反馈选频网络由电容C1、C2和电感L构成，反馈信号Uf取自电容C2两端，故称为电容

9、三点式振荡电路，也称为电容反馈式振荡电路。图7.9电容三点式电路图图7.10所示为改进型电容三点式振荡电路。图7.10改进型电容三点式电路分析三种LC正弦波振荡电路能否正常工作的步骤可归纳如下：（1）检查电路是否具备正弦波振荡器的基本组成部分，即基本放大器和反馈网络，并且有选频环节。（2）检查放大器的偏置电路，看静态工作点是否能确保放大器正常工作。（3）分析振荡器是否满足振幅平衡条件和相位平衡条件(主要看是否满足相位平衡条件，即用瞬时极性法判别是否存在正反馈)。7.1.4石英晶体振荡电路1.石英晶体的基本特性和等效电路天

10、然的石英是六菱形晶体，其化学成分是二氧化硅(SiO2)。石英晶体具有非常稳定的物理和化学性能。从一块石英晶体上按一定的方位角切割，得到的薄片称“晶片”。晶片通常是矩形，也有正方形。在晶片两个对应的表面用真空喷涂或用其他方法涂敷上一层银膜，在两层银膜上分别引出两个电极，再用金属壳或玻璃壳封装起来，就构成了一个石英晶体谐