辽宁石油化工大学：《模拟电子技术基础》课程教学资源（PPT课件讲稿，童诗白第三版）第八章 波形的发生和信号的转换

第八章波形的发生和信号的转换 电子技术基础第三版童诗白

第八章 波形的发生和信号的转换 8.1 正弦波振荡电路 8.2 电压比较器 8.3 非正弦波发生电路 8.4 利用集成运放实现的信号转换电路 8.5 锁相环及其在电路中的运用 第 三 版 童 诗 白

银}本章重点和考点 电子技术基础第三版童诗白 2.重点掌握电压比较器的传输特性。 3掌握非正弦波发生电路的原理。 本章教学时数:6学时

第 三 版 童 诗 白 本章重点和考点： 1.重点掌握RC正弦波振荡 工作原理。 2.重点掌握电压比较器的传输特性。 3.掌握非正弦波发生电路的原理。 本章教学时数： 6学时

本章讨论的问题: 模 批1在模拟电子电路中需要哪些波形的信号作为测试信号和 电)控制信号? 子 技 基 础 3为什么正弦波振荡电路中必须有选频网络?选频网络由 第哪些元件组成? 版童诗白

第 三 版 童 诗 白 本章讨论的问题： 1.在模拟电子电路中需要哪些波形的信号作为测试信号和 控制信号？ 2.正弦波振荡电路所产生的自激振荡和负反馈放大电路中 所产生的自激振荡有什么区别？ 3.为什么正弦波振荡电路中必须有选频网络？选频网络由 哪些元件组成？ 4.为什么说矩形波发生电路是产生非正弦波信号的基础？ 为什么非正弦波发生电路中几乎都有电压比较器？

本章讨论的问题: 模拟电子技术基础第三版童诗白 5电压比较器与放大电路有什么区别?集成运放在电 技/压比较器和运算放大电路中的工作状态一样吗? 7为什么需要将输入信号进行转换?有哪些基本转换?

第 三 版 童 诗 白 本章讨论的问题： 5.电压比较器与放大电路有什么区别？集成运放在电 压比较器和运算放大电路中的工作状态一样吗？ 6.如何组成矩形波、三角波和锯齿波发生发生电路？ 7.为什么需要将输入信号进行转换？有哪些基本转换？

今第几章波形发生电踣岭 8.1正弦波振荡电路 8.1.1概述 产生正弦波振荡的条件 放大电路LU。=0 Uf=FUo 反馈网络 F 图8.1.2正弦波振荡电路的方框图 如果反馈电压u与原输入信号u1完全相等,则即使 无外输入信号,放大电路输出端也有一个正弦波信号一 自激振荡。(电路要引入正反馈) 动画avi1l-1.avi

8.1 正弦波振荡电路 8.1.1概述 Ui ~  放大电路 A  Uo AUi    = 反馈网络 F  U 2U sint i = i  Uf FUO    = 如果反馈电压 uf 与原输入信号 ui 完全相等，则即使 无外输入信号，放大电路输出端也有一个正弦波信号— —自激振荡。(电路要引入正反馈) 图 8.1.2 正弦波振荡电路的方框图 一、产生正弦波振荡的条件 动画avi\11-1.avi

第几章波形发生电路岭 由此知放大电路产生自激振荡的条件是: Us=U 即:Ur=FU=FAU1=U1 所以产生正弦波振荡的条件是:AF=1 AF=1 幅度平衡条件 arg AF=A+PF=+2nt 相位平衡条件 电路起振的条件:F>1

由此知放大电路产生自激振荡的条件是： Uf Ui   = 即： Uf FUo FAUi Ui        = = = 所以产生正弦波振荡的条件是： AF = 1   AF = 1   ——幅度平衡条件 arg AF = A + F = 2nπ   ——相位平衡条件 n = 0,1,2,  电路起振的条件： A  F  1

二、正弦波振荡电路的组成及分类 组成:放大电路:集成运放 选频网络:确定电路的振荡频率 反馈网络:引入正反馈 稳幅环节:非线性环节,使输出信号幅值稳定 分类:RC正弦波振荡电路,频率较低,在1MH以下。 LC正弦波振荡电路,频率较高,在1MHz以上。 石英晶体振荡电路,频率较高,振荡频率非常稳定

二、正弦波振荡电路的组成及分类 组成： 放大电路：集成运放 选频网络：确定电路的振荡频率 反馈网络：引入正反馈 稳幅环节：非线性环节，使输出信号幅值稳定 分类： RC正弦波振荡电路，频率较低，在1MHz以下。 LC正弦波振荡电路，频率较高，在1MHz以上。 石英晶体振荡电路，频率较高，振荡频率非常稳定

今第几章波形发生电路岭 三、判断电路能否产生正弦波振荡的方法和步骤 1.检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分; 2.检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正 常工作; 3.分析电路是否满足自激振荡的相位平衡条件 判断相位平衡条件的方法是: A 瞬时极性法。 F 4.判断是否满足振幅平衡条件。 图8.1.3利用瞬时极性法 判断相位条件 5估算振荡频率和起振条件

三、判断电路能否产生正弦波振荡的方法和步骤 1. 检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分； 2. 检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正 常工作； 3. 分析电路是否满足自激振荡的相位平衡条件 判断相位平衡条件的方法是： 瞬时极性法。 5.估算振荡频率和起振条件 4.判断是否满足振幅平衡条件

今第几章浪形发生电路心 8.1.2RC正弦波振荡电路 RC串并联网络振荡电路也称RC桥式正弦波振荡电路 或称文氏振荡电路(Wien) 电路组成 RI 放大电路 集成运放A; 选频与正反馈网络———R、C串并联电路; 稳幅环节——RF与R'组成的负反馈电路

8.1.2 RC 正弦波振荡电路 RC串并联网络振荡电路也称RC桥式正弦波振荡电路 或称文氏振荡电路(Wien) 电路组成： 放大电路 —— 集成运放A ； 选频与正反馈网络—— R、C 串并联电路； 稳幅环节 —— RF 与 R 组成的负反馈电路

今第几章波形发生电路岭 RC串并联选频网络 R 1+jOR,C2 R R1+ 十 jaC 1+jaR,C2 G R C2R2 Ur (1+K+C2)+jar, Ci aR20 R C 图8.1.4 取R1=R2=R,C 2 C,令 则 RC 3+j 0

图 8.1.4 一、RC 串并联选频网络 Z1 Z2 ) 1 (1 ) 1 1 1 1 2 1 1 2 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2 2 1 2 2 R C R C C C R R C R C R R C R U U F         + + + − = + + + + = + = = j( j 1 j j f    取 R1 = R2 = R ， C1 = C2 = C ，令 RC 1  0 = 则： 3 j( ) 1 0 0     + − F = 