目錄8.1

正弦波發(fā)生器的基本原理振蕩器的方框圖振蕩條件起振和穩(wěn)定8.2RC橋式正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路的分類

RC串并聯選頻網絡

RC橋式振蕩電路的振蕩頻率和起振條件8.3LC正弦波振蕩電路

LC并聯回路的頻率特性

LC正弦振蕩器的基本形式第8章波形產生電路8.4

石英晶體振蕩器石英晶體的基本特性石英晶體振蕩電路的基本形式8.5

非正弦波信號發(fā)生器矩形波發(fā)生器三角波發(fā)生器鋸齒波發(fā)生器

555時基電路壓控振蕩器集成函數發(fā)生器8038目錄本章重點:

1.

正弦波發(fā)生器的組成、振蕩條件和工作原理

2.

正弦波發(fā)生器的類型

3.

非正弦波發(fā)生器的組成、工作原理和類型

4.

集成型波形發(fā)生器的工作原理和應用第8章波形產生電路本章難點:

1.

理想運放非線性特性的應用

本章重點介紹兩類波形產生電路，一類是輸出正弦波形的正弦波發(fā)生器，另一類是輸出非正弦波形的非正弦波發(fā)生器。

在正弦波發(fā)生器電路中，主要介紹發(fā)生器的組成、振蕩條件和各種類型振蕩器；在非正弦波發(fā)生器電路中，主要介紹非正弦波發(fā)生器的組成和工作原理。第8章波形產生電路8.1

正弦波發(fā)生器的基本原理

正弦波發(fā)生器是無需輸入信號，能自動輸出一定幅度、一定頻率正弦信號的電路，從能量的角度來看，它是把直流能量轉變?yōu)榻涣髂芰康碾娐?。它在通信、無線電等諸多領域得到廣泛應用。

振蕩器的方框圖正弦波振蕩器結構框圖

從結構上分析，正弦波振蕩器是由正反饋網絡和放大器組成的，其結構框圖如圖所示。

為正弦交流電壓源，當開關S處在位置1時，正弦信號作為放大器的輸入信號，經放大器放大后產生輸出信號。作為反饋網絡的輸入信號，在反饋網絡輸出端產生一個反饋信號此時，假設開關S撥向位置2，如果即大小相等，極性相同，那么該電路就能維持穩(wěn)定的輸出電壓

８.１.２振蕩條件fidXXX-=只有正反饋電路才能產生自激振蕩。+Xi–f基本放大器A反饋網絡FX+doXX改成正反饋+如果：,dfXX=則去掉,iX仍有信號輸出。反饋信號代替了放大電路的輸入信號。Xi+f基本放大器A反饋網絡FX+doXXXdof基本放大器A反饋網絡FXXfidXXX+=FA=1Xd=Xf所以，自激振蕩條件也可以寫成：自激振蕩的條件：（1）振幅條件：（2）相位條件：pjjnFA2=+n是整數因為：..Xdof基本放大器A反饋網絡FXX8.麥1.烏3起振拾條件漠和穩(wěn)喬幅原趙理起振外條件廈：結果繁：產躺生增約幅振悄蕩（略大于）1、被猜動：融器件塘非線肥性2、主超動：給在反靈饋網代絡中壺加入醉非線倍性穩(wěn)所幅環(huán)管節(jié)，素用以調節(jié)放大新電路呈的增益穩(wěn)幅理過程割：起振時，穩(wěn)定振蕩時，穩(wěn)幅見措施鞭：起振過程Xdof基本放大器A反饋網絡FXX1.放大列電路2.正反待饋網女絡3.選頻達網絡——只對蜘一個雖頻率術滿足旗振蕩口條件科，從效而獲舌得單豪一頻壺率的膏正弦鏟波輸獵出。常用命的選掘頻網居絡有RC選頻和LC選頻4.穩(wěn)幅薄環(huán)節(jié)——使電糊路易萍于起掛振又乘能穩(wěn)憤定振詞蕩，擊波形悉失真怎小。正弦捉波振偽蕩器佳的一徹般組揀成正弦法波振來蕩電滴路的哈分類根據歡選頻片網絡掩元件仍的不吐同，起正弦仁波振浸蕩器立可分疊為RC振蕩武器、LC振蕩敢器、闖石英江晶體調振蕩祥器三偉種。RC振蕩頓器一構般輸蕉出數援百千續(xù)赫以蠻下的寺低頻栽信號綢，LC振蕩選器主歉要輸軌出數適百千自赫的鑄高頻根信號絮，石袋英晶廉體振京蕩器材主要鍋產生算高穩(wěn)跌定度故高頻歐率信江號。8.困2RC橋式斷正弦簽波振不蕩電品路RC橋式仇正弦敬波振里蕩電焰路原予理如蕩圖8-含2所示非，圖枯中集置成運曲放A作為扁放大私器，RC串并經聯網割絡組峽成選圓頻網捉絡，毅同時攪也作豈為振倍蕩器查的正篇反饋勸網絡申，R1、Rf組成沾電壓竄負反雕饋以存起到僻穩(wěn)定泉和改串善輸政出波遠形的袋作用協(xié)。從圖擠中可板以看震出，RC串聯問支路診，RC并聯多支路麗，R1支路脈，Rf支路滴，剛蒸好構產成一始個文授氏電債橋的爬四個確臂，爹如圖8-誕3所示蒜，因愚此把敢該振痕蕩器余稱為RC橋式圍正弦脫波振峽蕩器蕉。

RC橋式正弦波振蕩電路文氏電橋RC串并瘦聯選彈頻網無絡在RC橋式換正弦騎波振仙蕩電期路中落，RC串并宵聯電長路既最作為屈選頻深網絡瞧，又蠻作為燦正反管饋網朋絡，末該電造路的首頻率代特性怖十分壓重要鏈。

如圖8-4所示，設電路輸入電壓為，輸出電壓為，則反饋系數

(8-8)

令(8-9)RC串并早聯選身頻網母絡則(8-10)

根據盾上式遷得到黨反饋珍系數覆的幅格頻特純性和裝相頻認特性攏分別序為(8-11)(8-12)圖8-4RC串并聯電路幅頻消特性航曲線敞和相舌頻特華性曲襖線當時,反饋社系數塘的幅除值最大歪等于1/京3，相粉位移當時，明顯減小而且因此RC串并育聯網格絡有承很好善的選蓋頻作產用。φF+90°|F|RC橋式醫(yī)振蕩能電路王的振社蕩頻悟率和晃起振望條件振蕩煤頻率同為振蕩捏角頻巨率只有時，

RC振蕩器才能自激振蕩

8.惠3越L動C正弦揭波振鉗蕩器8.閘3.滅1LC并聯貓回路萄的頻峰率特狼性(阻性)LC并聯照諧振特點軟：諧振棄時，鴉總路閥電流渴很小催，支狼路電搖流很稍大，顏電感嶄與電給容的冒無功裳功率忽互相怕補償微，電數路呈命阻性胳。R為電鋤感和犁回路晨中的尖損耗評電阻當時，并聯暢諧振醬。諧振擠時，少電路疲呈阻踩性：Q為諧泉振回碗路的尺品質度因數抱，Q值越營大，沃曲線烤越陡次越窄午，選澤頻特率性越瓦好。諧振疾時LC并聯跟諧振嘩電路相當誤一個攝大電屯阻。LC并聯張諧振堪回路勞的幅許頻特嚼性曲翠線|Z|Q小Q大1234初級必線圈次級支線圈同名端1234+–+–在LC振蕩嬸器中賄，反桃饋信訂號通限過互倉感線品圈引謹出同名聯端：互感帆線圈治的極鍬性判加別LC正弦勻波振歷蕩器蹄的基葬本形賣式１．民變壓霉器反乳饋式閱振蕩宮電路工作憲原理懷：三極祥管共貪射放紹大器筋。利用票互感歉線圈爺的同揀名端富：滿足并相位延條件啟。振蕩猾頻率:判斷粉是否悉是滿武足相霜位條延件——相位逐平衡移法：斷開大反饋攝到放庫大器靈的輸農入端振點，這假設匠在輸蹈入端緞加入夸一正鄙極性壁的信霧號，滾用瞬蔥時極難性法索判定膀反饋夠信號答的極肉性。蛇若反鉤饋信旨號與龜輸入挪信號教同相石，則客滿足權相位闊條件養(yǎng)；否橋則不映滿足特。(+煩)(-而)(+傲)(+工)(+盒)(+足)(+段)LC正弦?guī)挪ㄕ翊幤鳚e例滿足雀相位店平衡者條件（+）（+）（–）（+）LC正弦慣波振銳蕩器歌舉例振蕩肌頻率:（–）滿足盒相位嘗平衡釀條件仍然串由LC并聯嚇諧振徑電路頃構成送選頻獨網絡２.三點糾式LC振蕩延電路原理蹤蝶：uf與uo反相uf與uo同相電感家三點川式：電容宮三點趴式：uf與uo反相uf與uo同相振蕩猾頻率垮：（1）電歌感三鳳點式LC振蕩披電路（2）過電容腐三點認式LC振蕩離電路振蕩沸頻率臂：例：試鞭判斷啊下圖寺所示櫻三點肢式振融蕩電鞋路是掛否滿梁足相碗位平仆衡條份件。8.監(jiān)4石英優(yōu)晶體振蕩津電路Q值越寄高，罪選頻輝特性輝越好燈，頻塘率越稅穩(wěn)定蹈。頻率診穩(wěn)定扁問題頻率穩(wěn)定度一般由來衡量——頻率偏移量?！袷庮l率。LC振蕩幅電路Q——數百石英您晶體屋振蕩節(jié)電路Q——賣10盒00信050季00悠00石英奔晶體紫的基削特性2.壓電竹效應1.結構客：極板他間加唇電場極板粒間加梨機械漸力晶體機械變形晶體產生電場壓電奶效應差：交變江電壓機械振動交變電壓機械籃振動乎的固高有頻獨率與房誠晶片捐尺寸氏有關模，穩(wěn)槐定性笑高。當交施變電萄壓頻等率=固有調頻率賊時，清振幅喉最大符號壓電諧振3.等效出電路等效兆電路飄：（1）串飼聯諧洗振４．請電抗蝦頻率后特性糟：晶體纏等效閱純阻蹦且阻系值≈0（2）并哭聯諧脆振通常所以X感性0容性8.安4.究2石英部晶體葡振蕩狗電路利用惹石英拿晶體蒸的高杠品質予因數佩的特縣點，傷構成LC振蕩鄙電路握。1.并聯漆型石投英晶櫻體振仔蕩器石英陡晶體筍工作撕在fs與fp之間巾，相置當一腸個大刊電感臺，與C1、C2組成伍電容紗三點投式振秤蕩器雞。由頃于石敵英晶滔體的Q值很馬高，橡可達槽到幾筒千以惹上，插所以頸電路近可以族獲得引很高倒的振槳蕩頻植率穩(wěn)臨定性垮。X感性0容性2.串聯陡型石干英晶廢體振葛蕩器石英快晶體咐工作莊在fs處，呈電路阻性隙，而肅且阻晴抗最俱小，撓正反絲式饋最尖強，你相移涼為零,滿足局振蕩劇的相鞋位平太衡條撤件。對于fs以外雨的頻退率，探石英街晶體淺阻抗蠢增大,且相盯移不款為零驢，不篩滿足該振蕩程條件孔，電閱路不者振蕩亂。X感性0容性例：分析荷下圖透的振賺蕩電花路能華否產剪生振爹蕩，海若產垂生振憤蕩,石英計晶體翠處于擋何種造狀態(tài)唱？8.色5.妻1方波雜發(fā)生神器1.電路蕉結構由滯屬回比彼較電貍路和RC定時偉電路秧構成上下蕩限:8.蝴5非正瘡弦波跡信號周發(fā)生狗器2.工作位原理尚：(1蘇)設uo=+UZ,此時意，uO給C充電,uc，則：u+=UT+0tuo+UZ-UZucUT+0t在uc<濾UT+時，u-<狠u+,設uC初始荷值uC(0+)=完0方波芳發(fā)生截器uo保持+UZ不變+UZ一旦uc>五UT+,就有u->桂u+,uo立即搭由＋UZ變成懲－UZ。此時籍，C向uO放電,再反勞向充哨電(2岡)當uo=-UZ時，u+=UT-uc達到UT-時，uo上跳儉。UT+uctUT-當uo重新具回到＋UZ后，客電路乓又進術入另缺一個涉周期毅性的碧變化徑。-UZ0UT+uctUT-+UZuo0t-UZT完整須的波遭形：動畫循演示計算起振蕩妙周期T。周期么與頻臣率的艇計算徑：0UT+uctUT-+UZ-UZT1T2TT=辣T1+蟲T2=2抽T2uc(t)=UC()+

UC(0+)-UC()e,=RC-tT2階段uc(t議)的過滴渡過擱程方兩程為:f=起1/T可推大出:3、占空淚比可把調的律方波撈發(fā)生潤器UZuo0t-UZ改變警電位胳器RW的滑君動端孤，就趴改變年了沖沈放電班的時隆間，光從而屈使方壺波的竹占空獨比可熄調。電路夾結構級：遲糖滯比攏較器+反相改積分薦器8.曾5.冒2三角庭波發(fā)顏生器工作已原理：若uo1=+UZ，uo2↓，u+↓。當u+≤0時，uo1翻轉狀為-UZ。若uo1=-UZ，uo2↑，u+↑。當u+≥0時，uo1翻轉償為+UZ。波形寺圖振蕩誓周期乖：0UT+uo2tUT-+UZuo10t

-UZT鋸齒布波發(fā)呈生器改變振積分壤器的軟正反惹向充之電時閃間常晶數uo1=+UZ，D截止植，充電脹時間啊常數?。篟4C。uo1=-UZ，D導通且，充電崗時間黑常數肅：(R6∥R4)C。+UZuo10t

-UZR6＜＜R455敏5時基鉛電路1.電路兔框圖55飯5時基終電路其由分腹壓器逐、兩泰個比貼較器累、觸除發(fā)器南、緩獄沖器佛、復撲位電男路、拒放電青管等庭組成摸。其阿中分姓壓器滅由三潮個高傾精度身的阻軟值為5k更Ω的電秒阻組默成。555時基電路框圖2.工作擱原理

由圖8-24可知，兩個比較器分別被電阻R1、R2和R3構成的分壓器設定的VCC和VCC參考電壓所限定。三個5kΩ電阻組成的分壓器，使兩個比較器構成一個電平觸發(fā)器，上觸發(fā)電平為

VCC，下觸發(fā)電平為VCC。在

5腳控制端外接一個參考電源V，可以改變上、下觸發(fā)電平值。比較器A的輸出和比較器B的輸出端接到觸發(fā)器的輸入端。加到比較器A同相端6腳的觸發(fā)信號，只有當電位高于反相端5腳的電位時，觸發(fā)器才翻轉；而加到比較器B反相端2腳的觸發(fā)信號，只有當電位低于B同相端的電位VCC時，觸發(fā)器才翻轉。

壓控舌振蕩押器1.電路甩結構U為直景流控蘭制電寺壓，A1組成跨積分刺電路洞，A2組成捏滯回訊比較鋼器，旅場效械應管T工作偵在開鞏關狀趁態(tài)，看控制簡積分繪電容C的充敢放電寺，二撲極管D為隔敢離二匠極管遵。2.工作厭原理滯回低比較汽器A2的兩都個門云限電崇壓為

壓控振蕩器設開伴始時uC=0既V，uo1=0蛛V，uo2=-UZ，D導通墳，使T截止瘋，這溉時I1=I2=U/4，由尚于U為直疑流電不壓，嚷則電翠容C被恒峰流充駛電，uC隨時鴿間線泥性上痰升，uo1則直強線下爆降，弓當uo1=UTH糖2時，防比較漂器A2發(fā)生蛾翻轉貿，uo2=+UZ，D截止坊，T飽和替導通窮，這餓時I2=I1-I3=-U/4R，電沫容恒辱流放窗電，uo1上升那，當uo1上升飲至UTH陷1時，畫比較擴器A2再次愈翻轉成，uo2=-UZ，這纖時又柴重復躺剛開聽始的甘過程仗，周壟而復校始產絮生振水蕩。醋可撥以證朱明振兼蕩器蒜的振衰蕩頻攻率和烏周期適為

振蕩波形圖集成腸函授礎發(fā)生活器80突381.腐8毅03葉8的內糠部框疤圖80磚38的內蠶部結婆構框民圖如敏圖8-禍29所示祖，它乖由電博壓比擋較器瞧、觸排發(fā)器虎、電帶子開討關、唐波形誓變換僚電路煉、緩以沖器榮、電偵流源樹等組酒成。集成患函數習發(fā)生竊器80質38是單洗片多播用途我的發(fā)廟生器雄，它愿可以躁產生恒正弦捆波、貞方波辣、三駛角波攜和鋸社齒波珍。在圖訪中，擦比較鍬器A的門墓限電推壓為智：2/鴿3(VCC＋VEE)，比格較器B的門梳限電支壓為虧：1/估3雨(VCC+VEE)，電兵流源IS1和IS2擔任閉外接綱電容C的充縫放電濤回路蠢，且IS2>IS1，電淹容C的充勿放電劫轉換包由電設子開囑關S控制朽：當S斷開禮時，撇電流黃源IS1向電獲容C充電逝；當S閉合腰時，橋外接歐電容C通過IS2放電粗。開鞋關S的狀求態(tài)受慘觸發(fā)舞器的物輸出寸電平閥控制感，當仍觸發(fā)應器輸撐出低侵電平蛾時，S斷開字；當甩觸發(fā)缸器輸探出高射電平畝時，S閉合機。8038內部結構框圖

集成暑函授擴發(fā)生啊器80席382.工作永原理設開毛始時岡，觸世發(fā)器言輸出獅為低堤電平梢，電準子開氏關S斷開鹿，電刷流源IS1對電末容C恒流征充電民，uc隨時農間線梳性上項升，桌當uc=2珍/3股(VCC蝕+VEE切)時，慨比較寸器A產生富跳變仗，使己觸發(fā)超器翻景轉輸潔出高故電平具，開范關S閉合具，電匠容C以(IS2－IS1)恒流孩放電異，uc隨時玩間線湯性下裙降。兇當uc降至1/盟3(VCC+VEE)，比邀較器B發(fā)生蘆跳變逮，使倍觸發(fā)筐器再其次翻絨轉輸鳴出低娘電平亂，開豬關S再次岔斷開縫，如涌此重街復開蝴始時任的過駁程，的產生帝振蕩雁。電容C上形鎖成的罷線性兼三角某波，趟經緩強沖器蠅一路素產生省三角點波輸作出信牲號，陷另一滔路經走三角菠波變鏟正弦慮波電忠路，烏產生親正弦勉波輸讀出信殘?zhí)?。觸發(fā)設器的誰輸出旺電平輔，除憑用于貢控制蔽電子激開關S外，君還用左于產胡生方辮波輸寺出信舊號。3.煎8苗03向8的外踐部引映腳排模列