信号发生器ppt课件

放大电路
A
反馈网络
F
Uo A U i
图 8.1.2 正弦波振荡电路的方框图
如果反馈电压 uf 与原输入信号 ui 完全相等，则即使 无外输入信号，放大电路输出端也有一个正弦波信号—
—自激振荡。(电路要引入正反馈)
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由此知放大电路产生自激振荡的条件是：
即：
U f U i
U f FU o FA U i U i
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一、RC 串并联选频网络
R2
F

U f U
2
1 jR2C2
1 2
R1

1
jC1
1
1
jR2C2
Z1

1
Z2
(1
R1 R2

C2 C1
)
j(R1C2

1
R2C1
)
取 R1 = R2 = R ， C1 = C2 = C ，令
0

1 RC
F

3
j(
1
所以产生正弦波振荡的条件是： A F 1
A F 1
——幅度平衡条件
arg A F A F 2nπ
n 0,1,2,
——相位平衡条件
电路起振的条件： A F 1 5
二、正弦波振荡电路的组成及分类
组成： 放大电路：集成运放 选频网络：确定电路的振荡频率 反馈网络：引入正反馈 稳幅环节：非线性环节，使输出信号幅值稳定
分类： RC正弦波振荡电路，频率较低，在1MHz以下。
LC正弦波振荡电路，频率较高，在1MHz以上。
石英晶体振荡电路，频率较高，振荡频率非常稳定。
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三、判断电路能否产生正弦波振荡的方法和步骤
1. 检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分； 2. 检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正 常工作； 3. 分析电路是否满足自激振荡的相位平衡条件
反馈系数
F R RF R
改变 RF，可改变反馈深度。 增加负反馈深度，并且满足
A 3
图 8.1.7
则电路可以起振，并产生比较稳定而失真较小的正
弦波信号。
反馈电阻 RF采用负温度系数的热敏电阻，
R采用正温度系数的热敏电阻，均可实现自动稳幅。 12
稳幅的其它措施
在RF回路中串联二个并联的二极管
二、振荡频率与起振条件
1. 振荡频率 2. 起振条件
f0

1 2RC
f = f0 时，
F 1 3
由振荡条件知：
A F 1
所以起振条件为：
A 3
同相比例运放的电压放大倍数为
Auf
1
RF R
即要求：
RF 2R
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三、振荡电路中的负反馈(稳幅环节)
引入电压串联负反馈，可以提高放大倍数的稳定性， 改善振荡电路的输出波形，提高带负载能力。
位平衡条件。
如果放大电路的放大倍数足够大，同时满足振幅平 衡条件，即可产生正弦波振荡。
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* 三种 RC 振荡电路的比较
名称 RC 串并联网络振荡电路 移相式振荡电路 双 T 网络选频振荡电路
电路 形式
振荡 频率
f0

1 2RC
f0 2
1 3RC
f0

1 5RC
起振 条件
A 3
RF 12R


0
)
0
图 8.1.4
则：
9
得 RC 串并联电路的幅 频特性为：
F
1
32 ( 0 )2
0
相频特性为：
0 F arctg 0 3
当

0

1 RC
时，
F 1 3
F
1/3
0
F
0
+90º
0 0-9Βιβλιοθήκη º最大，F = 0。

图 8..1.5 10
电流增大时，二极管动态电 阻减小。电流减小时，动态 电阻增大，加大非线性环节， 从而使输出电压稳定。
R r
A 1 F d
u
R
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四、振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路
RC串、并联网络中， 如何调节频率？
1 f0 2RC
用双层波段开关接不同电容， 作为振荡频率f0的粗调；
用同轴电位器实现f0的微调。
振荡频率为：
f0 2
1 3RC
起振条件：RF > 12 R
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*二、双 T 选频网络振荡电路 振荡频率约为：
1 f0 5RC
起振条件
R3 R2 ， A F 1
当 f = f0 时，双 T 网络的相移为 F = 180º；反相比 例运放的相移 A = 180º，因此满足产生正弦波振荡的相
3.为什么正弦波振荡电路中必须有选频网络？选频网络由 哪些元件组成？
4.为什么说矩形波发生电路是产生非正弦波信号的基础？ 为什么非正弦波发生电路中几乎都有电压比较器？
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8.1 正弦波信号发生器
8.1.1正弦自激振荡的基本原理
一、产生正弦波振荡的条件
U i 2Ui sint
UUfi ~FU O
当频率变化时，并联电路阻抗
的大小和性质都发生变化。
并联电路的导纳：
Y j C 1 R j L
问题：如何提高频率？
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* 其他形式的 RC 振荡电路

一、移相式振荡电路
270º
180º
集成运放产生的相位移 A 90º
= 180º，如果反馈网络再相移 0
f0
f
180º， 即 可 满 足 产 生 正 弦 波 振
荡的相位平衡条件。
当 f = f0 时，相移 180º， 满足正弦波振荡的相位条件。
第八章 信号发生器
8.1 正弦信号发生器 8.2 非正弦信号发生器器
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本章重点和考点：
1.重点掌握RC正弦波振荡 工作原理。
3.掌握非正弦波发生电路的原理。
本章教学时数： 4学时
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本章讨论的问题：
1.在模拟电子电路中需要哪些波形的信号作为测试信号和 控制信号？
2.正弦波振荡电路所产生的自激振荡和负反馈放大电路中 所产生的自激振荡有什么区别？
判断相位平衡条件的方法是： 瞬时极性法。 4.判断是否满足振幅平衡条件。
5.估算振荡频率和起振条件
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8.1.2 RC 正弦波振荡电路
RC串并联网络振荡电路也称RC桥式正弦波振荡电路 或称文氏振荡电路(Wien)
电路组成：
放大电路 —— 集成运放 A ；
选频与正反馈网络 —— R、C 串并联电路；
稳幅环节 —— RF 与 R 组成的负反馈电路。
R3 R2 ， A F 1
电路特 点及应 用场合
可方便地连续调节振荡 频率，便于加负反馈稳幅电 路，容易得到良好的振荡波 形。
电路简单，经济 方便，适用于波形要 求不高的轻便测试设 备中。
选频特性好，适用于 产生单一频率的振荡波形。
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8.1.3 LC 正弦波振荡电路
一、LC 谐振回路的频率特性