模电课件第九章9优质PPT.ppt

1、正弦波振荡器的定义：它是不需外接输入信号就能将直流能源转化它是不需外接输入信号就能将直流能源转化成具有一定振幅和一定频率的正弦波电路。成具有一定振幅和一定频率的正弦波电路。正正反反馈馈放放大大电电路路如如图图示示。（注注意意与与负负反反馈馈方方框框图图的的差别）差别）1.振荡条件振荡条件若环路增益若环路增益则则去掉去掉仍有稳定的输出仍有稳定的输出又又所以振荡条件为所以振荡条件为振幅平衡条件振幅平衡条件相位平衡条件相位平衡条件起振条件起振条件2.起振和稳幅起振和稳幅#振振振振荡荡荡荡电电电电路路路路是是是是单单单单口口口口网网网网络络络络，无无无无须须须须输输输输入入入入信信信信号号号号就就就就

2、能能能能起起起起振振振振，起起起起振振振振的的的的信号源来自何处？信号源来自何处？电路器件内部噪声电路器件内部噪声 当当输输出出信信号号幅幅值值增增加加到到一一定定程程度度时时，就就要要限限制制它它继继续续增增加，否则波形将出现失真。加，否则波形将出现失真。噪噪声声中中，满满足足相相位位平平衡衡条条件件的的某某一一频频率率 0的的噪噪声声信信号号被被放大，成为振荡电路的输出信号。放大，成为振荡电路的输出信号。稳稳幅幅的的作作用用就就是是，当当输输出出信信号号幅幅值值增增加加到到一一定定程程度度时时，使振幅平衡条件从使振幅平衡条件从 回到回到放大电路（包括负反馈放大电路）放大电路（包括负反馈放大

3、电路）3.基本组成部分基本组成部分反馈网络（构成正反馈的）反馈网络（构成正反馈的）选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈 网络合二为一。）网络合二为一。）稳幅环节稳幅环节9.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路1.电路组成电路组成2.RC串并联选频网络的选频特性串并联选频网络的选频特性3.振荡电路工作原理振荡电路工作原理4.稳幅措施稳幅措施1.电路组成电路组成反馈网络兼做选频网络反馈网络兼做选频网络反馈系数反馈系数2.RC串并联选频网络的选频特性串并联选频网络的选频特性幅频响应幅频响应又又且令且令则则相频响应相频响应2.RC串并

4、联选频网络的选频特性串并联选频网络的选频特性当当幅频响应有最大值幅频响应有最大值相频响应相频响应3.振荡电路工作原理振荡电路工作原理此时若放大电路的电压增益为此时若放大电路的电压增益为 用用瞬瞬时时极极性性法法判判断断可可知知，电电路满足相位平衡条件路满足相位平衡条件则振荡电路满足振幅平衡条件则振荡电路满足振幅平衡条件当当时，时，（+）（+）（+）（+）Av电路可以输出频率为电路可以输出频率为 的正弦波的正弦波RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波的正弦波采用非线性元件采用非线性元件4.稳幅措施稳幅措施热敏元件热敏元件热敏电阻热敏电阻起振

5、时，起振时，即即热敏电阻的作用热敏电阻的作用稳幅稳幅 练习、试将下图所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路，并求出振荡频率f0。解：、与相连，与相连，与相连，与相连。9.3 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路9.3.1 LC并联谐振回路选频特性并联谐振回路选频特性9.3.2 变压器反馈式变压器反馈式LC振荡电路振荡电路9.3.3 三点式三点式LC振荡电路振荡电路9.3.4 石英晶体石英晶体振荡电路振荡电路1.等效阻抗等效阻抗9.3.1 LC并联谐振回路选频特性并联谐振回路选频特性等效损耗电阻等效损耗电阻一般有一般有则则当当 时，时，电路谐振。电路谐振。为谐振频率为谐振频率谐振时谐振时阻抗最

6、大，且为纯阻性阻抗最大，且为纯阻性其中其中为品质因数为品质因数同时有同时有即即2.频率响应频率响应9.3.1 LC并联谐振回路选频特性并联谐振回路选频特性仍然由仍然由LC并联谐振电路构成选频网络并联谐振电路构成选频网络A.若中间点交流接地，则首端与尾端若中间点交流接地，则首端与尾端 相位相反。相位相反。9.3.3 三点式三点式LC振荡电路振荡电路1.三点式三点式LC并联电路并联电路电容三点式电容三点式电感三点式电感三点式 中中间间端端的的瞬瞬时时电电位位一一定定在在首首、尾尾端端电位之间。电位之间。三点的相位关系三点的相位关系B.若首端或尾端交流接地，则其他两若首端或尾端交流接地，则其他两 端

7、相位相同。端相位相同。9.3.3 三点式三点式LC振荡电路振荡电路2.电感三点式振荡电路电感三点式振荡电路9.3.3 三点式三点式LC振荡电路振荡电路3.电容三点式振荡电路电容三点式振荡电路*9.4 非正弦波振荡电非正弦波振荡电路路9.4.1 比较器比较器9.4.3 锯齿波产生电路锯齿波产生电路9.4.2 方波产生电路方波产生电路单门限电压比较器单门限电压比较器迟滞比较器迟滞比较器，由于，由于|vO|不可能超过不可能超过VM，9.4.1 比较器比较器特点：特点：1.单门限电压比较器单门限电压比较器（1）过零比较器）过零比较器开环，开环，虚短虚短不成立不成立增益增益A0大于大于105（忽略了放大

8、器输出级的饱和压降）忽略了放大器输出级的饱和压降）所以所以当当|+VCC|=|-VEE|=VM=15V，A0=105 时，时，可以认为可以认为vI 0 时，时，vOmax=+VCCvI 0 时，时，vOmax=-VEE（过零比较器）（过零比较器）运算放大器工作在非线性状态下运算放大器工作在非线性状态下9.4.1 比较器比较器特点：1.单门限电压比较器单门限电压比较器（1）过零比较器）过零比较器开环，开环，虚短虚短和和虚地虚地不成立不成立增益增益A0大于大于105 输输入入为为正正负负对对称称的的正正弦弦波波时，输出为方波。时，输出为方波。电压传输特性电压传输特性思考思考 1.若若过过零零比比较

9、较器器如如图图所所示示，则则它它的电压传输特性将是怎样的？的电压传输特性将是怎样的？2.输输入入为为正正负负对对称称的的正正弦弦波波时时，输出波形是怎样的？输出波形是怎样的？9.4.1 比较器比较器1.单门限电压比较器单门限电压比较器（2）门限电压不为门限电压不为零的比较器零的比较器电压传输特性电压传输特性 输输入入为为正正负负对对称称的的正正弦弦波波时，输出波形如图所示。时，输出波形如图所示。（门限电压为（门限电压为VREF）解：（1）A 构成过零比较器构成过零比较器（2）RC 为微分电路，为微分电路，RCT例例电电路路如如图图9.4.2a所所示示，当当输输入入信信号号如如图图c所所示示的的

10、正正弦弦波波时时，定性画出定性画出（3）D 削波（限幅、检波）削波（限幅、检波）单门限比较器的抗干扰能力单门限比较器的抗干扰能力应为高电平应为高电平错误电平错误电平9.4.1 比较器比较器2.迟滞比较器迟滞比较器（1）电路组成电路组成（2）门限电压门限电压门限电压门限电压上门限电压上门限电压下门限电压下门限电压回差电压回差电压9.4.1 比较器比较器2.迟滞比较器（施密特触发器）迟滞比较器（施密特触发器）（3）传输特性传输特性（VOH）（VOL）解：（1）门限电压）门限电压（3）输出电压波形输出电压波形例例电电路路如如图图9.4.6a所所示示，试试求求门门限限电电压压，画画出出传传输输特特性性

11、和和图图c所所示输入信号下的输出电压波形。示输入信号下的输出电压波形。（2）传输特性）传输特性9.4.2 方波产生电路方波产生电路1.电路组成（多谐振荡电路）电路组成（多谐振荡电路）迟滞比迟滞比较器较器RC充放充放电支路电支路稳压管双稳压管双向限幅向限幅能否不串入该电阻？能否不串入该电阻？9.4.2 方波产生电路方波产生电路2.工作原理工作原理 由由于于迟迟滞滞比比较较器器中中正正反反馈馈的的作作用用，电电源源接接通通后后瞬瞬间间，输输出便进入饱和状态。出便进入饱和状态。假设为正向饱和状态假设为正向饱和状态RC 放电放电RC 充电充电9.4.2 方波产生电路方波产生电路3.占空比可变的方波产生电路占空比可变的方波产生电路9.4.3 锯齿波产生电路锯齿波产生电路同相输入迟同相输入迟滞比较器滞比较器积分电路积分电路充放电时间充放电时间常数不同常数不同end作业：nP436 9.4.3nP437 9.4.4nP438 9.4.5