模拟电路波形发生与变换电路
(完整版)模拟电路第七章课后习题答案
第七章 习题与思考题◆◆ 习题 7-1 在图P7-1所示的放大电路中，已知R 1=R 2=R 5=R 7=R 8=10k Ω，R 6=R 9=R 10=20k Ω： ① 试问R 3和R 4分别应选用多大的电阻； ② 列出u o1、u o2和u o 的表达式；③ 设u I1=3V ，u I2=1V ，则输出电压u o ＝？解：① Ω=Ω==k k R R R 5)10//10(//213，Ω≈Ω==k k R R R 67.6)20//10(//654 ② 1111211010I I I o u u u R R u -=-=-=，2226525.1)20101()1(I I I o u u u R R u =+=+=， 2121217932)5.1(1020)(I I I I o o o u u u u u u R R u +=---=--= ③ V V u u u I I o 9)1332(3221=⨯+⨯=+=本题的意图是掌握反相输入、同相输入、差分输入比例运算电路的工作原理，估算三种比例电路的输入输出关系。
◆◆ 习题 7-2 在图P7-2所示电路中，写出其输出电压u O 的表达式。
解：II I I o u R R u R Ru R R u R R u ])1[()()1(45124512++=--+=本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例电路的输入、输出关系。
◆◆ 习题 7-3 试证明图P7-3中，)(11221I I o u u R R u -=）＋（解：1121)1(I o u R R u +=))(1()1()1()1()1()1(122122112122111221221121I I I I I I I o o u u R Ru R R u R R u R R u R R R R u R R u R R u -+=+++-=+++-=++-=本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例电路的输入、输出关系。
模拟电子方波—正弦波—三角波转换全解
第1章绪论1.1简介在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，灵活、快速的选用不同特征的信号源成了现代测量技术值得深入研究的课题。
信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。
可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中，它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量或各种实际需要。
波形发生器就是信号源的一种，能够给被测电路提供所需要的波形。
传统的波形发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，不能根据实际需要灵活扩展。
随着微电子技术的发展，运用单片机技术，通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路，产生数字式的正弦波、方波、三角波、锯齿等幅值可调的信号。
与现有各类型波形发生器比较而言，产生的数字信号干扰小，输出稳定，可靠性高，特别是操作简单方便。
根据用途不同，有产生三种或多种波形的波形发生器，使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。
信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。
在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等，都要求提供符合所定技术条件的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。
当要求进行系统的稳态特性测量时，需使用振幅、频率已知的正弦信号源。
当测试系统的瞬态特性时，又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。
并且要求信号源输出信号的参数，如频率、波形、输出电压或功率等，能在一定范围内进行精确调整，有很好的稳定性，有输出指示。
脉冲波形产生与变换电路(课件)
2
矩形脉冲波形的主要参数
图6.1.2 矩形脉冲波形的主要特征参数
3
主要参数
六个特征参数定义： ①脉冲周期 T：周期性脉冲序列中，两个相邻脉冲 出现的时间间隔。 ②脉冲幅值Um ：脉冲信号的最大变化幅值。 ③占空比D ：脉冲信号的正脉冲宽度与脉冲周期的 比值，即 D＝tW / T 。 ④脉冲宽度 tW ：从脉冲波形上升沿的 0.5Um 到下降 沿的 0.5Um所需的时间。 ⑤上升时间tr：脉冲波形由0.1Um上升到0.9Um所 需的时间。 ⑥下降时间tf：脉冲波形由0.9Um下降到0.1Um所需 的时间。
4
6.2 单稳态触发器
特点： ①有一个稳态和一个暂稳态 ②在外界触发信号作用下，能从稳态→暂稳态 ，维持一段时间后自动返回稳态 ③暂稳态维持的时间长短取决于电路内部参数 单稳态触发器的暂稳态通常都由RC电路的充放电 过程来维持。按电路中决定暂态时间的电路连接形式 不同，单稳态触发器可分为积分型和微分型两种，如 图6.2.1、6.2.5所示。
41
随着充电过程的进行，电容电压逐渐升高， 因此uI也逐渐增大。一旦uI 达到非门G1的阈值 电压UTH，多谐振荡器必将发生如下正反馈过 程：
这一正反馈过程促使G1瞬间导通、G2瞬间截止，可
得uO1 =UOL， uO =UOH。该状态被定义为第二暂稳
态。
42
②第二暂稳态自动翻转至第一暂稳态
当多谐振荡器进入第二暂稳态的瞬间，电路输
其中，74121的电路符号如图。
14
图6.2.10 集成单稳态触发器的两种工作波形
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图6.2.12 集成单稳态触发器74121 的外部元件连接方法 （a）使用外接电阻Rext 且采用下降沿触发 （b）使用内部电 阻Rint 且采用上升沿触发
设计题目：如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换
内蒙古工业大学信息工程学院课程学习报告设计题目：如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换课程名称：模拟电子技术班级：通信10-1 班姓名：学号：成绩：指导教师：设计题目：如何实现正弦波、方波与三角波信号之间的变换一、课题设计任务与要求1、输出电压：0-1V之间2、频率范围：20Hz-20kHz之间3、信号频率：1KHz的正弦波、2KHz的方波和三角波任务如下：1KHz的正弦波2KHz2KHz的方波2KHz二、总体电路设方案(1)函数信号发生器设计思路①产生正弦波可以通过RC文氏电桥正弦波振荡电路，通过控制RC的值达到选频即控制频率大小的目的。
②产生的方波经RC积分电路后输出，得到三角波，为调节幅值，则用电压跟随器隔离三角波输出端，再用电位器接在运放输出端调节电压输出幅值。
③要先产生方波，就必须先用电压比较器和稳压管组成方波产生电路，为调节幅值，则用专用的电压跟随器隔离方波产生端，再用电位器接在运放输出端调节电压输出幅值。
(2)函数信号发生器原理函数信号发生器是一种用来产生特定需要波形信号的装置，比较常见的有方波、三角波、正弦波和锯齿波发生器。
本实验用来产生正弦波--方波--三角波信号。
正弦波发生器：采用RC桥式振荡电路实现输出为正弦波。
②正弦波转换成方波发生器:采用电压比较器与稳压管相结合，实现输出为方波。
③方波转三角波发生电路：将RC积分电路与运放结合，实现方波转三角波。
（图一）正弦波发生电路图（图二）正弦波转换成方波发生电路图（图三）方波转换成三角波发生电路图错误!未指定书签。
三、电路设计与原理说明1、正弦波发生电路的工作原理正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般在放大电路中引入正反馈，并创造条件，使其产生稳定可靠的振荡。
正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。
其中：接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。
经典模拟电子技术基础知识总结习题(选择,填空,解答题)
1)开关S合上时，电压表V、电流表A1和电流表A2的读数为
多少？
V：12V A1：12mA A2：6mA
2)开关S打开时，流过稳压管的电流为多少？ IZ：12mA
3)开关S合上，且输入电压由原来30 V上升到33 V时，
此时电压表V、电流表A1和电流表A2的读数为多少？
V：12V
A1：14mA A2：6mA
7.电路如图所示，试估算输出电压 U o 1 和 U o 2，
并标出输出电压对地极性。
-
-45V
+
+9V
8．电容滤波桥式整流电路及输出电压极性如图所示
u2102si n t( V )试求：
（1）画出图中4只二极管和滤波电容（标出极性）；
（2）正常工作时，Uo =？ 12V
（3）若电容脱焊，Uo=？ 9V
＿偏置。
正向
反向
7.当＿三＿极管工作＿在偏＿置截＿，止＿集＿电区极时＿，＿I＿C≈偏0置；。发射极＿
零或反向
反向
8.当＿三正＿极向＿管＿工偏作置在，＿集＿饱电＿和极＿＿区＿正时＿向，＿U偏CE置≈。0。发射极
9.当NPN硅管处在放大状态时，在三个电极电位中， 以＿＿＿＿集极电的电位最高，＿＿＿发＿射极电位最低， ＿＿＿＿极基和＿＿＿＿极发电射位差等于＿＿＿＿。
28V
（5）若其中一个二极管开路，Uo =？ 20V
10. 试分析图示电路的工作原理， 标出电容电压的极性和 数值，并标出电路能输出约多少大的输出电压和极性。
＋
＋
约
＋
＋
2 U 2 、 22 U 2 、 32 U 2 、 42 U 2
第二章 半导体三极管
一、填充题
1.三极管从结构上看可以分成＿＿N＿PN＿＿和＿＿PN＿P＿＿ 两种类型。
模拟电子线路期末试题及其答案(两套)
《模拟电子技术基础（一）》期末试题〔A 〕一、填空题（15分）1．由PN 结构成的半导体二极管具有的主要特性是 性。
2、双极性晶体三极管工作于放大模式的外部条件是 。
3．从信号的传输途径看，集成运放由 、 、 、 这几个部分组成。
4．某放大器的下限角频率L ω，上限角频率H ω，则带宽为 Hz 。
5．共发射极电路中采用恒流源做有源负载是利用其 的特点以获得较高增益。
6．在RC 桥式正弦波振荡电路中，当满足相位起振条件时，则其中电压放大电路的放大 倍数要略大于 才能起振。
7．电压比较器工作时，在输入电压从足够低逐渐增大到足够高的过程中，单限比较器的 输出状态发生 次跃变，迟滞比较器的输出状态发生 次跃变。
8．直流稳压电源的主要组成部分是 、 、 、 。
二、单项选择题（15分）1．当温度升高时，二极管反向饱和电流将 。
[ ] A 增大 B 减小 C 不变 D 等于零2．场效应管起放大作用时应工作在漏极特性的 。
[ ] A 非饱和区 B 饱和区 C 截止区 D 击穿区3．直接耦合放大电路存在零点漂移的原因主要是 。
[ ] A 电阻阻值有误差 B 晶体管参数的分散性 C 晶体管参数受温度影响 D 受输入信号变化的影响4．差动放大电路的主要特点是 。
[ ] A 有效放大差模信号，有力抑制共模信号；B 既放大差模信号，又放大共模信号 C 有效放大共模信号，有力抑制差模信号；D 既抑制差模信号，又抑制共模信号。
5．互补输出级采用射极输出方式是为了使 。
[ ] A 电压放大倍数高 B 输出电流小 C 输出电阻增大 D 带负载能力强 6．集成运放电路采用直接耦合方式是因为 。
[ ] A 可获得较高增益 B 可使温漂变小C 在集成工艺中难于制造大电容D 可以增大输入电阻 7．放大电路在高频信号作用下放大倍数下降的原因是 。
[ ] A 耦合电容和旁路电容的影响 B 晶体管极间电容和分布电容的影响 C 晶体管的非线性特性 D 放大电路的静态工作点设置不合适 8．当信号频率等于放大电路的L f 和H f 时，放大倍数的数值将下降到中频时的 。
方波产生和波形变换电路
XXXXXXXX学院课程设计说明书课程名称：电力电子技术设计题目：方波产生和波形变换电路班级：XXXXXXXXXXXXXXX姓名：XXXX学号：XXXXXXXXXXX指导老师：XXXX设计时间：XXXXXXXXXXXXX摘要波形发生器广泛地应用于各大院校和科研场所。
随着科技的进步，社会的发展，单一的波形发生器已经不能满足人们的需求，而我们设计的正是多种波形发生器。
本设计将介绍由集成运算放大器组成的方波-----三角波----正弦波函数发生器的设计方法，了解多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点，进一步掌握波形参数的测试方法。
制作这种低函数信号发生器成本较低，适合学生学习电子技术测量使用。
制作时只需要个别的外部元件就能产生从1—10HZ，10—100HZ的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。
输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。
其中比较器与积分电路和反馈网络（含有电容元器件）组成振荡器，其中比较器产生的方波通过积分电路变换成了三角波，电容的充，放电时间决定了三角波的频率。
最后利用差分放大器传输特性曲线的非线性特点将三角波转换成正弦波。
电压比较器实现方波的输出，又连接积分器得到三角波，并通过三角波-正弦波转换电路看到正弦波，得到想要的信号。
NI Multisim 软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能过快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
本设计就是利用Multisim软件进行电路图的绘制并进行仿真。
关键字：波形、比较器、积分器、MultisimAbstractWaveform generator is widely used in universities and scientific research. With the progress of science and technology, the development of the society, a single waveform generator has can't satisfy people's needs, and our design is a variety of waveform generator. This design introduces the integrated operational amplifier composed of square wave -- -- -- -- -- the design method of the triangle wave, sine wave function generator, understand the multi-function integrated circuit functions and characteristics of function signal generator, further grasp the waveform parameter test methods. To make this kind of function signal generator with low cost, suitable for students learning electronic technology measure. Need only when making individual external components can produce from 1-10 hz, 10-100 hz low distortion of sine wave, triangular wave and square wave pulse signal. The output waveform frequency and duty ratio can also be controlled by current or resistance. The comparator and integral circuit and the feedback network (containing the capacitance component) oscillator, the comparator of square wave by integrating circuit transformation becomes a triangle wave, capacitance charging, discharge time determines the frequency of the triangular wave. Finally using the nonlinear characteristics of the differential amplifier transmission characteristic curve of converting triangular wave into sine wave.Voltage comparator for the square wave output, and connect the integrator by triangle wave, and see the sine wave by triangle wave, sine wave conversion circuit, achieve the desired signal.NI Multisim software combines intuitive capture and functional simulation, can quickly, easily and effectively carried out on the circuit design and verification. This design is to use Multisim software to draw and carry on the simulation of circuit diagram.Key words: waveform, comparator, integrator, Multisim目录一、设计目的及要求 (4)1.1设计目的 (4)1..2设计内容与要求 (4)二、函数发生器的组成 (4)2.1原理框图 (4)2.2原理分析 (5)三、系统中各模块设计 (5)3.1 方波-三角波 (5)3.2三角波-正弦波转换电路 (8)3.3总电路图 (10)四、OPA2541的功能介绍 (10)五、结果分析 (11)六、课程设计中的收获和体会 (11)参考文献 (12)附录 (13)方波产生和波形变换电路一、设计目的及要求1.1设计目的1.了解集成运放电路的组成和使用；2.了解集成运放几种典型应用电路的工作原理；3.掌握利用运算放大器设计方波产生电路、波形变换电路和调试的方法。
童诗白《模拟电子技术基础》(第4版)笔记和课后习题(含考研真题)详波形的发生器和信号的转换)【圣才出
第8章 波形的发生器和信号的转换8.1 复习笔记一、正弦波振荡电路1．产生正弦波振荡的条件（1）振幅平衡条件：（2）相位平衡条件：（3）起振条件：2．正弦波振荡电路的组成（1）放大电路：保证电路有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，实现能量的控制。
（2）选频网络：确定电路的振荡频率，使电路产生单一频率的振荡，即保证电路产生正弦波振荡。
（3）正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于反馈信号。
（4）稳幅环节：也是非线性环节，使输出信号幅值稳定。
在不少实用电路中，常将选频网络和正反馈网络“合二而一”，且对于分立元件放大电路，也不再另加稳幅环节，而依靠晶体管特性的非线性来起到稳幅作用。
3．判断电路能否震荡的方法（1）观察电路是否包含了放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节四个组成部分。
（2）判断电路是否有合适的静态工作点且动态信号是否能够输入、输出和放大。
（3）判断电路是否满足振荡的相位条件、幅值条件。
3．RC 正弦波振荡电路（1）振荡条件：反馈系数，电压放大倍数。
（2）起振条件：，即。
12f R R （3）振荡频率：。
（4）典型的RC 正弦波振荡电路：文氏电桥正弦波振荡电路，如图8.1所示。
图8.1 RC 文氏电桥正弦波振荡电路4．LC正弦波振荡电路（1）谐振时，回路等效阻抗为纯阻性，阻值最大，值为：其中，为品质因数；为谐振频率。
（2）如图8.2所示，LC并联谐振回路等效阻抗为：图8.2 LC 并联网络（3）变压器反馈式振荡电路的振荡频率为：（4）三点式LC 正弦波振荡器（1MHz 以上频率），典型电路如图8.3所示。
(a)电感三点式振荡器(b)电容三点式振荡器图8.3 典型三点式LC正弦波振荡器①组成原则：与晶体管发射极相联的电抗是相反性质的，不与发射极相联的另一电抗是相同性质的。
②振荡频率：计算振荡频率时，只需分离出LC总回路求谐振频率即可。
电容式：电感式：5．石英晶体振荡器（1）石英晶体等效电路：R、C、L串联后与Co并联，如图8.4所示。
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f0 1 2 π LC
在损耗较小时，品质因数及谐振频率
损耗
1 L 1 Q ，f 0 R C 2 π LC
在f＝f0时，电容和电感中电流各约为多少？网络的电 阻为多少？P283
信息技术学院
LC选频放大电路→正弦波振荡电路
当 f=f0时，电 压放大倍数的数 值最大，且附加 相移为0。A Z
不符合幅值条件
1)是否可用共射放大电路？ 2)是否可用共集放大电路？ 3)是否可用共基放大电路？ 4)是否可用两级共射放大电路？
输入电阻小、输出 电阻大，影响f0 可引入电压串联负反馈，使 电压放大倍数大于3，且Ri大、 Ro小，对f0影响小
应为RC 串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、输入电 阻趋于无穷大、输出电阻趋于0（使振荡频率只取决于选频网 络）的放大电路。 信息技术学院
(f f ) U i 0
u
rbe
共射电路 φA=-π
附加相移
放大电路
Uo
反馈网络
构成正弦波 振荡电路最简 单的做法是通 过变压器引入 反馈。
信息技术学院
2.变压器反馈式电路
U f
必须有合适的同铭端！ 分析电路是否可能产生正弦 波振荡的步骤： 1) 是否存在四个组成部分 2) 放大电路是否能正常工作 3) 是否满足相位条件 4) 是否可能满足幅值条件
第九章 波形的发生和变换电路
§9.1 正弦波振荡电路 §9.2 非正弦波发生电路 §9.3 波形变换电路
信息技术学院
§9.1 正弦波振荡电路
一、正弦波振荡的条件和电路的组成
二、RC正弦波振荡电路 三、LC正弦波振荡电路
四、石英晶体正弦波振荡电路
信息技术学院
一、正弦波振荡的条件和电路的组成
1.正弦波振荡的条件
3.RC 桥式正弦波振荡电路（文氏桥振荡器）
用同相比例运算电路作放大电路。输入电阻大，输出电阻小
| Au F | 1 | F | 1
Au 1
3
Rf R1
Rf 2 R1
以因同相比例运算电路有非常好的 RC串并联网络为选频网络和正反馈网络、并引入电 压串联负反馈，两个网络构成桥路，一对顶点作为输出电 文氏桥振荡 线性度，故 R 或 Rf 用热敏电阻，或 压，一对顶点作为放大电路的净输入电压，就构成文氏桥 加二极管作为非线性环节，实现稳幅。 器的特点？ 振荡器。
信息技术学院
2.起振与稳幅：输出电压从幅值很小、含有丰富频率，到
仅有一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。
幅值很小 频率丰富
信息技术学院
上图 部分Βιβλιοθήκη 频率趋 于单一 幅值逐 渐增大
信息技术学院
逐渐变为 单一频率的 稳幅振荡
信息技术学院
3.基本组成部分
1) 放大电路：放大作用 2) 正反馈网络：满足相位条件 3) 选频网络：确定f0，保证电路产生正弦波振荡 4) 非线性环节（稳幅环节）：稳幅
高通
0， 90 f 0，U f F
高频段 在频率从0～∞ 中必有一个频率 f0，φF＝0º 。 Uo、Uf同相 电容容抗 小
. I . Uo . Uf
低通
0， 90 f ，U f F
信息技术学院
RC串并联选频网络的频率响应
U f F U o R R∥ 1 j C 1 j C 1 j C
无外加信号，输出一定频率一定幅值的正弦波信号。 与负反馈放大电路振荡的不同之处：在正弦波振荡电路 中引入的是正反馈，且振荡频率可控。
在电扰动下，对于某一特定频率f0的信号形成正反馈： X o X i' X o
由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，最 终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。。
＋R ∥
F
1 1 3 j( RC ) RC
令f 0
1 1 ，则 F f f 2π RC 3 j( 0 ) f0 f
最大，为1/3。 当 f=f0时，不但φ=0，且 F
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2.电路组成
φ F＝0º，Uo、Uf同相，形成正反馈，Uo与Ui’肯定也 同相 不符合相位条件
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1.正弦波振荡的条件
一旦产生稳定的振荡，则 电路的输出量自维持，即
X o AX i AX f AFX o
F 1 A F 1 A A F 2nπ
F 1 A 起振条件：
幅值平衡条件
相位平衡条件
要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的f0，且在 合闸通电时对于f= f0信号有从小到大直至稳幅的过程， 即满足起振条件。
U
i
极性？
在多数正弦波振荡电路 中，输出量、净输入量和 反馈量均为电压量。
断开反馈，在断开处给放大电路加 f＝f0的信号Ui，且规 定其极性，然后根据 . . . . . Ui的极性→ Uo的极性→ Uf的极性 若Uf与Ui极性相同，电路满足相位条件，则电路可能产生自 激振荡；否则，电路不满足相位条件，电路不可能产生自激 振荡。
常合二为一
4.分析方法
1) 是否存在以上主要组成部分； 2) 放大电路能否正常工作，即是否有合适的Q点，信号是否 可能正常传递，没有被短路或断路； 3) 是否满足相位条件，即是否存在 f0，是否可能振荡 ；（瞬 时极性法） 4) 是否满足幅值条件，即是否一定振荡。
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相位条件的判断方法：瞬时极性法
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频率可调的文氏桥振荡器
f0
1 2 π RC
改变电容以粗调，改变电 位器滑动端以微调。 加稳压管可以限制输出电 压的峰-峰值。
同轴 电位器
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讨论：合理连接电路，组成文氏桥振荡电路
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三、LC 正弦波振荡电路
1.LC并联网络的选频特性
理想LC并联网络在谐振时（f0）呈纯阻性， 且阻抗无穷大。低频时，电容容抗很大，电路 呈感性；高频时，电感感抗很大，电路呈容性。
信息技术学院
.
5.分类 常用选频网络所用元件分类。 1) RC正弦波振荡电路：1兆赫以下 2) LC正弦波振荡电路：几百千赫～几百兆赫 3) 石英晶体正弦波振荡电路：振荡频率稳定
信息技术学院
二、RC 正弦波振荡电路
1.RC串并联选频网络：只能通过某种频率的信号
低频段 电容容抗 大
. Uf . I . Uo