教学课件PPT波形产生和信号转换电路.ppt

第五部分 波形产生和信号转换电路,一、正弦波振荡电路,二、非正弦波振荡电路,三、信号转换电路,一、自激振荡的原理,第一讲 正弦波振荡电路,1、自激振荡的条件,2、振荡的建立和稳定,、建立过程,起振条件？,、稳定方式,由于A的非线性，振幅会自动稳定某一幅度。,利用外加稳幅电路进行稳幅。,3、振荡频率的确定,要想得到单一频率的正弦波，必须在反馈环路中加一选频网络。因此振荡器的频率就由选频网络的频率确定。,4、振荡器的结构,、放大器,、反馈网络,、选频网络,、稳幅和稳频电路,二、RC正弦波振荡电路,由RC元件构成选频网络的振荡电路称谓RC正弦波振荡电路。包括桥式振荡电路、双T网络式和移相式振荡电路等类型。,1、RC串并联网络的特性,当虚部为零时，得,若R1=R2=R，C1=C2=C有,2、文氏电桥振荡电路,、电路结构,一级RC串并联网络和 正反馈放大电路构成,、电路分析,相位条件,起振条件,由 AF 1 得,AV 3,稳幅措施,只要将Rf 或R3换成热敏电阻就能自动稳幅。,频率计算,频率f0 受运放Ri和Ro的影响不稳。,R1、R2的变化范围只能在Ro Ri之间，使f0的变化受到影响。,注 意,三、LC正弦波振荡电路,1、变压器反馈式振荡电路,相位条件,起振条件,振荡频率,电路特点,电路容易振荡，输出波形较好；,输出与输入电压靠磁路耦合，耦合不紧，损耗较大；,频率的稳定性不高。,2、电感三端式振荡电路,相位条件,起振条件,振荡频率,电路容易起振；,频率调整方便；,振荡频率中等。频率在几百KHz几十Mz以下，常用于对波形要求不高的设备中，如高频加热和接收机的本振。,输出电压不好。反馈电压取自电感，对高频信号具有较大的电抗，输出波形中含有高次谐波；,电路特点,3、电容三端式振荡电路,C等于C1和C2的串联,相位条件,起振条件,振荡频率,电路特点,频率调整不方便。适宜制作频率固定的振荡器。,振荡频率较高。在几百KHz 100Mz以上；,输出电压较好。反馈电压取自电容C2，对高次谐波阻抗小；,电路改进,在电感支路中串联电容C3，且C3的容量比C1和C2小得多。因此回路的总电容为C3。,4、石英晶体振荡电路,石英晶体振荡电路，就是用石英晶体取代LC振荡电路中的L、C元件所组成的正弦波振荡电路。它不仅具有很稳定的LC值，而且回路的Q值很高可达几万甚至几百万。因而石英振荡电路的频率稳定度高达10-910-11,、石英晶体的特性及等效电路,石英晶体之所以能够做成振荡器是基于它的压电效应。在石英晶体某个方向加一电场，则在与此方向垂直的石英晶体两表面产生机械变形；反之，若在极板间施加机械力，又会在相应的方向上产生电场。,石英晶体总电抗,令分子为零时得串联频率,令分母为零时得并联频率,、石英晶体振荡电路,并联型晶体振荡电路,串联型晶体振荡电路,、频率可调的石英晶体振荡电路,石英晶体总电抗,分子为零时得,分母为零时得,第二讲 非正弦波振荡电路,非正弦波形式很多，获取方式不外两种。一是由振荡电路直接产生，二是由已有波形经变换而得。在非正弦波中矩形波获取又是基础。,一、非正弦波电路的基本原理,1、电路结构及工作原理,开关器件,反馈网络,延迟网络,波形变换电路,2、振荡条件,3、分析方法,无论开关器件的输出为高电平或低电平，如果经过一定的延迟时间后反馈网络能够改变开关器件的输出状态，便能产生周期性的振荡。否则不能振荡,检查电路结构是否完整,振荡条件是否满足,二、矩形波产生电路,1、电路结构,2、工作原理,3、参数计算,4、电路改进,二、三角波产生电路,1、初步方案,2、改进方案,三、锯齿波产生电路,在三角波产生电路中，如果正反向积分时间常数相差很多，输出波形就是锯齿波,四、波形变换电路,所谓波形变换，就是把一种形状的波形变换成另一种形状的波形。,积分电路,微分电路,电压比较器,实现方波变三角波、矩形波变锯齿波。,实现方波变尖顶波、三角波变方波。,实现正弦波变矩形波、三角波变方波。,1、基本方案,2、特殊方案,三角波变锯齿波,分析波形可知，当三角波上升时，锯齿波与之相等；当三角波下降时，锯齿波与之相反。,波形变换电路应为比例运算电路，当三角波上升时，比例系数为1；当三角波下降时，比例系数为1。,三角波变正弦波,滤波法,折线法,随着uI逐渐降低，uO逐渐升高，D1、D2、D3依次导通，等效反馈电阻逐渐减小。反之，当uI逐渐升高，uO逐渐降低，、依次导通，等效反馈电阻逐渐减小,五、函数发生器,函数发生器是一种可以同时产生方波、三角波和正弦波的专用集成电路。通过调节外部电路参数时，还可得到占空比可调的矩形波和锯齿波。,ICL8038的两种基本接法,失真度减小和频率可调电路,2、怎样选购一台信号源？,1、从功能和性能两方面说明信号源好坏的标准。,