模拟电子技术基础简明教程(第三版)杨素行-PPT课件-第八章PPT课件下载推荐.ppt

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3.分分析析电电路路是是否否满满足足自自激激振振荡荡的的相相位位平平衡衡条条件件和和振振幅幅平衡条件。

平衡条件。

判断相位平衡条件的方法是：

瞬时极性法瞬时极性法。

二、估算振荡频率和起振条件二、估算振荡频率和起振条件8.2RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路8.2.1RC串并联网络振荡电路串并联网络振荡电路电路组成：

电路组成：

放大电路放大电路集成运放集成运放A；

选频与正选频与正反馈网络反馈网络R、C串并联电路；

串并联电路；

稳幅稳幅环节环节RF与与R组成的负反馈电路。

组成的负反馈电路。

图图8.2.1图图8.2.2一、一、RC串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性Z1Z2取取R1=R2=R，C1=C2=C，令令则：

则：

得得RC串并联电路的幅串并联电路的幅频特性为：

频特性为：

相频特性为：

最大，最大，F=0。

0F01/3+90-90图图8.2.3二、振荡频率与起振条件二、振荡频率与起振条件1.振荡频率振荡频率2.起振条件起振条件f=f0时，时，由由振荡条件知：

振荡条件知：

所以起振条件为：

同相比例运放的电压放大倍数为同相比例运放的电压放大倍数为即要求：

即要求：

三、振荡电路中的负反馈三、振荡电路中的负反馈引引入入电电压压串串联联负负反反馈馈，可可以以提提高高放放大大倍倍数数的的稳稳定定性性，改善振荡电路的输出波形，提高带负载能力。

改善振荡电路的输出波形，提高带负载能力。

反馈系数反馈系数改改变变RF，可可改改变变反反馈馈深深度度。

增加负反馈深度，并且满足增加负反馈深度，并且满足则则电电路路可可以以起起振振，并并产产生生比比较较稳稳定定而而失失真真较较小小的的正正弦波信号。

弦波信号。

采采用用具具有有负负温温度度系系数数的的热热敏敏电电阻阻RT代代替替反反馈馈电电阻阻RF，可实现自动稳幅。

可实现自动稳幅。

RT图图8.2.48.2.2其他形式的其他形式的RC振荡电路振荡电路一、移相式振荡电路一、移相式振荡电路集集成成运运放放产产生生的的相相位位移移A=180，如如果果反反馈馈网网络络再再相相移移180，即即可可满满足足产产生生正正弦弦波波振振荡的相位平衡条件。

荡的相位平衡条件。

振荡频率为：

027018090当当f=f0时时，相相移移180，满足正弦波振荡的相位条件。

满足正弦波振荡的相位条件。

起振起振条件：

条件：

RF12R图图8.2.6二、双二、双T选频网络振荡电路选频网络振荡电路振荡频率约为：

振荡频率约为：

当当f=f0时时，双双T网网络络的的相相移移为为F=180；

反反相相比比例例运运放放的的相相移移A=180，因因此此满满足足产产生生正正弦弦波波振振荡荡的的相相位位平衡条件。

如如果果放放大大电电路路的的放放大大倍倍数数足足够够大大，同同时时满满足足振振幅幅平平衡条件，即可产生正弦波振荡。

衡条件，即可产生正弦波振荡。

图图8.2.8表表8-1三种三种RC振荡电路的比较振荡电路的比较名称名称RC串并联网络振荡电路串并联网络振荡电路移相式移相式振荡电路振荡电路双双T网络选频振荡电路网络选频振荡电路电路电路形式形式振荡振荡频率频率起振起振条件条件电路特电路特点及应点及应用场合用场合可方便地连续调节振荡可方便地连续调节振荡频率，便于加负反馈稳幅电频率，便于加负反馈稳幅电路，容易得到良好的振荡波路，容易得到良好的振荡波形。

形。

电路简单，经济电路简单，经济方便，适用于波形要方便，适用于波形要求不高的轻便测试设求不高的轻便测试设备中。

备中。

选选频频特性好，适用于特性好，适用于产生单一频率的振荡波形。

产生单一频率的振荡波形。

8.3LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路8.3.1LC并联电路的特性并联电路的特性当频率变化时，并联电路阻抗当频率变化时，并联电路阻抗的大小和性质都发生变化。

的大小和性质都发生变化。

并联电路的导纳：

当当电路发生电路发生并联谐振并联谐振。

图图8.3.1并联谐振角频率并联谐振角频率令：

令：

谐振回路的品质因数谐振回路的品质因数当当Q1时时谐振频率：

谐振频率：

回路回路等效阻抗等效阻抗：

LC并联回路的阻抗：

并联回路的阻抗：

发生并联谐振时，发生并联谐振时，在在谐振频率附近，谐振频率附近，可见，可见，Q值值不同，回路的阻抗不同。

不同，回路的阻抗不同。

不同不同Q值时，值时，LC并联并联电路的幅频特性：

电路的幅频特性：

Z01Z02Q1Q2Q1Q2相频相频特性：

特性：

F+90-90Q1Q2Q1Q2感性感性纯阻纯阻容性容性结论：

结论：

1.当当f=f0时时，电电路路为为纯纯电电阻阻性性，等等效效阻阻抗抗最最大大；

当当ff0时时，电电路路为为容容性性。

所所以以LC并并联联电电路路具具有有选选频频特性。

特性。

2.电电路路的的品品质质因因数数Q愈愈大大，选频特性愈好。

选频特性愈好。

图图8.3.2谐振时谐振时LC回路中的电流回路中的电流电容支路的电流：

电容支路的电流：

并联回路的输入电流：

所以：

当当Q1时，时，结结论论：

谐谐振振时时，电电容容支支路路的的电电流流与与电电感感支支路路的的电电流流大大小近似相等，而谐振回路的输入电流极小。

小近似相等，而谐振回路的输入电流极小。

8.3.2变压器反馈式振荡电路变压器反馈式振荡电路一、电路组成一、电路组成用用瞬瞬时时极极性性判判断断为为正正反反馈馈，所所以以满满足足自自激激振振荡荡的的相相位位平平衡衡条件。

条件。

-二、振荡频率和起振条件二、振荡频率和起振条件振荡频率振荡频率起振起振条件条件图图8.3.3变压器反馈式变压器反馈式振荡电路振荡电路8.3.3电感三点式振荡电路电感三点式振荡电路一、电路组成一、电路组成用用瞬瞬时时极极性性判判断断为为正正反反馈馈，所所以以满满足足自自激激振振荡荡的的相相位位平平衡衡条件。

-二、振荡频率和起振条件二、振荡频率和起振条件振荡频率振荡频率起振起振条件条件图图8.3.48.3.4电容三点式振荡电路电容三点式振荡电路一、电路组成一、电路组成用用瞬瞬时时极极性性判判断断为为正正反反馈馈，所所以以满满足足自自激激振振荡荡的的相相位位平平衡衡条件。

二、振荡频率和起振条件二、振荡频率和起振条件振荡频率振荡频率起振起振条件条件-图图8.3.58.3.5电容三点式改进型振荡电路电容三点式改进型振荡电路振荡频率振荡频率选择选择CC1，CC2，则：

减减小小了了三三极极管管极极间间电电容容对对振振荡荡频频率率的的影影响响，适适用用于于产生高频振荡。

产生高频振荡。

图图8.3.6名称名称变压器反馈式变压器反馈式电感三点式电感三点式电容三点式电容三点式电容三点式改进型电容三点式改进型电电路路形形式式振荡频率振荡频率起振起振条件条件同左同左频率调节方频率调节方法及范围法及范围频频率率可可调调，范范围围较宽。

较宽。

同左同左频频率率可可调调，范范围较小。

围较小。

同左同左振荡波形振荡波形一般一般较差较差好好好好频率稳定度频率稳定度可可达达10-4同左同左可可达达10-410-5可达可达10-5适用频率适用频率几千赫几千赫几十兆几十兆赫赫同左同左几兆赫几兆赫一百一百兆赫兆赫同左同左表表8-2各种各种LC振荡电路的比较振荡电路的比较8.4石英晶体振荡器石英晶体振荡器8.4.1石英晶体的基本特性和等效电路石英晶体的基本特性和等效电路一、基本特性一、基本特性压压电电效效应应：

在在石石英英晶晶片片的的两两极极加加一一电电场场，晶晶片片将将产产生生机机械械变变形形；

若若在在晶晶片片上上施施加加机机械械压压力力，在在晶晶片片相相应应的的方向上会产生一定的电场。

方向上会产生一定的电场。

压压电电谐谐振振：

晶晶片片上上外外加加交交变变电电压压的的频频率率为为某某一一特特定定频率时，振幅突然增加。

频率时，振幅突然增加。

二、等效电路二、等效电路符号：

符号：

串联谐振频率串联谐振频率并联谐振频率并联谐振频率电抗频率特性电抗频率特性OfXfsfp容性容性容性容性感感性性图图8.4.1图图8.4.28.4.2石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路一、并联型石英晶体振荡电路一、并联型石英晶体振荡电路交流等效电路交流等效电路振荡频率振荡频率由于由于图图8.4.3二、串联型石英晶体振荡电路二、串联型石英晶体振荡电路图图8.4.4串联型石英晶体串联型石英晶体振荡电路振荡电路当当振振荡荡频频率率等等于于fS时时，晶晶体体阻阻抗抗最最小小，且且为为纯纯电电阻阻，此此时时正正反反馈馈最最强强，相相移移为为零零，电电路路满满足足自自激激振振荡条件。

荡条件。

振荡频率振荡频率调节调节R可改变反馈的强弱，以获得良好的正弦波。

可改变反馈的强弱，以获得良好的正弦波。

8.5非正弦波发生电路非正弦波发生电路8.5.1矩形波发生电路矩形波发生电路一、电路组成一、电路组成RC充放电充放电回路回路滞滞回回比较器比较器图图8.5.1图图8.5.2滞回比较器：

集成运放、滞回比较器：

集成运放、R1、R2；

充充放电回路：

放电回路：

R、C；

钳位钳位电路：

电路：

VDZ、R3。

二、工作原理二、工作原理设设t=0时，时，uC=0，uO=+UZ则则tOuCOuOtu+u-当当u-=uC=u+时，时，t1t2则则当当u-=uC=u+时，输出又时，输出又一次跳变，一次跳变，uO=+UZ输出跳变，输出跳变，uO=-UZ图图8.5.3三、振荡周期三、振荡周期电容的充放电规律：

电容的充放电规律：

对于放电，对于放电，解解得：

得：

结结论论：

改改变变充充放放电电回回路路的的时时间间常常数数及及滞滞回回比比较较器器的的电电阻，即可改变振荡周期。

阻，即可改变振荡周期。

t1t2tOuCOuOtt3图图8.5.3四、占空比可调的矩形波发生电路四、占空比可调的矩形波发生电路图图8.5.4使电容的充、放电时间常数不使电容的充、放电时间常数不同且可调，即可使矩形波发生器的同且可调，即可使矩形波发生器的占空比可调。

占空比可调。

tOuCuOtOT1T2T充电时间充电时间T1放电时间放电时间T2占空占空比比D图图8.5.5图图8.5.6一、电路组成一、电路组成8.5.2三角波发生电路三角波发生电路二、工作原理二、工作原理OuO1tOuOt当当u+=u-=0时时，滞滞回回比较器的输出发生跳变。

比较器的输出发生跳变。

图图8.5.7三、输出幅度和振荡周期