2变压器耦合LC正弦波振荡器根据放大电路的组态.pptx

模 拟 电 子 技 术项目一背景知识项目一背景知识 波形产生电路波形产生电路正弦波产生电路的振荡条件和一般问题正弦波产生电路的振荡条件和一般问题 RC正弦波振荡器正弦波振荡器 LC正弦波振荡器正弦波振荡器 晶体振荡器晶体振荡器模 拟 电 子 技 术掌握：掌握：1、正弦波振荡器的振荡条件、组成、分类、正弦波振荡器的振荡条件、组成、分类 2、RC桥式振荡器的工作原理、分析方法桥式振荡器的工作原理、分析方法 理解：理解：1、LC正弦波振荡器的组成、振荡的判断、频正弦波振荡器的组成、振荡的判断、频率的计算率的计算 2、非正弦波产生电路的组成、工作原理、波形、非正弦波产生电路的组成、工作原理、波形分析分析了解：了解：1、石英晶体的基本知识：晶体振荡器的组成原、石英晶体的基本知识：晶体振荡器的组成原则和典型电路。则和典型电路。2、集成函数发生器芯片、集成函数发生器芯片模 拟 电 子 技 术正弦波产生电路的振荡条件正弦波产生电路的振荡条件和一般问题和一般问题1.1 正弦波产生电路的振荡条件正弦波产生电路的振荡条件1.2正弦波产生电路的一般问题正弦波产生电路的一般问题引言引言模 拟 电 子 技 术信号产生电路信号产生电路(振荡器振荡器Oscillators)分类：分类：正弦波产生电路正弦波产生电路:非正弦波产生电路：非正弦波产生电路：方波、方波、三角波、三角波、锯齿波等锯齿波等主要性主要性能要求：能要求：输出信号的输出信号的幅度准确稳定幅度准确稳定输出信号的输出信号的频率准确稳定频率准确稳定引言引言正弦波正弦波应用：应用：用于电子仪器、通信、自动控制等用于电子仪器、通信、自动控制等模 拟 电 子 技 术1.1 正弦波产生电路的振荡条件正弦波产生电路的振荡条件A1.方框图方框图2.产生自激振荡的条件产生自激振荡的条件F模 拟 电 子 技 术1 1）振幅平衡条件振幅平衡条件n=0,1,2,2 2）相位平衡条件（相位平衡条件（正反馈正反馈）负反馈中产生自激振荡的条件是什么？与负反馈中产生自激振荡的条件是什么？与正弦波振荡器的振荡条件有何区别？为什正弦波振荡器的振荡条件有何区别？为什么？么？（1）平衡条件）平衡条件模 拟 电 子 技 术uf 起振起振稳幅稳幅 （2）起振条件）起振条件A微弱的电扰动中，某一频微弱的电扰动中，某一频率成分通过正反馈逐渐放率成分通过正反馈逐渐放大，则产生正弦振荡。大，则产生正弦振荡。F模 拟 电 子 技 术1.放大电路放大电路 A2.正反馈网络正反馈网络 F3.选频率网络选频率网络实现单一频率的振荡实现单一频率的振荡4.稳幅环节稳幅环节使振荡稳定、波形好使振荡稳定、波形好满足振荡条件满足振荡条件 1.1.正弦波产生电路的组成正弦波产生电路的组成:1.2正弦波产生电路的一般问题正弦波产生电路的一般问题 2.2.振荡电路的两种结构：振荡电路的两种结构：模 拟 电 子 技 术放大器放大器选频正选频正反馈网络反馈网络UoUfUi选频选频放大器放大器正反馈正反馈网络网络UoUfUi3.3.正弦波产生电路的分类正弦波产生电路的分类:RC 振荡器振荡器(用于低频用于低频)LC 振荡器振荡器(用于高频用于高频)石英晶体振荡器石英晶体振荡器(频率稳定度高频率稳定度高)按选频网络分按选频网络分模 拟 电 子 技 术1）检查电路组成检查电路组成2）静态是否合适静态是否合适3）是否满足相位条件是否满足相位条件4.4.正弦波产生电路的分析方法正弦波产生电路的分析方法:4）是否满足幅值条件是否满足幅值条件5）是否满足起振到稳幅是否满足起振到稳幅6）计算频率计算频率模 拟 电 子 技 术2.1 RC串并联选频网络串并联选频网络2.2 RC桥式振荡器桥式振荡器RC正弦波振荡器正弦波振荡器模 拟 电 子 技 术9.2.1 RC串并联选频网络串并联选频网络1.电路组成电路组成2.电路分析电路分析模 拟 电 子 技 术 1 1）当频率较低时）当频率较低时 ，其电路近似为其电路近似为 （1）定性分析）定性分析U1.+-RCU2+-.高通电路高通电路U2=R.U1.U2 ,U2超前超前U1，相位角相位角.模 拟 电 子 技 术2 2）当频率较高时，）当频率较高时，其电路近似为低通电路，其电路近似为低通电路.U1RCU2+-.U2 ,U2 滞后滞后U1，相角相角.U2.U1.结论：结论：当频率为某值时，当频率为某值时，U2 最大最大，U2和和U1同相，同相，所以该电路可以选频所以该电路可以选频.模 拟 电 子 技 术（2）定量分析）定量分析其中其中模 拟 电 子 技 术模 拟 电 子 技 术 0 Fu .0 f90-90 式中式中:0=1/RC当当 =0 时时 Fu=1/3.=0模 拟 电 子 技 术 A=2n F=02.电路：电路：同相同相放大器放大器1.组成：组成：2.2 RC桥式振荡器桥式振荡器模 拟 电 子 技 术3.电路分析：电路分析：（1 1）看组成）看组成（2 2）看是否满足相位条件）看是否满足相位条件（3 3）看是否满足幅值条件）看是否满足幅值条件CRf8R1RCR（4 4）计算振荡频率）计算振荡频率模 拟 电 子 技 术4.振荡器的起振与稳幅振荡器的起振与稳幅8CR1RfRCR模 拟 电 子 技 术5.稳幅措施稳幅措施热敏电阻稳幅热敏电阻稳幅8CR1RfRCR为使电为使电 Au 为非线性，起振时，应使为非线性，起振时，应使 Au 3，稳幅后，稳幅后 Au=3。负温度系数负温度系数模 拟 电 子 技 术二极管稳幅二极管稳幅12.4 k R2 8.1 k 起振时信号小，起振时信号小，二极管电阻大二极管电阻大Au 1+(R2+R3)/R1 3R2 2R1-R3起振后二极管电阻逐渐减小，起振后二极管电阻逐渐减小，Au 1+R2/R1=3为使失真小：为使失真小：R2 L2 C2 L3 C3;（2）L1 C1=L2 C2 L3 C3;试说明以上两种情况能否试说明以上两种情况能否产生振荡产生振荡,是电感三点式还是是电感三点式还是电容三点式振荡器电容三点式振荡器模 拟 电 子 技 术晶体振荡器晶体振荡器4.1 4.1 石英晶体的基本知识石英晶体的基本知识4.24.2 晶体振荡器晶体振荡器模 拟 电 子 技 术1、结构和符号、结构和符号化学成分化学成分 SiO2结构结构晶片晶片涂银层涂银层焊点焊点符号符号4.1 4.1 石英晶体的基本知识石英晶体的基本知识模 拟 电 子 技 术2、压电效应压电效应形变形变形变形变机械振动机械振动外力外力外力外力压电谐振压电谐振外加交变外加交变电压的频率等电压的频率等于晶体固有频于晶体固有频率时，机械振率时，机械振动幅度急剧加动幅度急剧加大的现象。大的现象。模 拟 电 子 技 术3、等效电路等效电路rqC0CqLqLq 晶体的动态电感晶体的动态电感 (10-3 102 H)(大大)Cq 晶体的动态电容晶体的动态电容 (0.1 pF)(小小)rq 等效摩擦损耗电阻等效摩擦损耗电阻(小小)Co 晶片静态电容晶片静态电容 (几几 几十几十 pF)模 拟 电 子 技 术大大大大小小小小小小小小大大大大4、频率特性和谐振频率、频率特性和谐振频率fXfPfS容性容性感性模 拟 电 子 技 术5）使用注意使用注意2)要有合适的激励电平。过大会影响要有合适的激励电平。过大会影响 频率稳定度、振坏晶片；过小会使频率稳定度、振坏晶片；过小会使 噪声影响大，还能停振。噪声影响大，还能停振。1)要要接接一定的负载电容一定的负载电容 CL(微调微调)，以以达标称频率。达标称频率。模 拟 电 子 技 术1、构成晶体振荡器的构成晶体振荡器的原则原则 1 1）并联型晶体振荡器）并联型晶体振荡器 把晶体当作电感代替三点式电路把晶体当作电感代替三点式电路 中其中一个电感中其中一个电感4.24.2 晶体振荡器晶体振荡器 2 2）串联型晶体振荡器）串联型晶体振荡器 把晶体当作串联谐振，构成正反馈把晶体当作串联谐振，构成正反馈模 拟 电 子 技 术1）并联型并联型fs f fp，晶体，晶体呈感性呈感性2、构成晶体振荡器的具体电路构成晶体振荡器的具体电路模 拟 电 子 技 术+VCCVRERB1RB2CEC3C1C2RC模 拟 电 子 技 术+VCCVRERB1RB2CBLC2）串联型串联型 f=fs，晶体，晶体呈纯阻呈纯阻模 拟 电 子 技 术+VCCV1RERB1RB2CRCRRE2V2