模擬電子技術根底河北科技大學信息學院根底部第二十二次課8.1正弦波振蕩電路8.2電壓比較器第8章波形的發生和信號的轉換內容提要第8章波形的發生和信號的轉換本章主要引見正弦波振蕩電路的組成和任務原理〔RC、LC〕，并可以利用相位平衡條件正確判別電路能否可以產生正弦波振蕩；掌握電壓比較器的組成、任務原理及閾值電壓的計算方法。在電子電路中，我們經常需求各種各樣的波形信號作為測試信號或控制信號等，產生各種信號的電路為振蕩電路。振蕩電路：在沒有外加輸入信號的情況下，依托電路本身振蕩而產生輸出信號的電路為振蕩電路。假設產生的信號為正弦信號，那么電路為正弦波振蕩電路。假設產生的信號為脈沖信號，那么電路為脈沖波振蕩電路。產生的信號不同，對應的振蕩電路也不同。第8章波形的發生和信號的轉換正弦波振蕩電路是在沒有外加輸入信號的情況下，依托電路自激振蕩而產生正弦波輸出電壓的電路。8.1.1概述一、產生正弦波振蕩的條件8.1正弦波振蕩電路Uo=AUi作為放大電路當有Ui時，那么有Uo=AUi。Uo經F后，產生Uf=FUo信號源Uf123Uo假設Uf=Ui大小相等相位一樣反響回來的信號Uf可以取代Ui---電路引入正反響。輸入端的開關由1轉換到2，2—3相連，此時電路不再有外加的輸入信號，電路本身產生的信號就能保證輸出端有Uo信號，這就構成了根本振蕩電路。信號源Uf123Uo根據以上的推導:產生正弦波振蕩的平衡條件:幅值平衡條件(n為整數)相位平衡條件要使為實數，相位條件必需滿足為保證電路剛開場任務就可以產生Uo，電路剛剛開場任務時，需求一個初始信號〔往往為電擾動或噪音等，如開封鎖合產生，其中含有各種頻率、不同幅值的正弦信號，而且一定會有一個頻率信號滿足相位條件，實踐振蕩電路中無初始信號〕，初始信號幅值往往比較小，假設希望信號可以到達足夠大。電路的起振條件。那么要求同時由于晶體管的非線性，當Uo到達一定程度以后，放大倍數A下降，最終使電路到達動態平衡，電路的振蕩條件二、正弦波振蕩電路的組成及分類P404正弦波振蕩電路除滿足以上振蕩條件—包含放大電路、反響網絡〔正反響〕以外，正弦波信號是具有一定頻率、按正弦規律變化的信號，要想產生正弦波信號，電路中還要有選頻網絡。1、電路的組成〔1〕放大電路：保證電路可以從起振到動態平衡的過程，使電路獲得一定幅值的輸出量。電路組成在很多適用電路中，常將選頻網絡和正反響網絡合二為一；對分立元件放大電路，不再加穩幅環節，依托晶體管特性的非線性來起到穩幅作用。〔2〕選頻網絡：確定電路的振蕩頻率，保證電路產生正弦波振蕩。〔3〕正反響網絡：引入正反響，使放大電路的輸入信號等于反響信號。〔4〕穩幅環節：也就是非線性環節，作用是使輸出信號幅值穩定。振蕩過程的建立ui1uo1uf1ui2uo2uf2ui3ufnuinuon正弦波振蕩電路常用選頻網絡所用元件來命名分類RC正弦波振蕩電路LC正弦波振蕩電路石英晶體正弦波振蕩電路2、分類三、判別電路能否能夠產生正弦波振蕩的方法和步驟P404〔1〕察看電路的組成：能否包含了放大電路、選頻網絡、正反響網絡和穩幅環節四個組成部分。〔2〕判別放大電路的任務情況：①能否有適宜的靜態任務點；②動態信號能否能正常放大。詳細方法：從放大電路的輸入端斷開反響，假定放大電路輸入信號Ui并設瞬時極性，UiAFUf,確定Uf的極性。〔3〕利用瞬時極性法判別電路能否滿足正弦波振蕩的相位條件—判別反響網絡的反響極性。假設Uf、Ui極性一樣，那么為正反響，具備振蕩條件。Uf、Ui極性相反，那么為負反響，不具備振蕩條件。〔4〕判別電路能否滿足幅值條件，即能否滿足起振條件：在相位條件滿足的情況下，求解電路中的A、F。假設電路可以振蕩。電路不可以振蕩。普通情況，只需滿足相位條件，較易實現。8.1.2RC正弦波振蕩電路一、RC串并聯選頻網絡低頻等效電路高頻等效電路高通電路低通電路當f=f0時反響系數的幅值最大，并且輸出和輸入無相位差。二、RC橋式正弦波振蕩電路1、電路組成2、相位平衡條件：放大電路為同相比例運算電路：反響網絡為RC串并聯式選頻網絡：滿足相位平衡條件3、起振條件穩幅環節4、振蕩頻率？運用同相比例運算電路的理由振蕩頻率可調的RC橋式正弦波振蕩電路P408--409由于fo可調，只需改動R或C，如圖。R可以用Rw變位器替代—常用于細調。C采用分檔電容—常用于粗調。實現fo的調整例1：判別電路能否滿足振蕩的相位條件++(n為整數)++輸入端輸出端正反響例2：判別電路能否滿足振蕩的相位條件++(n為整數)–輸入端輸出端RCRC+UCCR1C2C3R3R2RE2C1RC2T1RE1CET2RC1RF+++––RC網絡正反響，RF、RE1組成負反響，參數適宜那么可產生振蕩。例3：判別電路能否滿足振蕩的相位條件并計算RF。RCRC+UCCR1C2C3R3R2RE2C1RC2T1RE1CET2RC1RF+++––例3：判別電路能否滿足振蕩的相位條件并計算RF。8.1.3LC正弦波振蕩電路一、LC諧振回路1、LC選頻網絡當信號頻率較高時，通常選用LC正弦波振蕩電路，即選頻網絡為LC電路—LC并聯網絡。一、LC諧振回路的頻率特性存在f0使網絡呈純阻性網絡電抗的頻率特性：〔質量因數〕提示：由右圖可知：當f=f0時：整個網絡呈純阻性，并且網絡的阻抗值到達最大。并且其輸入電流遠小于回路環流。選頻放大電路當f=f0時，電路的放大倍數最大，假設電路引入正反響，并能用反響電壓取代輸入信號。那么電路就構成了正弦波振蕩電路。RC且無附加相移。根據引入反響方式不同，LC正弦波振蕩電路分為：變壓器反響式振蕩電路L反響式振蕩電路C反響式振蕩電路三種電路方式二、變壓器反響式振蕩電路利用變壓器將Uf引回到輸入端。變壓器同名端、異名端的概念：利用瞬時極性法判別變壓器—兩端極性一樣為同名端〔用一樣的符號表示出來〕；兩端極性相反為異名端。變壓器線圈同名端和異名端的相位關系異名端交流接地，輸出和輸入相位相反+–+–同名端交流接地，輸出和輸入相位一樣+–+–同名端,輸出和輸入極性、相位一樣異名端,輸出和輸入極性、相位相反下面詳細分析變壓器反響式振蕩電路〔如下圖〕1、察看電路組成：存在①放大電路、②選頻網絡、③正反響網絡、④以及用晶體管的非線性實現穩幅四個組成部分。共射放大電路LC并聯網絡變壓器反響2、判別電路能否正常任務：靜態任務點適宜交流信號正常放大放大電路正常任務3、利用瞬時極性法判別電路能否滿足相位平衡條件：〔1〕斷開反響與輸入端的銜接。〔2〕加ui,設上+下-，得到N1上+下-,得到N2上+下-,得到uf的極性。uf與ui相位一樣，引入正反響，滿