第7章信号产生电路
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精品课件-电子线路基础(第二版)(闵锐)-第7章
解 本电路稳压管跨接于输出端与反相输入端之间，假设 稳压管均截止，则运放工作在开环状态，输出不是高电平，就是 低电平，这样势必导致一定有一稳压管击穿而工作在稳压状态， 从而构成负反馈支路。反相输入端“虚地”，限流电阻R上的电流 iR等于稳压管电流iZ，输出电压为±UZ，该电路的优点为输入电压、 电流均较小，易于保护输入级。 另外，由于运放工作在线性区， 因而在输入电压过零时，运放内部晶体管无须从饱和区逐渐变到 截止区，或从截止区逐渐变到饱和区。
第7章 信号产生与转换电路 第7章 信号产生与转换电路
7.1 电压比较器 7.2 非正弦波发生器 7.3 正弦波发生器 7.4 精密整流电路
第7章 信号产生与转换电路
7.1 电 压 比 较 器
电压比较器是对两个模拟输入电压进行比较，并将比较结 果输出的电路。通常两个输入电压一个为参考电压uR，另一个为外 加输入电压ui。比较器的输出有两种可能状态：高电平或低电平， 因此集成运放常常工作在非线性区。由于输出只有高低两种状态， 是数字量，因此比较器往往是模拟电路与数字电路的接口电路。
输出电压uo波形。
解 比较器中运放为开环结构，工作在非线性区，输 出电压uo为稳压管的正负高低电平值±5 V。
为UOL=-5（V1，）解当得u-当>uu+i，>-即R21 RV1R时2 ，ui 输R出1 R为2RU2 UOL=RE-F5
0
V。
时，输出
UOH=5
V（，2解）得当当u-u<iu<+-时2 ，V时即R，1 R1输R2出ui为 URO1HR=25R2
第7章 信号产生与转换电路 图7-11 例7-3 电压传输特性和电路图
第7章 信号产生与转换电路
由
u
第7章 信号产生与转换电路 第7章 信号产生与转换电路
7.1 电压比较器 7.2 非正弦波发生器 7.3 正弦波发生器 7.4 精密整流电路
第7章 信号产生与转换电路
7.1 电 压 比 较 器
电压比较器是对两个模拟输入电压进行比较，并将比较结 果输出的电路。通常两个输入电压一个为参考电压uR，另一个为外 加输入电压ui。比较器的输出有两种可能状态：高电平或低电平， 因此集成运放常常工作在非线性区。由于输出只有高低两种状态， 是数字量，因此比较器往往是模拟电路与数字电路的接口电路。
输出电压uo波形。
解 比较器中运放为开环结构，工作在非线性区，输 出电压uo为稳压管的正负高低电平值±5 V。
为UOL=-5（V1，）解当得u-当>uu+i，>-即R21 RV1R时2 ，ui 输R出1 R为2RU2 UOL=RE-F5
0
V。
时，输出
UOH=5
V（，2解）得当当u-u<iu<+-时2 ，V时即R，1 R1输R2出ui为 URO1HR=25R2
第7章 信号产生与转换电路 图7-11 例7-3 电压传输特性和电路图
第7章 信号产生与转换电路
由
u
第7章信号调制解调电路
为了正确进行信号调制必须要求ωc>>Ω，通常至
少要求ωc>10Ω。这样，解调时滤波器能较好地将调
制信号与载波信号分开，检出调制信号。若被测信号 的变化频率为0~100Hz，则载波信号的频率ωc>1000 Hz。调幅信号放大器的通频带应为900~1100 Hz。
测控电路
2020/7/19 13
3. 信号调制解调电路
(1) 什么是调幅？写出调幅信号的数学表达式，画 出其波形。 调幅就是用调制信号x去控制高频载波信号的幅值。 常用的是线性调幅，即让调幅信号的幅值按调制 信号x的线性函数变化。 调幅信号的一般表达式可写为：
Us=(Um+mx)cosωct
测控电路
2020/7/19 10
3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
2020/7/19 8
3. 信号调制解调电路
调制解调的功用与类型
(6) 在测控系统中常用的调制方法有哪几种？
在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信 号。一个正弦信号Asin(ωt+φ)有幅值、频率、相位 三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为 调幅(Amplitude modulation)、调频(Frequency modulation)和调相(Phase modulation) 。
测控电路
2020/7/19 4
3. 信号调制解调电路
调制解调的功用与类型
理论基础：傅里叶变换的频移特性（调制定理）
若 f (t) F ( j) 则 f (t) ej0t F[ j( 0 )]
F[ f (t) cos0t] 1 F[ f (t)e j0t ] 1 F[ f (t)e-j0t ]
测控电路
2020/7/19 3
少要求ωc>10Ω。这样，解调时滤波器能较好地将调
制信号与载波信号分开，检出调制信号。若被测信号 的变化频率为0~100Hz，则载波信号的频率ωc>1000 Hz。调幅信号放大器的通频带应为900~1100 Hz。
测控电路
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3. 信号调制解调电路
(1) 什么是调幅？写出调幅信号的数学表达式，画 出其波形。 调幅就是用调制信号x去控制高频载波信号的幅值。 常用的是线性调幅，即让调幅信号的幅值按调制 信号x的线性函数变化。 调幅信号的一般表达式可写为：
Us=(Um+mx)cosωct
测控电路
2020/7/19 10
3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
2020/7/19 8
3. 信号调制解调电路
调制解调的功用与类型
(6) 在测控系统中常用的调制方法有哪几种？
在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信 号。一个正弦信号Asin(ωt+φ)有幅值、频率、相位 三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为 调幅(Amplitude modulation)、调频(Frequency modulation)和调相(Phase modulation) 。
测控电路
2020/7/19 4
3. 信号调制解调电路
调制解调的功用与类型
理论基础：傅里叶变换的频移特性（调制定理）
若 f (t) F ( j) 则 f (t) ej0t F[ j( 0 )]
F[ f (t) cos0t] 1 F[ f (t)e j0t ] 1 F[ f (t)e-j0t ]
测控电路
2020/7/19 3
51单片机第七章信号输入输出
A/D转换器的任务就是在满足奈奎斯特采样定理的条 件下，将模拟信号转换为数字信号。
对于开关量，可以很容易的映射成数字的0或者1，即 TTL的低电平和高电平，映射后的这些数字信号就可以 直接输入到单片机内部。
输出：
处理的结果需要输出，对于开关量的输出，可以简单 地经过映射部件，将单片机的TTL电平输出信号转换成 所需要的开关量进行输出。
7.2.2传感器特性
选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳 定性、精确度、测量方式等六个方面的问题。
除了以上选用传感器时应充分考虑的一些因素外，还应 尽可能兼顾结构简单、体积小。重量轻、价格便宜、易于维 修、易于更换等条件。
1、灵敏度
一般说来，传感器灵敏度越高越好，因为灵敏度越高， 就意味着传感器所能感知的变化量小，即只要被测量有一微 小变化，传感器就有较大的输出。但是，在确定灵敏度时， 要考虑以下几个问题：
当被测量是一个向量时，并且是一个单向量时， 就要求传感器单向灵敏度愈高愈好；如果被测量是 二维或三维的向量，那么还应要求传感器的交叉灵 敏度愈小愈好。
2、响应特性
传感器的响应总不可避免地有一定延迟，但我们总希 望器)响应时间短，工作频率宽;
7.1 单片机应用系统的结构
图7.1单片机应用系统的基本结构
单片机应用系统的核心任务：
根据一定的输入（前向通道），结合一定的处理算 法，然后作出一定的输出响应（后向通道）。 输入：
包括模拟输入和数字输入，电量信号输入和非电量 信号输入。对于非电量输入需要通过传感器将非电物 理量转换为模拟电信号。 预处理：一般包括放大器和滤波器两部分：
主要应用
压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。
压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结 构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压 电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振 动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇 航领域中更有它的特殊地位。
对于开关量，可以很容易的映射成数字的0或者1，即 TTL的低电平和高电平，映射后的这些数字信号就可以 直接输入到单片机内部。
输出：
处理的结果需要输出，对于开关量的输出，可以简单 地经过映射部件，将单片机的TTL电平输出信号转换成 所需要的开关量进行输出。
7.2.2传感器特性
选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳 定性、精确度、测量方式等六个方面的问题。
除了以上选用传感器时应充分考虑的一些因素外，还应 尽可能兼顾结构简单、体积小。重量轻、价格便宜、易于维 修、易于更换等条件。
1、灵敏度
一般说来，传感器灵敏度越高越好，因为灵敏度越高， 就意味着传感器所能感知的变化量小，即只要被测量有一微 小变化，传感器就有较大的输出。但是，在确定灵敏度时， 要考虑以下几个问题：
当被测量是一个向量时，并且是一个单向量时， 就要求传感器单向灵敏度愈高愈好；如果被测量是 二维或三维的向量，那么还应要求传感器的交叉灵 敏度愈小愈好。
2、响应特性
传感器的响应总不可避免地有一定延迟，但我们总希 望器)响应时间短，工作频率宽;
7.1 单片机应用系统的结构
图7.1单片机应用系统的基本结构
单片机应用系统的核心任务：
根据一定的输入（前向通道），结合一定的处理算 法，然后作出一定的输出响应（后向通道）。 输入：
包括模拟输入和数字输入，电量信号输入和非电量 信号输入。对于非电量输入需要通过传感器将非电物 理量转换为模拟电信号。 预处理：一般包括放大器和滤波器两部分：
主要应用
压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。
压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结 构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压 电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振 动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇 航领域中更有它的特殊地位。
第7章 信号处理电路 习题解答
综上所述，仪表放大器的特点是：具备足够大的放大倍数、高的输入电阻和高共模抑制比。
7.3简述电荷放大器有什么特点，应用于何种场合。
解：电荷放大器应用于压电式加速度传感器、压力传感器等的后端放大。
上述两种传感器属于电容性传感器，这类传感器的阻抗非常高，呈容性，输出电压很微弱；他们工作时，将产生正比于被测物理量的电荷量，积分运算电路可以将电荷量转换成电压量，电路如下图所示。
解：1）LBF；2）BPF；3）HPF；4）BEF。
二、判断下列说法是否正确，用 “√”（正）和“ ”（误）填入括号内。
1）高通滤波器的通频带是指电压的放大倍数不变的频率范围。（）
2）低通滤波器的截止频率就是电压放大倍数下降1/2的频率点。（）
3）带通滤波器的频带宽度是指电压放大倍数大于或等于通带内放大倍数0.707的频率范围。（）
其中 ；
该滤波器为二阶低通滤波电路，幅频特性如下图：
7.7试说明图P7－8所示各电路属于哪种类型的滤波电路，是几阶滤波电路。
（1）
（2）
图P7-7
解：
图（1）所示电路二阶带通滤波器或者二阶带阻滤波器。
前一个运放为高通滤波器（截止频率f1），后一个运放为低通滤波器（截止频率f2），如果 ，则f1<f2，该滤波器为二阶带通滤波器；如果 ，则f1>f2，该滤波器为二阶带阻滤波器。
电容性传感器可等效为因存储电荷而产生的电动势Ut与一个输出电容Ct串联，如图中虚线框内所示。根据集成运放的特点，可得到输出电压为： 。
7.4简述隔离放大器有什么特点，应用于何种场合。
解：隔离放大器通常应用于远距离信号传输。
在远距离信号传输的过程中，常因强干扰的引入使放大电路的输出有很强的干扰背景，甚至将有用信号淹没，造成系统无法正常工作。隔离放大器将电路的输入侧和输出侧在电气上完全隔离，它既可切断输入侧和输出侧电路间的直接联系，避免干扰混入输出信号，又可使有用信号畅通无阻。目前集成隔离放大器有变压器耦合式、光电耦合式和电容耦合式三种。
7.3简述电荷放大器有什么特点，应用于何种场合。
解：电荷放大器应用于压电式加速度传感器、压力传感器等的后端放大。
上述两种传感器属于电容性传感器，这类传感器的阻抗非常高，呈容性，输出电压很微弱；他们工作时，将产生正比于被测物理量的电荷量，积分运算电路可以将电荷量转换成电压量，电路如下图所示。
解：1）LBF；2）BPF；3）HPF；4）BEF。
二、判断下列说法是否正确，用 “√”（正）和“ ”（误）填入括号内。
1）高通滤波器的通频带是指电压的放大倍数不变的频率范围。（）
2）低通滤波器的截止频率就是电压放大倍数下降1/2的频率点。（）
3）带通滤波器的频带宽度是指电压放大倍数大于或等于通带内放大倍数0.707的频率范围。（）
其中 ；
该滤波器为二阶低通滤波电路，幅频特性如下图：
7.7试说明图P7－8所示各电路属于哪种类型的滤波电路，是几阶滤波电路。
（1）
（2）
图P7-7
解：
图（1）所示电路二阶带通滤波器或者二阶带阻滤波器。
前一个运放为高通滤波器（截止频率f1），后一个运放为低通滤波器（截止频率f2），如果 ，则f1<f2，该滤波器为二阶带通滤波器；如果 ，则f1>f2，该滤波器为二阶带阻滤波器。
电容性传感器可等效为因存储电荷而产生的电动势Ut与一个输出电容Ct串联，如图中虚线框内所示。根据集成运放的特点，可得到输出电压为： 。
7.4简述隔离放大器有什么特点，应用于何种场合。
解：隔离放大器通常应用于远距离信号传输。
在远距离信号传输的过程中，常因强干扰的引入使放大电路的输出有很强的干扰背景，甚至将有用信号淹没，造成系统无法正常工作。隔离放大器将电路的输入侧和输出侧在电气上完全隔离，它既可切断输入侧和输出侧电路间的直接联系，避免干扰混入输出信号，又可使有用信号畅通无阻。目前集成隔离放大器有变压器耦合式、光电耦合式和电容耦合式三种。
第7章正弦信号发生器
••
AF 1
vo不再增大，自激振荡建立
自激振荡建立过程可用 下面的特性曲线来说明
vo
vi A vo
vo
vf F
F（反馈特性）
vvoo43
vo2 vo1
vi1’ vf1 vf2 vf3 vf4 vi2’ vi3’ vi4’ vi5’
A（放大特性）
vi’（vf）
若F不同时 F太小 F合适
F太大
返回
正弦振荡器——自激振荡产生单一频率的 正弦信号的电路。
2、自激振荡的平衡条件
• 设想：
vi vi
v’i A
vo
vo
vf F
要保证vo不变，则必有：
vf = vi 又：vf = F vO vi = vO /A
11-1振荡条件动画
vf = vi 即
返回
••
AF 1 ——自激振荡的平衡条件
2020/6/20
1
2RC
•
f=f0时，
•
F
•
F
1
max 3
0 • f=f0时， • 即：vf和vo同相
F
2020/6/20
返回
7.2.2 RC文氏桥振荡电路
1 对放大器的要求 2 分立元件RC文氏桥振荡电路 3 集成运放组成的RC文氏桥振荡电路
2020/6/20
返回
1 对放大器的要求
由起振条件知：
幅值条件：A•
7.1.2 自激振荡的建立过程及其起振条件
在电源接通的一瞬间，有很小的电扰
动信号（电冲击信号），由于这种电扰 vi A vo 动的不规则性，它包含着频率范围很宽
vo
的各次谐波。
vf F
若vf>vi’，则vo会越来越大。由于三极管的非线性
信号产生电路
C 0.01μF
R
10kΩ
10kΩ
Au
随之下降至 Au 3 ， Uo
（2）由选频网络可求得振荡频率为
1 1 f0 Hz 1.59kHz 3 6 2 RC 2 10 10 0.0110
（3）R2影响输出电压的波形和幅度。为了保证起振，须满足
R2﹥2R1- R3,若R2过小，电路会停振；R2略大于2R1- R3，起 振后的输出振荡幅度较小，但输出波形比较好；若R2增大， 输出电压幅度跟着增大，失真也增大，当 R2﹥2R1时，将 ，
相频特性为：
0 f arctan 0 3
由此可作出 Fu 的幅频特性和相频特性的曲线图分别为
+90°
00
幅频特性为：
-90°
1 F 由图可见，当 时， u 3 ，即 0
1 U 2 U1 3
，f 0，
从图中可以看出，RC串联支路， RC并联支路，R1支路，RF支路，刚好 构成一个文氏电桥的四个臂，运算放 大器的输入端和输出端分别跨接在电 桥的对角线上，故把这种振荡电路称 为RC桥式振荡电路，也称之为文氏桥 式振荡电路，如图（b）所示。
热敏电阻
＋ U id －
（b）文氏电桥
.
＋
U od
.
（a）RC桥式正弦波振荡电路
2.振荡的平衡条件和起振条件 1）振荡的平衡条件
由以上的分析可知，振荡的平衡条件包括振幅平衡条件 和相位平衡条件： （1）振幅平衡条件（幅度平衡条件）
Au Fu 1
即在振荡闭环正反馈环中，环路总的传输系数应该等于1，使反馈 电压与输入电压大小相等。
（2）相位平衡条件
a f 2n (n 0,1, 2, )
7章-信号的运算和处理题解(第四版模电答案)
7章-信号的运算和处理题解(第四版模电答案)第七章信号的运算和处理自测题一、现有电路：A. 反相比例运算电路B. 同相比例运算电路C. 积分运算电路D. 微分运算电路E. 加法运算电路F. 乘方运算电路选择一个合适的答案填入空内。
（1）欲将正弦波电压移相＋90O，应选用。
（2）欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用。
（3）欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用。
（4）欲实现A u＝－100的放大电路，应选用。
（5）欲将方波电压转换成三角波电压，应选用。
（6）欲将方波电压转换成尖顶波波电压，应选用。
解：（1）C （2）F （3）E （4）A （5）C （6）D二、填空：（1）为了避免50Hz电网电压的干扰进入放大器，应选用滤波电路。
（2）已知输入信号的频率为10kHz～12kHz，为了防止干扰信号的混入，应选用滤波电路。
（3）为了获得输入电压中的低频信号，应选用滤波电路。
（4）为了使滤波电路的输出电阻足够小，保证负载电阻变化时滤波特性不变，应选用滤波电路。
解：（1）带阻（2）带通（3）低通（4）有源三、已知图T7.3所示各电路中的集成运放均为理想运放，模拟乘法器的乘积系数k 大于零。
试分别求解各电路的运算关系。
图T7.3解：图（a ）所示电路为求和运算电路，图（b ）所示电路为开方运算电路。
它们的运算表达式分别为I3142O 2O43'O 43I 12O2O1O I343421f 2I21I1f O1 )b (d 1)1()( )a (u R kR R R u ku R R u R R u R R u t u RCu u R R R R R R R u R u R u ⋅=⋅-=-=-=-=⋅+⋅+++-=⎰∥习题本章习题中的集成运放均为理想运放。
7.1 填空：（1）运算电路可实现A u＞1的放大器。
（2）运算电路可实现A u＜0的放大器。
（3）运算电路可将三角波电压转换成方波电压。
（4）运算电路可实现函数Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均大于零。
《电路分析基础 》课件第7章
.
H3
(
j
)
U 2 Is
(7.1-4)
若以I2为响应相量，则N
H4 ( j)
I2 Is
(7.1-5)
7.1.2
纯阻网络的网络函数是与频率无关的，这类网络的频率特 性是不需要研究的。研究含有动态元件的网络频率特性才是有 意义的。
一般情况下，含动态元件电路的网络函数H(jω)是频率的
复函数，将它写为指数表示形式，有
图 7.2-3 例7.2-1使用电路
例 7.2-1 如图7.2-3所示由电阻、电容构成的一阶低通网
络，其输出端接负载电阻RL。试分析其频率特性(绘出幅频特 性、相频特性)， 并求出截止角频率。
解 以U.1作输入相量，U. 2作输出相量，则网络函数为
H ( j)
UU12
RL
1
jC
RL
1
jC
R
RL
H ( j)def | H ( j) | 1 1 j c
(7.2-17)
式中，|H(j∞)|=|H(jω)|ω=∞, 它是与网络的结构和元件参数
有关的常数。
图 7.2-8 某晶体管放大器的等效电路
例 7.2-3 图7.2-8为某晶体管放大器的低频等效电路。 图中，
. Ui
为放大器的输入信号
如果用分贝为单位表示网络的幅频特性，
| H(j) | def 20lg | H(j) | dB
(7.2-6)
也就是说，对|H(jω)|取以10为底的对数并乘以20，就得到 了网络函数幅值的分贝数。 当ω=ωc时，
20lg | H(jc ) | 20lg0.707 3dB
所以又称ωc为3分贝角频率。在这一角频率上，输出电压与它
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Ui 放大器 Uo
Ui
选频 放大器
Uo
Uf
选频正
反馈网络
Uf
正反馈
网络
判断: 1. 检查电路组成
2.“Q”是否合适 3. 是否满足起振条件
7.1.2 RC 正弦振荡
一、RC 桥式振荡电路
1. RC 串并联选频网络 式中: ? 0 = 1/RC
1
FFu?u???UU
?
12?9??
(R??/
?
1R //
—满足相位平衡条件
CE
f0 ?
2?
1 LC
二、三点式 LC 振荡电路
(一) 电感三点式 振荡电路
+VCC
RB1
×CB
RB2
V
?
U i RE
C1
?
Uo
1
CE 2 L1
?M
Uf
L2 3
优点：
易起振(L 间耦合紧 )；
易调节(C 可调)。 缺点： C 输出取自电感，对
高次谐波阻抗大 ， 输出波形差。
f0 ?
5. 并联谐振的本质 — 电流谐振
i
+
iL
ur
L
–
iC C?
IC
?
U
?
I
I?L
?
IL
?
?
?
IC
1) Z = Z0 呈纯阻 2)形成环流，大小是总电流的 Q 倍
I?C
?
I?L ?
Z0 ZL
I? ?
Qω0 L ω0L
I? ? Q I?
(二)变压器反馈式振荡电路
RB1
×
CB RB2
CL
V RE
+VCC ? A ? ? 180? ? F ? 180? ? AF ? 0?
?
?1
2??
1
1LC?
1?
C1 C2 C3
1
2??C13CC1 f1?C0 C?2 2 2L?
1 LC
? 2?
1 LC 3
三、石英晶体 (Crystal )振荡电路
(一)石英晶体谐振器的阻抗特性
1. 结构和符号
化学成分 SiO 2
结构 涂银层
焊点
符号
晶片
二节 RC 环节 移相 ? 180?
三节 RC 环节 移相 ? 270?
对于
f0 ?
2π
1 6RC
的信号 ，
? F ? 180?
? ? A ? ?180? ? ? AF ? 0? — 满足相位平衡条件
优点： 结构简单
缺点： 选频特性差，输出波形差
7.1.3 LC 振荡电路
(一 I.s类一、型)变L：Z压C变器并C压反联器馈回反式Lr路馈的L式C特效L、电振的损性阻荡电等耗电ω感0路三?1.点Z谐式?L?1振C、1j频ω?，j1ω电C1率jC(容?L?frf(L00三/r(rr???C点?2jrω式j?πω1LCL1)L))C
U?o
ACu ? 1 +R(R2+ R3)/R1 > 3
起振后二极管T 电??阻R逐f渐??减小Au，f ? A(1u ?? R1 f+/RR21R/R)21?>=23R1 ? R3
为使失真小： R2 < 2R1
二、RC 移相式振荡电路
C C C R Rf
8
RR
U?o
一节 RC 环节 移相 ? 90?
— 振幅平衡条件
大，?则A产F 生? ?正A弦? 振? F荡?。2nπ — 相位平衡条件
n = 0, 1, 2, ???
二、起振条件
??
起振条件 AF ? 1
? AF ? 2 n π
Ui 放大器 Uo Au
Uf 反馈网络
u ou o
Uo4
Au F u > 1
Uo3
Uo2
1/F u Au F u < 1 Au
2. 谐振阻抗 Z0
Z0
?
L rC
Z0 ? Qω0L ? Q ω0C
3. 回路品质因数 Q
Q ? ω0L ? 1 ? 1 r rω0C r
L C
4. 频率特性
?Z?
Z0
Q
Q
大
小
?0
?
幅频特性
Q 增大 ? f
90o
?0
?
? 90o
相频特性
Z?
L / rC
?
Z0
1
?
j(ωrL
?
1 ωrC
)
1? jQ( f / f0 ? f0 / f )
Au = 1/F u
Fu
Au
?
uo ui
Fu
?
uf uo
Uo1
Uf1
O Ui1 Ui2
Uf2 Uf2
Ui3 Ui4
ui u起fuf振
稳幅
三、电路的组成和起振的判断
组成: 1. 放大电路 Au
2. 正反馈网络 F u
满足振荡条件
3. 选频率网络 —实现单一频率的振荡
4. 稳幅环节—使振荡稳定、波形好
第7章 信号产生电路
7.1 正弦波振荡电路
引言 7.1.1 正弦波振荡电路的工作原理 7.1.2 RC 正弦振荡 7.1.3 LC 正弦振荡
引言
信号产生电路 (振荡器—Oscillators )
分类： 正弦波振荡
RC 振荡器(1 kHz ~ 数百 kHz ) LC 振荡器(几百 kHz 以上)
石英晶体振荡器 (频率稳定度高 )
非正弦波振荡： 方波、三角波、锯齿波等
主要性 输出信号的 幅度准确稳定 要求能： 输出信号的 频率准确稳定
7.1.1 正弦波振荡电路的工作原理
振荡条件
一、振荡条件
U? i
放大器
?
Au
?
Uf
反馈网络
?
Fu
?
RL Uo
?
?
Au
?
Uo U? i
;
?
?
Fu
?
Uf U?o
;
??
Au Fu
?
1
微率弱成的分A电通?u F扰 过?u 动 正?中 反1 ， 馈某 逐一 渐频放
2?
1 LC
? 2?
1 ( L1 ? L2 ? 2M )C
(二) 电容三点式振荡电路
考 克毕拉兹泼振荡器 (Colalppitt)s )
+VCC
RB1
CB
×RB2
V
?
U iRE
?
Uo
C1 CE 2
1
?
U
f
C2
3
优点：波形较好 缺点：
1) 调频时易停振
2) V 极间电容影响 f0
C3
L
改进
1 C
f0
为使电 Au 为非线性，起振时，应使 Au > 3，稳幅后 Au = 3。
二热极敏管电稳阻幅稳幅R2
22 k?
正温R度1 系数
6.2 k?
4.3 k?
8 R1
R3 V1 V2Rf
U?o
f0 ?
1 2? RC
负温度系数
f0 = 1.94 kHz
8
12.4 k? > R2 > 8.1 k?
起8.2振k?时信号0.0小1 ?，F 二U?0i.极0R1管?F电C 阻8.2U大?k?f
2) 电路： Rf
? F = 0o
同相 放大器
? AF ? 2n?
3)振荡频率
?A= 2n?
f0 ?
1 2? RC
R1
U?
R
i
C
U? f
8
U? o
CR
4)振荡条件
A?u F?u ? 1
?
?
F
?
1
3
? A? ? 3
应使： Rf R1 ? 2 Rf ? 2R1 Rf 不能太大，否则 正弦波将变成方波
5)稳幅措施
10 ? ??
jωC
(0R/ ?//
)21
)
j ωC
jωC
1 3
.
?Fu ?
?0
?
?F
90?
?
?
f
?
arc?tan
3
?
ω / ω01? ω0 / ω
3
j(当ωR?C=?
1
?ω0R时C
)
?0 ? 90?
? ? 3 ? j(??Fω.1u=?0?=o1ω/30 ) ω0 ω
2. RC 桥氏振荡电路 1) 组成：