第8章波形的发生和信号的转换(2)电子

8-2-1模拟电子技术基础河北科技大学信息学院基础部第二十三次课8-2-2一、产生正弦波振荡的条件1FA产生正弦波振荡的平衡条件:1FA幅值平衡条件(n为整数)相位平衡条件nFA21FA电路的起振条件。nFA28-2-3二、正弦波振荡电路的组成（1）放大电路：保证电路能够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。（3）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。（2）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：也就是非线性环节，作用是使输出信号幅值稳定。8-2-4四、判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法和步骤（1）观察电路是否包含了放大电路、选频网络、反馈网络和稳幅环节四个组成部分。（2）判断放大电路能否正常工作。（3）利用瞬时极性法或利用相位平衡条件判断电路是否满足正弦波振荡的相位条件。（4）判断电路是否满足正弦波振荡的幅值条件，即是否满足起振条件。8-2-5二、RC串并联选频网络输入电压输出电压RCf21031F当f=f0时0fofU31U且8-2-68.1.3LC正弦波振荡电路一、LC谐振回路1、LC选频网络当信号频率较高时，通常选用LC正弦波振荡电路，即选频网络为LC电路—LC并联网络。8-2-7一、LC谐振回路的频率特性存在f0使网络呈纯阻性网络电抗的频率特性：8-2-8LCfQ2110时RLQ（品质因数）提示：由右图可知：当f=f0时：整个网络呈纯阻性，并且网络的阻抗值达到最大。并且其输入电流远小于回路环流。8-2-9选频放大电路beurZA当f=f0时，电路的放大倍数最大，如果电路引入正反馈，并能用反馈电压取代输入信号。则电路就构成了正弦波振荡电路。且无附加相移。8-2-10根据引入反馈方式不同，LC正弦波振荡电路分为：变压器反馈式振荡电路L反馈式振荡电路C反馈式振荡电路三种电路方式8-2-11二、变压器反馈式振荡电路利用变压器将Uf引回到输入端。变压器同名端、异名端的概念：利用瞬时极性法判断变压器—两端极性相同为同名端（用相同的符号表示出来）；两端极性相反为异名端。8-2-12变压器线圈同名端和异名端的相位关系8-2-13异名端交流接地，输出和输入相位相反+–+–同名端交流接地，输出和输入相位相同+–+–同名端,输出和输入极性、相位相同异名端,输出和输入极性、相位相反8-2-14下面具体分析变压器反馈式振荡电路（如图所示）1、观察电路组成：存在①放大电路、②选频网络、③正反馈网络、④以及用晶体管的非线性实现稳幅四个组成部分。共射放大电路LC并联网络变压器反馈8-2-152、判断电路能否正常工作：静态工作点合适交流信号正常放大放大电路正常工作8-2-163、利用瞬时极性法判断电路是否满足相位平衡条件：（1）断开反馈与输入端的连接。（2）加ui,设上+下-，得到N1上+下-,得到N2上+下-,得到uf的极性。uf与ui相位相同，引入正反馈，满足相位平衡条件。+–++ui-8-2-17优点:变压器反馈式振荡电路易于产生振荡,输出电压的波形失真小,应用范围广泛。4、存在稳幅环节：利用晶体管的非线性实现稳幅。另外幅值条件：当电路参数选择合适时，此条件极易满足。缺点：变压器原、付边线圈耦合不紧密，即输出电压与反馈电压耦合不紧密，损耗较大，振荡频率的稳定性不高。8-2-18三、电感反馈式振荡电路电感线圈各点的相位关系若电感线圈的一端点接地（a或c），中间点(b)和另一端点(c或a)同相位；若中间点(b)接地，则两端点（a和c）反相位。8-2-19电感反馈式振荡电路克服变压器原、付边线圈耦合不紧密的缺点。1、电路—组成、工作情况；2、利用瞬时极性法判断电路是否满足正弦波振荡的相位条件：uf与ui相位相同，引入正反馈，满足相位平衡条件。断开反馈与输入端的连接uf加频率为fo的ui信号，设ui的极性为+，信号经放大电路到N2极性为上+下-,得到uf的极性。8-2-20电感反馈式振荡电路优点:电感反馈式振荡电路N1与N2之间耦合紧密，当C采用可变电容时，可以获得调节范围较宽的振荡频率，最高振荡频率可达几十兆赫。缺点:输出电压波形中常含有高次谐波。常用在对波形要求不高的场合。8-2-21四、电容反馈式振荡电路（又为电容三点式电路，三个电容分别接到晶体管的三个极）电容网络各点的相位关系若一端点接地（a或c），中间点(b)和另一端点(c或a)同相位；若中间点(b)接地，则两端点（a和c）反相位。8-2-22电容反馈式振荡电路1、电路—组成、工作情况2、利用瞬时极性法判断电路是否满足正弦波振荡的相位条件：uf与ui相位相同，引入正反馈，满足相位平衡条件。断开反馈与输入端的连接，加频率为fo的ui信号；设ui的极性为+，信号经放大电路到C2极性为上-下+,得到uf的极性。8-2-23两种电路比较：将电感反馈式振荡电路中的C换成L，L换成C，并将置换后的两个C的公共端接地，并增加Rc，就得到了电容反馈式振荡电路。8-2-24注意：在分析电路时，幅值条件在电路参数合适时极易满足。所以判断电路是否为振荡电路，只要判断电路是否正常工作，判断电路的相位平衡条件即可。在单管放大电路中，共射放大电路、共基放大电路的电压放大倍数较大，幅值条件易满足，能够构成振荡电路。共集放大电路（射极输出器）由于Au≤1,幅值条件不易满足，所以，共集放大电路一般不能构成振荡电路。**正确判断电路的形式，确定uf与ui相位关系，最后确定电路是否能够构成振荡电路。8-2-25为了保证电路实现正弦波振荡的相位条件----电路引回正反馈，如果放大电路本身存在相位移,则需要利用移相来实现引回到输入端的信号与输入信号的相位相同，构成振荡电路。+Ui-+Uo-Uo滞后Ui相移0~90º+Ui-+Uo-Uo超前Ui相移0~90º8-2-26判断电路能否产生正弦波振荡。P4628.5FA因此存在使相移为＋180˚（φF＝＋180˚）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f0（此时φA＋φF＝0˚）；且在f＝f0时有可能满足起振条件＞1，故可能产生正弦波振荡。解：图（a）所示电路有可能产生正弦波振荡。因为共射放大电路输出电压和输入电压反相（φA＝－180˚），且图中三级移相电路为超前网络，在信号频率为0到无穷大时肯定有信号频率使相移为＋270˚～0˚.8-2-27解：图（b）所示电路有可能产生正弦波振荡。因为共射放大电路输出电压和输入电压反相（φA＝－180˚），且图中三级移相电路为滞后网络，在信号频率为0到无穷大时相移为0˚～－270˚.FA因此存在使相移为－180˚（φF＝－180˚）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f0，此时φA＋φF＝－360˚；且在f＝f0时有可能满足起振条件＞1，故可能产生正弦波振荡。8-2-28例1电路如图所示，Cb为旁路电容，C1为耦合电容，对交流信号均视为短路。为使电路可能产生正弦波振荡，试说明变压器原边线圈和副边线圈的同名端。正弦波振荡电路例题ui++8-2-29解：①电路为共基电路。②利用瞬时极性法判断：变压器原边线圈的下端和副边线圈的上端为同名端；ui++或者说原边线圈的上端和副边线圈的下端为同名端。8-2-30例2改正如图所示电路中的错误，使之有可能产生正弦波振荡。要求不能改变放大电路的基本接法。解：改正后的电路如下图所示：???8-2-318.10分别标出图P8.10所示各电路中变压器的同名端，使之满足正弦波振荡的相位条件。ui--++8-2-328.11分别判断图P8.11所示各电路是否可能产生正弦波振荡。√8-2-33×8-2-341、LC选频网络LCf210电路的谐振频率理想时2、变压器反馈式振荡电路8-2-353、电感反馈式振荡电路uf4、电容反馈式振荡电路P463-464作业：8.6、8.78.10b,c.8.11b,d.