正弦波发生电路的组成和起振条件

正弦波发生电路正弦波发生电路正弦波发生电路正弦波发生电路的组成和起振条的组成和起振条的组成和起振条的组成和起振条件件件件 模拟电子技术模拟电子技术正弦波发生电路的组成和起振条件正弦波发生电路的组成和起振条件 在许多控制或测量电路中，经常要用到各种波形的信号，例如正弦波、方波、矩形波、三角波、锯齿波等，这些信号需要通过特定的电路来产生。能产生这些波形信号的电路称为波形发生电路，也称波形发生器。按照所产生波形的不同，波形发生电路可以分为两大类：正弦波发生电路和非正弦波发生电路，正弦波发生电路也称正弦波振荡器。我们首先讨论正弦波发生电路。1.1 1.1 正弦波振荡的条件正弦波振荡的条件 正弦波发生电路的组成和起振条件正弦波发生电路的组成和起振条件 正弦波发生电路是在没有外加输入信号的情况下，自行产生正弦波输出的电路。我们讨论这种能自行输出正弦波信号的电路应该满足怎么样的条件。 1、必须含有放大电路 首先，这种电路必须包含有放大电路。有了放大电路，只要电路中存在微弱的正弦波信号，经过放大电路的放大，就可以使该电路产生正弦波信号输出，如图所示。 1.1 1.1 正弦波振荡的条件正弦波振荡的条件 正弦波发生电路的组成和起振条件正弦波发生电路的组成和起振条件 2、必须存在正反馈和反馈网络 光依靠放大电路显然不能构成正弦波发生电路，因为只有正弦波信号输入时，放大电路才会产生正弦波输出，而该输入正弦波正是我们需要产生的。 如果电路中存在下图所示正反馈，情况就会发生变化。图Xi表示正弦波输入信号，X0表示正弦波输出，A为放大电路，F为反馈网络，Xd表示放大电路的净输入电压。 正弦波发生电路的组成和起振条件正弦波发生电路的组成和起振条件 正反馈如何形成自激振荡？ 假设初始时刻有一个正弦波电压Xi输入，经过放大，输出正弦波信号X0，输出信号经反馈网络形成反馈信号Xf，通过正反馈， X0 XfXdX0Xd ，Xd增加到一定的程度，即使将输入信号Xi撤去，电路照样有正弦波信号输出。可见，引入正反馈后，只要有一个初始正弦振荡，通过正反馈，就可以在输出端得到正弦信号输出。 电路中总存在某种扰动，这种扰动即可成为初始振荡，但这种初始振荡并不是正弦波，为此，还需要“选频网络” 正弦波发生电路的组成和起振条件正弦波发生电路的组成和起振条件 3、必须包含选频网络 选频网络的作用是使正反馈过程仅对某一确定的频率有效，因此，只有这个频率的信号能在输出端形成输出，这样，就可以得到正弦波信号输出。多数信号发生电路做法是将反馈网络和选频网络“合二为一”，使反馈网络具有选频的功能，即反馈网络只对某一确定频率的信号有最大的反馈系数，偏离这一频率的信号，其反馈系数大大下降，正反馈的结果，输出端输出的就是正弦波信号。 4、还必须有稳幅的环节 幅度的环节，通常的做法是利用放大电路的非线性。由于放大电路元器件非线性的限制，X0达到一定的幅度后，电压放大倍数A的数值将降低，输出电压X0、反馈电压Xf和净输入电压Xd最后都将维持一个稳定的数值不变，电路达到动态平衡。 正弦波发生电路的组成和起振条件正弦波发生电路的组成和起振条件 起振条件 可以证明，电路自激振荡达到动态平衡时，放大倍数和反馈系数应满足关系： 上式包含两层意思：其一，平衡时放大倍数和反馈系数大小的乘积等于1，其二，反馈信号和放大电路输出信号位相相同（或相差2的整数倍）。为了使输出信号从电路接通电源开始有一个从小到大，直至达到平衡的过程，电路的起振条件为：1.2 1.2 正弦波振荡电路的组成和分类正弦波振荡电路的组成和分类 根据上述分析，正弦波振荡电路的组成如下图所示。电路由放大电路A和反馈、选频网络组成，在分立元件组成的正弦波发生电路中，放大电路中晶体管依靠其非线性，同时起着稳幅的作用；反馈选频网络即起选频的作用，同时产生正反馈信号，形成电路的正反馈。 正弦波振荡电路组成组成：1.2 1.2 正弦波振荡电路的组成和分类正弦波振荡电路的组成和分类 分类：按照反馈、选频网络的不同，正弦波振荡电路可以分为三类： 1、反馈、选频网络由电阻和电容组成的，称为RC正弦波振荡电路；2、反馈、选频网络由电感和电容组成的，称为LC振荡电路；3、由石英晶体选频的，称为石英晶体振荡电路。RC正弦波振荡电路的振荡频率比较低，一般在1MHz以下；LC正弦波振荡电路的振荡频率，一般在1MHz以上；石英晶体振荡电路等效于LC振荡电路，与LC振荡电路相比，其突出的优点是振荡频率非常稳定。1.3 1.3 正弦波振荡电路识读方法和步骤正弦波振荡电路识读方法和步骤 根据上述关于正弦波振荡电路组成和起振条件的讨论，可以看出，对一个具体的振荡电路进行识读，应包含以下几方面内容： 1、检查电路是否包含放大电路、反馈、选频网络和稳幅环节。 2、检查放大电路的静态工作点设置，判断其能否正常工作。 3、用瞬时极性判别法，检查能否形成正反馈。 4、判断是否满足AF>1的起振条件，估算振荡频率。谢谢观看！谢谢观看！谢谢观看！谢谢观看！ 模拟电子技术模拟电子技术