康光华模电第九章-课件
60页1、9.1 正弦波振荡的振荡条件,9.2 RC正弦波振荡电路,9.3 LC正弦波振荡电路,9.4 非正弦信号产生电路,9.4.1 比较器,9.4.2 方波发生器,9.4.3 锯齿波发生器,第九章 信号处理与信号产生电路,一. 产生自激振荡的条件,只有正反馈电路才能产生自激振荡。,9.1 正弦波振荡电路的振荡条件,反馈信号代替了放大 电路的输入信号。,Xd=Xf,所以,自激振荡条件也可以写成:,自激振荡的条件:,(1)振幅条件:,二.起振条件和稳幅原理,起振条件:,结果:产生增幅振荡,(略大于),1、被动:器件非线性 2、主动: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,稳幅过程:,起振时,,稳定振荡时,,稳幅措施:,1.放大电路 2.正反馈网络 3.选频网络只对一个频率满足振荡条件,从而获得单一频率的正弦波输出。 常用的选频网络有RC选频和LC选频 4.稳幅环节使电路易于起振又能稳定振荡,波形失真小。,三.正弦波振荡器的一般组成,9.2 RC正弦波振荡电路,一. RC 串并联网络的选频特性,R1C1 串联阻抗:,R2C2 并联阻抗:,选频特性:,1.定性分析:,(1)当信号的频
2、率很低时。,R1,R2,其低频等效电路为:,其频率特性为:,当=0时, uf=0,F=0 =+90,当时, uf=,F ,(2)当信号的频率很高时。,R1,R2,其高频等效电路为:,其频率特性为:,当=时, uf=0,F=0 =-90,当时, uf=,F ,0=? Fmax=?,由以上分析知:一定有一个频率0存在, 当=0时,F最大,且 =0,2. 定量分析,R1C1 串联阻抗:,R2C2 并联阻抗:,频率特性:,通常,取R1R2R,C1C2C,则有:,式中:,可见:当 时, F最大,且 =0,Fmax=1/3,RC串并联网络完整的频率特性曲线:,当 时, F= Fmax=1/3,二.RC桥式振荡器的工作原理:,在 f0 处,满足相位条件:,因为:,AF=1,只需:A=3,振幅条件:,引入负反馈:,选:,例题:R=1k,C=0.1F,R1=10k。Rf为多大时才能起振?振荡频率f0=?,AF=1,,A=3,Rf=2R1=210=20k,=1592 Hz,起振条件:,能自动稳幅的振荡电路,起振时Rt较大 使A3,易起振。 当uo幅度自激增长时, Rt减小,A减小。 当uo幅度达某一值时,
3、 A3。 当uo进一步增大时, RT再减小 ,使A3。 因此uo幅度自动稳定于某一幅值。,能自动稳幅的振荡电路,起振时D1、D2不导通,Rf1+Rf2略大于2R1。随着uo的增加, D1、D2逐渐导通,Rf2被短接,A自动下降,起到稳幅作用。,将Rf分为Rf1 和Rf2 , Rf2并联二极管,K:双联波段开关, 切换R,用于 粗调振荡频率。,C:双联可调电容,改变C,用于细调振荡频率。,振荡频率的调节:,三. RC移相式振荡电路,1. RC移相电路,(1 )RC超前移相电路,(2)RC滞后移相电路,2. RC移相式振荡电路,在 f0 处,满足相位条件:,1. LC并联谐振回路的选频特性,(阻性),LC并联谐振特点:谐振时,总路电流很小,支路电流很大,电感与电容的无功功率互相补偿,电路呈阻性。,R为电感和回路中的损耗电阻,9.3 LC正弦波振荡器,当 时,,并联谐振。,谐振时,电路呈阻性:,Q为谐振回路的品质因数,Q值越大,曲线越陡越窄,选频特性越好。,谐振时LC并联谐振电路相当一个大电阻。,LC并联谐振回路的幅频特性曲线,互感线圈的极性判别,初级线圈,次级线圈,同名端,在LC振荡器中,
4、反馈信号通过互感线圈引出,同名端:,二. 变压器反馈式LC振荡电路,工作原理:,三极管共射放大器。,利用互感线圈的同名端:,满足相位条件。,振荡频率:,判断是否是满足相位条件相位平衡法:,断开反馈到放大器的输入端点,假设在输入端加入一正极性的信号,用瞬时极性法判定反馈信号的极性。若反馈信号与输入信号同相,则满足相位条件;否则不满足。,(+),(-),(+),(+),(+),(+),(+),LC正弦波振荡器举例,满足相位平衡条件,(+),(+),(),(+),LC正弦波振荡器举例,振荡频率:,(),满足相位平衡条件,仍然由LC并联谐振电路构成选频网络,三. 三点式LC振荡电路,原理:,uf与uo反相,uf与uo同相,电感三点式:,电容三点式:,uf与uo反相,uf与uo同相,1.电感三点式LC振荡电路,振荡频率:,2. 电容三点式LC振荡电路,振荡频率:,例:试判断下图所示三点式振荡电路是否满足相位平衡条件。,Q值越高,选频特性越好,频率越稳定。,3. 石英晶体振荡电路,1. 频率稳定问题,频率稳定度一般由 来衡量,频率偏移量。,振荡频率。,LC振荡电路 Q 数百,石英晶体振荡电路 Q
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