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波形产生电路与变换电路

波形产生电路与变换电路
波形产生电路与变换电路

波形产生电路与变换电路

波形产生电路:产生各种周期性的波形。

波形变换电路:将输入信号的波形变换成为另一种形状。

§1 非正弦波产生电路

矩形波、锯齿波、三角波等非正弦波,实质是脉冲波形。产生这些波形一般是利用惰性元件电容C和电感L的充放电来实现的,由于电容使用起来方便,所以实际中主要用电容。

一、利用电容器充放电产生脉冲波形(产生脉冲波形的基本原理)

电路如下图,如果开关K在位置1,且稳定,

突然将开关K扳向位置2,则电源U CC通过R

对电容C充电,将产生暂态过程。

τ-时间常数,它的大小反映了过渡过程(暂态过程)的进展速度,τ

越大,过渡过程的进展越慢。τ近似地反映了充放电的时间。

u c(0+)—响应的初始值

u c(∞)—响应的稳态值

对于充电,三要素的值分别为:

u c(0+)=0 u c(∞)=U CCτ充=RC

稳定后,再将开关K由位置2扳向位置1,则电容器将通过电阻放电,这又是一个暂态过程,其中三要素为

u c(0+)=U CC u c(∞)=0 τ放=RC

改变充放电时间,可得到不同的波形。

如果τ充=τ放=RC<

如果τ充=τ放=RC>>T,可得到近似的三角波形;

如果τ充> >τ放,且τ充>>T,可得到近似的锯齿波形。

将开关周期性性地在1和2之间来回扳动,则可产生周期性的波形。

在具体的脉冲电路里,开关由电子开关完成,如半导体三极管来完成,电压比较器也可作为开关。我们讨论用电压比较器的积分电路组成的非正弦波产生电路。

二、矩形波产生电路

1. 基本原理

利用积分电路(RC电路的充放电时的电容器的电压)产生三角波,用电压比较器(滞回)(作为开关)将其转换为矩形波。

2. 工作原理

电路如图

充电

放电

3. 振荡周期的计算

其中:

,代入上式得:

同理求得:

则周期为:

从前面我们可知,矩形波的占空比为

占空比可调电路如图所示:

可求出占空比:

占空比:

三、三角波产生电路

1.电路组成

从矩形波产生电路中的电容器上的输出电压,可得到一个近似的三角波信号。由于它不是恒流充电,随时间t的增加u c上升,而充电电流

随时间而下降,因此u c输出的三角波线性较差。为了提高三角波的线性,只要保证电容器恒流充放电即可。用集成运放组成的积分电路代替RC积分电路即可。电路如上图。

集成运放A1组成滞回比较器,A2组成积电路。

2.工作原理

设合上电源开关时t=0,u o1=+U z,电容器恒流充电,,u o=-u c线性下降,当下降到一定程度,使A1的U+≤U-=0时,u o1从+U z跳变为-U z后,电容器恒流放电,则输出电压线性上升。

u o1和u o波形如下图所示。

3.三角波的幅值

幅值从滞回比较器产生突变时刻求出,对应A1

的时的值就为幅值。从图中要看

当时

当时

4.三角波的周期

由积分电路可求出周期,其输出电压从-上升到+所需的时间为T/2,所以有:

四、锯齿波产生电路

1.电路组成及原理

三角波产生电路的条件是电容充放电时间常数相等,如果二者相差较大,即为锯齿波产生电路。具体电路如图所示。

利用V D1、V D2组成控制充放电回路,调整电位器R w可改变充放电时间常数。

如果R w在中点,则充放电时间常数相等,输出为三角波。

如果R w在最下端,则充电时间常数大于放电时间常数,得负向锯齿波。

如果R w在最上端,则充电时间常数小于放电时间常数,得正向锯齿波

2.锯齿波的幅值

锯齿波的幅值与三角波相似

当时

当时

3.锯齿波的周期

电容器充电时间为T1

电容器放电时间为T2

则锯齿波周期为:

五、波形变换电路

1.正弦波或三角波→比较器→矩形波

2.矩形波→积分电路→三角波

3.三角波→正弦波

§2集成函数发生器

两个简单比较器和一个触发器组成一个相当于滞回比较器作用的电路。

正弦波应用最为广泛,正弦波产生电路又称为正弦波振荡器。

一、产生正弦波振荡的条件

正弦波发生电路的基本结构是引入正反馈的反馈网络和放大电路。如图所示。接入正反馈是产生振荡的首要条件,也称为相位条件。为了使电路在没有外加信号时(X i=0),就产生振荡,所以要求电路在开环时满足

此时,只要满足相位条件,电路中任何微小的扰动,通过闭合后,信号就可以得到不断的加强,产生振荡。我们称上式为产生振荡必须满足的幅度条件,又称为起振条件。

如果不采取措施,输出信号将随时间逐渐增大,当大到一定程度后,放大电路中的管子就会进入饱和区和截止区,输出波形就会失真(饱和失真和截止失真),这是应当避免的现象,所振

荡电路应具有稳幅措施,当幅度到一定大小时使,使输出幅度稳定,波形又不失真。

为了使输出波形为单一频率的正弦波,要求振荡电路必须具有选频特性。选频特性通常由

选频网络实现。选频网络可设置在放大电路中,使具有选频特性;也可设置在反馈网络中,

使具有选频特性。因此振荡电路仅对某一频率成分的信号满足相位条件和幅度条件,该信号的频率就是该振荡电路的振荡频率。

正弦波产生电路一般应包括以下几个基本组成部分:

⑴放大电路

⑵反馈网络

⑶选频网络

⑷稳幅电路

判断一个电路是否为正弦波振荡器,就是看其组成是否含有上述四个部分。

分析一个正弦波振荡器时,首先要判断它是否振荡,判断振荡的一般方法是:

⑴是否满足相位条件,即电路是否为正反馈,只有满足相位条件才有可能振荡。

⑵放大电路的结构是否合理,有无放大能力,静态工作点是否合适。

⑶分析是否满足幅度条件,检验,若

①,则不可能振荡

②,能振荡,但输出波形失真。

③,产生振荡,振荡稳定后,再加上稳幅措施,振荡稳

定,而且输出波形失真小。

按选频网络所用的元件类型,把正弦波振荡电路分为:

⑴RC正弦波振荡电路

⑵LC正弦波振荡电路

⑶石英晶体正弦波振荡电路

二、RC正弦波振荡电路

常见的正弦波振荡电路是RC串并联式正弦波振荡电路,又称为文氏桥正弦波振荡电路。RC串并联网络在此作为选频和反馈网络,所以我们必须了解RC串并联网络的选频特性,才能分析它的振荡原理。

1.RC串并联网络的选频特性

当信号频率足够低时,,可得到近似的低频等效电路,它是一个超前网络,输出电压U2相位超前输入电压U1。

当信号频率足够高时,,可得到近似的高频等效电路,它是一个滞后网络,输出电压U2相位落后输入电压U1。

因此可以判定,在高频与低频之间存在一个频率,其相位关系既不是超前也不是滞后,输入与输出电压同相位。这就是RC串并联网络的选频特性。

下面我们根据电路推导出它的频率特性。

通常取R1=R2=R,C1=C2=C,则

上式的幅频特性为:

相频特性为:

当即频率低时,U2超前于U i,,即频率较高时,U2滞后于U i。

也可见,当时,达到最大值。而且相移=0。

2.RC串并联网络正弦波振荡电路

⑴电路组成

如图为RC串并联正弦波振荡电路,其放大电路

为同相比例电路,反馈网络和选频网络由串并联电

路组成。

⑵相位条件

由RC串并联网络的选频特性得知,在时,其相移,为了使振荡电路满足相位条件

要求放大电路的相移也为0°(或360°),所以放大电路可选用同相输入方式的集成运算放大电器或两级共发射极分立元件放大电路等。

⑶选频

由于RC串并联网络的选频特性,所以使信号通过闭合环路AF后,仅有的信号才

满足相位条件,因此,该电路振荡频率为,从而保证了电路输出为单一频率的正弦波。

⑷起振条件

根据起振条件,我们分别计算出A,F。

当时,。根据有

⑸稳幅措施

因为振荡以后,振荡器的振幅会不断增加,由于受运放最输出电压的限制,输出波形将产

生非线性失真。为此,只要设法使输出电压的幅值增大到一定程度时,适当减小(反之增大),就可以维持U o的幅值基本不变。

通常利用二极管和稳压管的非线性特性、场效应管

的可变电阻性以及热敏电阻等非线性特性,来自动

地稳定振荡器输出的幅度。

热敏电阻

负温度系数R f

正温度系数R1

二极管

移相式

双T网络

RC振荡器只能产生较低频率的正弦波,f<1MHz

三、LC正弦波振荡电路

LC正弦波振荡电路可产生频率高达1000MHz以上的正弦波信号。由于普通集成运放的频带较窄,而高速集成运放的价格高,所以LC正弦波振荡电路一般用分立元件组成。

1.LC并联回路的选频特性

最简单的LC并联回路只包含一个电感和一个电容,R表示回路的等效损耗电阻,其数值一般很小,电路由电流I激励。回路的等效阻抗为:

对于某个特定的频率,满足,即:

此时电路产生并联谐振,所以叫作谐振频率。谐振时,回路的等效阻抗呈现电阻性质,且达到最大值,称为谐振阻抗Z0,这时

上式和下式推导利用了

其中

Q称为品质因数,它是LC并联回路的重要指标。损耗电阻愈小,Q值愈大,谐振时的阻抗也愈大。

LC并联回路谐振时的输入电流为

而流过电感的电流和电容的电流为

可见

通常Q>>1,所以

即谐振时,LC并联电路的回路电流比输入电流大得多,此时谐振回路外界的影响可忽略。

谐振时阻抗的虚部为0,所以电压与电流的相移也为0

综上所述,可画出LC并联回路的频率特性。可见LC并联回路具有选频特性。

利用LC并联谐振回路组成的振荡器,其选频网络常常就是放大器的负载(负载电阻R c用LC 并联谐振回路代替),所以放大电路的增益具有选频特性。由于在谐振时,LC电路呈现电阻性,所以对放大电路相移的分析与电阻负载的相同。

电子技术课程设计报告_波形产生及变换

电子技术课程设计报告 ——波形产生及变换 姓名:Frege 专业班级:电气合1402 所属学院:电气工程与自动化学院 指导老师:王允建 2016 年 7 月 1 日

波形产生与变换电路的设计 摘要 波形发生器广泛地应用于各大院校和科研场所。随着科技的进步,社会的发展,单一的波形发生器已经不能满足人们的需求。本文利用555定时器构成多谐振荡器产生方波,然后分别通过积分、滤波电路输出三角波、正弦波、三倍频率正弦波。放大器件为LM324N四路放大器,以积分、傅立叶分解等为理论基础,通过运放构成的各种滤波电路对方波进行各种波形变换。它的制作成本不高,电路简单,使用方便,有效的节省了人力,物力资源,具有实际的应用价值。实验包括仿真与实际连线两步,仿真采用Multisim仿真软件,连线采用面包板。 关键词:555定时器;LM324N四路放大器;Multisim仿真;面包板接线

The design of the signal and conversion circuit Abstract Waveform generators are widely used in major universities and research establishments. With advances in technology, social development, a single waveform generator already cannot satisfy people's needs. In this paper constitutes a 555 timer multivibrator generating a square wave, then respectively through integral, filter circuit and output triangle wave, sine wave, triple frequency sine wave. Amplifying device is LM324N, based on the theory of integral, Fourier decomposition and so on, through the op-amp composition of various filter circuit wave for the various waveform transformation. Its production cost is not high, the circuit is simple, easy to use, effectively saving manpower, material resources, have practical value. Experiments include simulation and actual connection step, simulation using Multisim simulation software, connect using breadboard. Keywords:555 timer; LM324N four-way amplifier; Multisim simulation; breadboard connection

波形发生电路

题目1:波形发生电路(P440~442) 要求:设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波和三角波波形发生器。 基本指标:输出频率分别为:102H Z、103H Z;输出电压峰峰值V PP≥20V 整体电路设计 (1)方案比较 信号发生器又称信号源或振荡器,能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。由方波-三角波的发生器产生相应的信号,通过相互转换实现多种波形的输出。由振荡电路产生的信号经比较运放产生方波,积分可得到三角波。 方案一: 此方案由RC振荡电路,滞回比较器和积分电路,比例放大电路组成,输出频率可调方波,三角波。RC回路即作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC充,放电实现输出状态的自动转换.振荡信号通过滞回比较器可以输出方波;方波经过比例积分器就变成所需的三角波。 方案二: 该方案由迟滞比较器,带通滤波器和积分器组成。通过正反馈环路使电路产生振荡并将信号输入迟滞比较器输出方波,过比例积分器在其输出端产生三角波。 由于方案一简单易懂,且大都是实验实现过,或较常计算的电路,可行度更高。方案一是依次经过文氏电桥振荡电路,过零比较器,积分电路而产生方波和三角波,用调节电阻的大小实现调频,比例放大实现幅值的改变,实现程度比较高,据有一定的实际意义,可操作性强,且原理简单明了故选做方案一。二实验方案二中由矩形波过带通滤波器产生振荡信号的过程复杂,计算参数不易,故选方案一。 (2)整体电路框图 为实现三角波输出,先要得到一个方波信号,这时要用到滞回比较器,而为了得到方波,应有一个振荡信号的输入,则需要一个振荡电路作为反馈电路.此外,为使集成运放正常工作,还要在电路中引入直流电压.所以,设计的波形发生电路,

波形发生电路习题及习题解答

7-1 判断下面所述的正误 1. 串联型石英晶体振荡电路中,石英晶体相当于一个电感而起作用。 ( ) 2. 电感三点式振荡器的输出波形比电容三点式振荡器的输出波形好。 ( ) 3. 反馈式振荡器只要满足振幅条件就可以振荡。 ( ) 4. 串联型石英晶体振荡电路中,石英晶体相当于一个电感而起作用。 ( ) 5. 放大器必须同时满足相位平衡条件和振幅条件才能产生自激振荡。 ( ) 6. 正弦振荡器必须输入正弦信号。 ( ) 7. LC 振荡器是靠负反馈来稳定振幅的。 ( ) 8. 正弦波振荡器中如果没有选频网络,就不能引起自激振荡。 ( ) 9. 反馈式正弦波振荡器是正反馈一个重要应用。 ( ) 10. LC 正弦波振荡器的振荡频率由反馈网络决定。 ( ) 11. 振荡器与放大器的主要区别之一是:放大器的输出信号与输入信号频率相同, 而振荡器一般不需要输入信号。 ( ) 12. 若某电路满足相位条件(正反馈),则一定能产生正弦波振荡。 ( ) 13. 正弦波振荡器输出波形的振幅随着反馈系数F 的增加而减小。 ( ) 7-2 并联谐振回路和串联谐振回路在什么激励下(电压激励还是电流激励)才能产生负斜率 的相频特性? 解:并联谐振回路在电流激励下,回路端电压V 的频率特性才会产生负斜率的相频特性,如图(a)所示。串联谐振回路在电压激励下,回路电流I 的频率特性才会产生负斜率的相频特性, 如图(b)所示。 7-3 电路如题7-3图所示,试求解:(1)R W 的下限值;(2)振荡频率的调节范围。 题7-3图 解:(1) 根据起振条件 ''2,2f W W R R R R k 故R w 的下限值为2k 。 (2) 振荡频率的最大值和最小值分别为 0max 11 1.62f kHz R C , 0min 1211452()f Hz R R C 7-4 在题7-4图所示电路中,已知R 1=10k Ω,R 2=20k Ω,C = μF ,集成运放的最大输出电压

第八章 脉冲波形的产生和变换试题及答案

第八章脉冲波形的产生和变换 一、填空题 1.(10-1中)矩形脉冲的获取方法通常有两种:一种是________________;另一种是________________________。 2.(10-1易)占空比是_________与_______的比值。 3.(10-4中)555定时器的最后数码为555的是(,)产品,为7555的是(,)产品。 4.(10-3中)施密特触发器具有现象;单稳触发器只有个稳定状态。 5.(易,中)常见的脉冲产生电路有,常见的脉冲整形电路有、。 6.(中)为了实现高的频率稳定度,常采用振荡器;单稳态触发器受到外触发时进入。 7.(10-3易)在数字系统中,单稳态触发器一般用于______、 ______、______等。 8.(10-3中)施密特触发器除了可作矩形脉冲整形电路外,还可以作为________、_________。 9.(10-2易)多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态,故又称为________。 10.(10-2中)由门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式,但它们均具有如下共同特点: 首先,电路中含有________,如门电路、电压比较器、BJT 等。这些器件主要用来产生________;其次,具有________, 将输出电压器恰当的反馈给开关器件使之改变输出状态;另外,还有,利用RC电路的充、放电特性可实现_______,以获得所需要的振荡频率。在许多实用电路中,反馈网络兼有_____作用。 11.(10-3易)单稳态触发器的工作原理是:没有触发信号时,电路处于一种_______。外加触发信号,电路由_____翻转到_____。电容充电时,电路由______自动返回至______。 二、选择题 1.(10-2中)下面是脉冲整形电路的是()。 A.多谐振荡器触发器 C.施密特触发器触发器 2.(10-2中)多谐振荡器可产生()。

RC波形发生电路实验

一、实验目的 学习使用运放组成方波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器和正弦波发生器 二、实验仪器 示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字多用表 三、实验原理 (1)方波发生器 设电路通电瞬时,电容上的电压为0,电路输出为Vz ,这时运放正相输入端为VP1=VzR1/(R1+R2)=FVz 运放输出电流经R3,RP ,R4向电容C 充电。运放反相输入端Vn 随时间延续电压升高,当vn=VP1时,电路输出翻转,vo 由Vz 变为-Vz ,vp 由VP1=FVz 变为VP2=-FVz 。这时由“地”向电容反相充电,vn 随时间延续电压下降,当vn=VP2,电路输出翻转,vo 由-VZ 变为Vz ,vp 由VP2=-FVz 变为FVz ,周而复始,电路输出方波。在稳态,输出为Vz 的时间可用以下方法推导:在起始时刻,电容上的电压为Vc(0)=-FVz,电容充电的终了电压为Vz ,所以电容上的电压为 Vc (t )=Vz+(-FVz-Vz )e^(-t/RC ) 当电容上的电压达到FVz 时,电路翻转,记电容充电时间为τ FVz=Vz+(-FVz-Vz )e^(-t/RC ) Τ=RCln (1+F )/(1-F ) 输出方波的周期为2τ,所以输出方波的周期为 T=2(Rp+R4)Cln (1+2R1/R2)

(2)占空比可调的矩形波发生器 与方波发生器相比,非C 正向充电和反向充电使用的不同的路径,从而使得高电平持续时间和低电平持续时间不同。 当输出为高电平Vz 时,运放输出的电流经Rpp ,D1,R4向电容充电,类同于对方波发生器的分析,忽略二极管的开启电压,容易得到输出高电平的持续时间为 τ1=(Rpp+R4)Cln (1+2R1/R2) 类似地可求得输出低电平的持续时间为 τ2=(Rpn+R4)Cln (1+2R1/R2) 输出的周期为T=τ1+τ2=(Rp+2R4)Cln (1+2R1/R2) 占空比为η=τ1/τ2=(Rpp+R4)/(Rpn+R4) (3)三角波发生器 设电路通电瞬间,即t=0时,电容上的电压为0,积分器输出vo=0,过0比较器输出为vo1=Vz ,这时运放AR1正相输入端电压为 Vp1=(Vz-vo )Rp/(R1+Rp )+vo=RpVz/(R1+Rp )+voR1/(R1+Rp )>0 运放AR1输出保持为高电平。积分器输出线性地下降。当Vp1等于0时,对应于时刻τ,这时过0比较器翻转,vo1=-Vz ,记此刻的积分器输出电压值为VoN ,有RpVz/(R1+Rp )=-R1VoN/(R1+Rp ) 解得 VoN= -RpVz/R1 + R P R PP

脉冲波形的产生与变换

脉冲波形的产生与变换 脉冲信号是数字电路中最常用的工作信号。脉冲信号的获得经常采用两种方法:一是利用振荡电路直接产生所需的矩形脉冲。这一类电路称为多谐振荡电路或多谐振荡器;二是利用整形电路,将已有的脉冲信号变换为所需要的矩形脉冲。这一类电路包括单稳态触发器和施密特触发器。这些脉冲单元电路可以由集成逻辑门构成,也可以用集成定时器构成。下面先来介绍由集成门构成的脉冲信号产生和整形电路。 9.1 多谐振荡器 自激多谐振荡器是在接通电源以后,不需外加输入信号,就能自动地产生矩形脉冲波。由于矩形波中除基波外,还含有丰富的高次谐波,所以习惯上又把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。多谐振荡器通常由门电路和基本的RC电路组成。多谐振荡器一旦振荡起来后,电路没有稳态,只有两个暂稳态,它们在作交替变化,输出矩形波脉冲信号,因此它又被称作无稳态电路。 9.1.1门电路组成的多谐振荡器 多谐振荡器常由TTL门电路和CMOS门电路组成。由于TTL门电路的速度比CMOS门电路的速度快, 故TTL门电路适用于构成频率较高的多谐振荡器,而CMOS门电路适用于构成频率较低的多谐振荡器。 (1)由TTL门电路组成的多谐振荡器 由TTL门电路组成的多谐振荡器有两种形式:一是由奇数个非门组成的简单环形多谐振荡器;二是由非门和RC延迟电路组成的改进环形多谐振荡器。 ①简单环形多谐振荡器

(a) (b) 图9-1 由非门构成的简单环形多谐振荡器把奇数个非门首尾相接成环状,就组成了简单环形多谐振荡器。图9-1(a)为由三个非门构成的多谐振荡器。若uo的某个随机状态为高电平,经过三级倒相后,uo跳转为低电平,考虑到传输门电路的平均延迟时间tpd,uo输出信号的周期为6tpd。图9-1(b)为各点波形图。 简单环形多谐振荡器的振荡周期取决于tpd,此值较小且不可调,所以,产生的脉冲信号频率较高且无法控制,因而没有实用价值。改进方法是通过附加一个RC延迟电路,不仅可以降低振荡频率,并能通过参数 R、C控制振荡频率。 ② RC环形多谐振荡器 如图9-2所示,RC环形多谐振荡器由3个非门(G1、G2、G3)、两个电阻(R、RS)和一个电容C组成。电阻RS是非门G3的限流保护电阻,一般为100Ω左右;R、C为定时器件,R 的值要小于非门的关门电阻,一般在700Ω以下,否则,电路无常工作。此时,由于RC的值较大,从u2到u4的传输时间大大增加, 基本上由RC的参数决定,门延迟时间tpd可以忽略不计。 图9-2 RC环形多谐振荡器 a.工作原理 设电源刚接通时,电路输出端uo为高电平,由于此时电容器C尚未充电,其两端电压为零,则u2、u4为低电平。电路处于第1暂稳态。随着u3高电平通过电阻R对电容C充电,u4电

第六章 波形发生与变换电路

第六章 波形发生与变换电路 〖本章主要内容〗 1、在模拟电子电路中测试信号和控制信号; 2、自激振荡的概念; 3、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的区别;正弦波振荡电路中选频网络的组成; 4、正弦波振荡的条件,正弦波振荡电路的组成; 5、矩形波发生电路原理及组成; 6、矩形波、三角波和锯齿波发生电路的原理及组成; 7、电压-电流转换电路、精密整流电路和电压-频率转换电路的组成和工作原理; 〖本章学时分配〗 本章分为3讲,每讲2学时。 第二十二讲 非正弦波发生器 一、主要内容 1、方波发生器 1)电路结构 方波发生器是由滞回比较器和RC 定时电路构成的,电路见教材P375图8.39(a)所示。 2) 工作原理及波形分析 电源刚接通时,设Uc=0,Uo=+Uz 21Z 2P ,R R U R U += 所以,电容C 充电,Uc 升高。 当N C U U =≥P U 时,Z o U U -=,所以 21Z 2P R R U R U +-=,电容C 放电,Uc 下降。 当N O U U =≤P U 时,Z O U U +=,返回初态。如此周而复始产生振荡。电路输出波 形见教材P375图8.39(b)所示。由于充电和放电时间常数相同,故输出Uo 的高低电平宽度相等,故为方波发生器。 3) 振荡周期 方波的周期T用过渡过程公式可以方便地求出 )21ln(212 3R R C R T + = 4)电路特点 改变R 3、C 及R 2/R 1的比值,可改变周期T 。 2、占空比可调的矩形波电路 1)电路结构 显然,为了改变输出方波的占空比,应改变电容器C 的充电和放电时间常数。占空比可调的矩形波电路见教材P374图8.38(a )所示。 2)工作原理及波形分析 C 充电时,充电电流经电位器的上半部、二极管D 1、R 3; C 放电时,放电电流经R 3、二极管 D 2、电位器的下半部。 由于充、放电时间常数不同,这样就得到了矩形波电路。其输出波形见教材P374图8.38(b )所示。 3)振荡周期

波形发生电路实验报告

波形发生电路实验报告 班级 姓名 学号

一、实验目的 1. 掌握由集成运放构成的正弦波振荡电路的原理与设计方法。 2. 学习电压比较器的组成及电压传输特性的测试方法。 3. 掌握由集成运放构成的矩形波和三角波振荡电路的原理与设计方法。 二、实验内容 1. 正弦波发生电路 (1)实验参考电路见图1。 (2)缓慢调节电位器R W,观察电路输出波形的变化,完成以下测试: ①R W为0Ω 时的u O的波形; ②调整R W使电路刚好起振,记录u O的幅值、频率及R W的阻值; ③调整R W使输出为不失真的正弦波且幅值最大,记录u O幅值、频率及R W的阻值; ④将两个二极管断开,观察R W从小到大变化时输出波形的变化情况。 2. 方波- 三角波发生电路 (1)实验参考电路见图2。 (2)测试滞回比较电路的电压传输特性 将图2 电路的第一级改造为滞回比较电路,在输入端输入合适的测试信号,用示波器X-Y模式观测电压传输特性曲线并记录阈值电压和u O1的幅值。

(3)测量图2电路u O1、u O2波形的幅值、周期及u O1波形的上升和下降时间。 3.矩形波- 锯齿波发生电路 修改电路图2,使之成为矩形波- 锯齿波发生电路。要求锯齿波的逆程(电压下降)时间大约是正程时间的20%,记录u O1、u O2的幅值、周期。 三、实验要求 1. 实验课上搭建硬件电路,记录各项测试数据。 2. 完成正弦波电路的实验后在面包板上保留其电路,并使其输出电压U o在1-3V范围内连续可调。 四、预习计算 1.正弦波振荡电路 起振条件为|A|略大于3,刚起振时幅值较小,认为二极管还未导通,即R4+R W R2 +1略大于3,即R W略大于10kΩ时刚好起振,随着R W的增大,振幅会增大,当R W过大时波形会出现失真。 振荡频率由RC串并联选频网络决定,f0=1 2πR1C1 ≈106.1Hz 2.方波- 三角波发生电路 滞回比较器的阈值电压±U T=±R2 R1 U Z=±2.9V,测试滞回比较电路时将R2与运放A2的输出端断开,改接输入信号(三角波为宜)。 方波(u O1)的幅值为U Z=5.8V,三角波(u O2)的幅值为U T=2.9V。 U T=?1 4 (?U Z) T ?U T U T=R2 1 U Z 解得:T=4R2R4C R1 =0.4ms,即u O1和u O2的周期为0.4ms。 3.矩形波- 锯齿波发生电路 只需让电容充放电回路的时间常数不一样即可。电路原理图如下:

LM324的波形变换电路(DIY)

集成运放LM324的波形变换电路设计 一、设计目的 1、掌握LM324的应用 2、掌握三角波产生器、加法器、滤波器、比较器的设计 二、设计原理 1、原理:LM324内部包括有四个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。 2、LM324的特点: 1、内部频率补偿 2、直流电压增益高(约100dB) 3、单位增益频带宽(约1MHz) 4、电源电压范围宽:单电源(3—32V)、双电源(±1.5—±16V) 5、低功耗电流,适合于电池供电 6、低输入偏流、低输入失调电压和失调电流 7、共模输入电压范围宽,包括接地 8、差模输入电压范围宽,等于电源电压范围 9、输出电压摆幅大(0至VCC-1.5V) 3、LM324引脚图 4、LM324内部电路图

三、实验设备与器件 1、基本元件清单 LM324芯片、导线若干、铁丝、14脚插槽、二极管(IN4700A) 电阻: 680、1K 、2K 、3K 、10K 、47K 、20K 、30K 、100K 、1M 电位器 :2K 、10K 、20K 、50K 电容:0.3uF 、0.001uF 、0.1uF 、10uF 电路板 1块 2、实验仪器 直流电源、双踪示波器、数字万用表、信号发生器。 四、设计要求 使用一片通用四运放芯片 LM324组成电路框图见图1(a),实 现下述功能: 使用低频信号源产生)V (2sin 1.001t f u i π=,z f H 5000=的正弦波信号,加至加法器的输入端,加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ,1o u 如图1(b)所示,ms T 5.01=,允许1T 有±5%的误差。

波形发生电路(自激振荡电路)

https://www.doczj.com/doc/e914225005.html,/v_show/id_XNzQxNjQyNzY=.html 第八章波形发生电路(自激振荡电路) 8.1 正弦波发生电路原理 8.2 RC正弦波振荡电路 8.3 LC正弦波振荡器 8.4 石英晶体振荡器(简称晶振) 波形发生电路的基本类型有两种:正弦波发生电路与非正弦波发生电路。 §8.1 正弦波发生电路原理 正弦波发生电路通常称为正弦波振荡器。是模拟电子电路的一种重要形式。特点是不需要外加任何输入信号就能根据要求而输出特定频率的正弦波信号。这种特点称为“自激振荡”。 波形发生电路是非常典型的正反馈放大电路。 一、产生自激振荡的条件 假设图示电路中:先通过输入一个正弦波 信号,产生一个输出信号,此时,以极快的速度 使输出信号,通过反馈网络送到输入端,且使 反馈信号与原输入信号“一模一样”,同时切断原输入信号,由

于放大器本身不能识别此时的输入究竟来自信号源,还是来自本身的输出,既然切换前后的输入信号“一模一样”,放大器就一视同仁地给予放大,形成: 输出→反馈→输入→放大→输出→反馈→…… 这是一个循环往复的过程,放大器就构成了一个“自给自足”的自激振荡器。 上述假设指出:只有反馈到输入端的信号与原输入信号“一模一样”。才能产生自激振荡,“一模一样”就是自激振荡的条件——亦称平衡条件。 i U U =5 是正弦波,而描述正弦波的三要素是:振幅、 频率和相位。 i U U =5 振幅相等;相位相同(若相位总相同,则频 率和初相一定都相等) 因为自激振荡是一个正反馈放大器,故可用反馈的概念来描述振荡条件。 当 f i U U =时 u u i u u i f A F U U A F U U ===11

第六章波形产生与变换电路

第六章 波形的产生与变换电路 6.1基本要求 1.熟练掌握正弦波振荡器产生振荡的相位平衡条件和幅值平衡条件。 2.熟练掌握桥式、变压器反馈式、三点式振荡器的结构、相位条件的判别和振荡频率的计算。 3.熟悉桥式振荡器的幅值条件,了解其稳幅措施。 4.了解石英晶体振荡器的工作原理。 5.熟练掌握各种比较器的结构、工作原理及参数的计算。 6.熟悉集成运放组成的方波、三角波、锯齿波发生器的工作原理和输出波形。 6.2 解答示例及解题技巧 题6-3解:(a )不能产生正弦振荡。 此电路欲构成RC 桥式振荡器,桥式振荡器是由基本放大器和正反馈网络(同时具有选频功能)构成的。此电路中的运放与10k 、20k 电阻是基本放大器部分,应为负反馈放大器;RC 串并联网络是正反馈网络部分,应引正反馈(f =f 0时)至运放的同相输入端。但本电路中的放大器却构成了正反馈,而RC 串并联网络却引入了负反馈。所以不能产生正弦振荡。若将运放的反相输入端与同相输入端互换,便可以使基本放大器的相移ΦA =0o ,RC 串并联网络的相移ΦF =0(f =f 0时),从而满足振荡的相位条件ΦA +ΦF =0o 。 (b )不能产生正弦振荡。 此电路欲构成RC 移相式振荡器。它的移相网络作为反馈网络,同时具有选频功能。但此电路中放大器部分是共基极放大器,ΦA =0o ,移相网络的相移ΦF 在0o ~270o 之间变化,其中当ΦF =0o 时,对应频率趋近无穷大,这意味着当频率趋近无穷时,电路才能满足振荡的相位条件ΦA +ΦF =0o ,显然是不可能做到的,所以不能产生正弦振荡。须将移相网络的反馈连线由BJT 的发射极改至基极,构成共射放大器,这样可以使ΦA =180o ,而在有限的频率范围内又可以在某一频率上得到ΦF =180o ,使 ΦA +ΦF =360o ,满足振荡的相位条件。 (c )可以产生正弦振荡。 此电路构成了RC 桥式振荡器。其中的差放是基本放大器,RC 串并联网络是正反馈网络部分,由于ΦA =0o ,ΦF =0(f =f 0时),可以使ΦA +ΦF =0o ,所以能产生正弦振荡。 (d )不能产生正弦振荡。 此电路欲构成RC 移相式振荡器。但放大器部分的输入端接错了位置。应将2R 电阻与移相网络的连线断开,改接至移相网络的最后一级RC 之间。另将移相网络的电阻R 下端接地。这样才可以构成正确的振荡电路,在这个电路中,ΦA =180o ,ΦF =180o (某频率上),可以使ΦA +ΦF =360o ,满足振荡的相位条件。 题6-4 解:(1)此电路为RC 桥式振荡器,当电路振荡时,RC 串并联网络的反馈系数为 3 1 。

方波产生和波形变换电路

XXXXXXXX学院 课程设计说明书 课程名称:电力电子技术 设计题目:方波产生和波形变换电路 班级:XXXXXXXXXXXXXXX 姓名:XXXX 学号:XXXXXXXXXXX 指导老师:XXXX 设计时间:XXXXXXXXXXXXX

摘要 波形发生器广泛地应用于各大院校和科研场所。随着科技的进步,社会的发展,单一的波形发生器已经不能满足人们的需求,而我们设计的正是多种波形发生器。本设计将介绍由集成运算放大器组成的方波-----三角波----正弦波函数发生器的设计方法,了解多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点,进一步掌握波形参数的测试方法。制作这种低函数信号发生器成本较低,适合学生学习电子技术测量使用。制作时只需要个别的外部元件就能产生从1—10HZ,10—100HZ的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。其中比较器与积分电路和反馈网络(含有电容元器件)组成振荡器,其中比较器产生的方波通过积分电路变换成了三角波,电容的充,放电时间决定了三角波的频率。最后利用差分放大器传输特性曲线的非线性特点将三角波转换成正弦波。 电压比较器实现方波的输出,又连接积分器得到三角波,并通过三角波-正弦波转换电路看到正弦波,得到想要的信号。 NI Multisim 软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真,能过快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。本设计就是利用Multisim软件进行电路图的绘制并进行仿真。 关键字:波形、比较器、积分器、Multisim

Abstract Waveform generator is widely used in universities and scientific research. With the progress of science and technology, the development of the society, a single waveform generator has can't satisfy people's needs, and our design is a variety of waveform generator. This design introduces the integrated operational amplifier composed of square wave -- -- -- -- -- the design method of the triangle wave, sine wave function generator, understand the multi-function integrated circuit functions and characteristics of function signal generator, further grasp the waveform parameter test methods. To make this kind of function signal generator with low cost, suitable for students learning electronic technology measure. Need only when making individual external components can produce from 1-10 hz, 10-100 hz low distortion of sine wave, triangular wave and square wave pulse signal. The output waveform frequency and duty ratio can also be controlled by current or resistance. The comparator and integral circuit and the feedback network (containing the capacitance component) oscillator, the comparator of square wave by integrating circuit transformation becomes a triangle wave, capacitance charging, discharge time determines the frequency of the triangular wave. Finally using the nonlinear characteristics of the differential amplifier transmission characteristic curve of converting triangular wave into sine wave. Voltage comparator for the square wave output, and connect the integrator by triangle wave, and see the sine wave by triangle wave, sine wave conversion circuit, achieve the desired signal. NI Multisim software combines intuitive capture and functional simulation, can quickly, easily and effectively carried out on the circuit design and verification. This design is to use Multisim software to draw and carry on the simulation of circuit diagram. Key words: waveform, comparator, integrator, Multisim

第7章波形发生电路习题及习题解答

7-1判断下面所述的正误 1. 串联型石英晶体振荡电路中,石英晶体相当于一个电感而起作用。() 2. 电感三点式振荡器的输出波形比电容三点式振荡器的输出波形好。() 3. 反馈式振荡器只要满足振幅条件就可以振荡。 () 4. 串联型石英晶体振荡电路中,石英晶体相当于一个电感而起作用。() 5. 放大器必须同时满足相位平衡条件和振幅条件才能产生自激振荡。() 6. 正弦振荡器必须输入正弦信号。 () 7. LC振荡器是靠负反馈来稳定振幅的。() 8. 正弦波振荡器中如果没有选频网络,就不能引起自激振荡。() 9. 反馈式正弦波振荡器是正反馈一个重要应用。 () — 10. LC正弦波振荡器的振荡频率由反馈网络决定。 () 11. 振荡器与放大器的主要区别之一是:放大器的输出信号与输入信号频率相同, 而振荡器一般不需要输入信号。 () 12. 若某电路满足相位条件(正反馈),则一定能产生正弦波振荡。() 13. 正弦波振荡器输出波形的振幅随着反馈系数F的增加而减小。()7-2并联谐振回路和串联谐振回路在什么激励下(电压激励还是电流激励)才能产生负斜率的相频特性 解:并联谐振回路在电流激励下,回路端电压V 的频率特性才会产生负斜率的相频特性,如图(a)所示。串联谐振回路在电压激励下,回路电流I 的频率特性才会产生负斜率的相频特性,如图(b)所示。 7-3电路如题7-3图所示,试求解:(1)R W的下限值;(2)振荡频率的调节范围。 ^ 题7-3图 解:(1) 根据起振条件

''2,2f W W R R R R k +>>Ω 故R w 的下限值为2k Ω。 (2) 振荡频率的最大值和最小值分别为 0max 11 1.62f kHz R C π= ≈, 0min 1211452()f Hz R R C π=≈+ 7-4 在题7-4图所示电路中,已知R 1=10k Ω,R 2=20k Ω,C = μF ,集成运放的最大输出电压幅 值为±12V ,二极管的动态电阻可忽略不计。(1)求出电路的振荡周期;(2)画出u O 和u C 的波形。 题7-6图 解7-6图 解:(1)振荡周期: 12()ln 3 3.3ms T R R C ≈+≈ (2)脉冲宽度:11ln 3 1.1T R C mS ≈≈ ) ∴u O 和u C 的波形如解7-6图所示。 7-5 试判断如图所示各RC 振荡电路中,哪些可能振荡,哪些不能振荡,并改正错误。图中, C B 、C C 、C E 、C S 对交流呈短路。

实验七:波形发生电路

东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称:电子线路实践 第七次实验 实验名称:波形发生电路 院(系):信息科学与工程学院专业:信息工程姓名:学号: 实验室: 实验组别: 同组人员:实验时间:2013/5/17 评定成绩:审阅教师:

实验七 波形发生电路 一、实验目的 1、 掌握正弦信号和非正弦信号产生的基本原理和基本分析方法,电路参数的计算方法,各 参数对电路性能的影响。 2、 了解各种波形之间变换方法,重点是正弦波、方波、三角波之间的变换。 3、 掌握多级电路的安装调试技巧,掌握常用的频率测量方法。 二、设计原理 1、 正弦波信号发生电路分析计算(图8-1): (I) 放大器为同相放大器,其增益为 1F f R R + (II) 对于RC 串并联电路 1// 1111()(//)3()o R V j C V R R j RC j C j C RC ωωωωω+==+++- (III) 为了保证正反馈,该RC 串并联网络在振荡频率f 0时的相移必须为0,即上式中分 母的虚部系数在f 0时为0,即RC f RC f 00212ππ= ,由此推出RC f π21 0= (IV) 由于振荡频率f 0时 3 1 =+V V O ,所以为了保证满足环路增益大于1的起振条件,放大器的增益必须略大于3,即 F f R R 略大于2,当振荡器稳定是环路增益为1,放大器的增益为3, 2F f R R = 2、 矩形波信号发生电路分析计算(图8-4,R D1、R D2是二极管D1、D2的导通电阻): (I) 当U 0为正值的时候,二极管D1导通,D2截止,电容C 充电的时间常数为: 1111()W D R R R C τ=++

波形产生电路实验报告

波形产生电路实验报告 一、实验目的 1. 通过实验掌握由集成运放构成的正弦波振荡电路的原理与设计方法; 2. 通过实验掌握由集成运放构成的方波(矩形波)和三角波(锯齿波)振荡电路的原理与设计方法。 二、实验内容 1. 正弦振荡电路 实验电路图如下图所示,电源电压为。 U1A LF347N 3 2 11 4 1 R116kΩ R2 16kΩR310kΩR410kΩC10.01μF C20.01μF R847kΩKey=A 37.9 %D2D1 212V VDD -12V VCC VDD 5 3 4 1 (1)缓慢调节电位器,观察电路输出波形的变化,解释所观察到的现象。 (2)仔细调节电位器 ,使电路输出较好的正弦波形,测出振荡频率和幅度以及相 对 应的之值,分析电路的振荡条件。 (3)将两个二极管断开,观察输出波形有什么变化。 2. 多谐振荡电路 (1)按图 2 安装实验电路(电源电压为±12V )。观测、 波形的幅度、周期(频 率)以及的上升时间和下降时间等参数。 (2)对电路略加修改,使之变成矩形波和锯齿波振荡电路,即 为矩形波, 为 锯齿波。要求锯齿波的逆程(电压下降段)时间大约是正程(电压上升段)时间的 20% 左右。观测 、 的波形,记录它们的幅度、周期(频率)等参数。 3. 设计电路测量滞回比较器的电压传输特性。

三、预习计算与仿真 1. 预习计算 (1)正弦振荡电路 由正反馈的反馈系数为: f 1 12 0o 013V Z F Z Z V j ωωωω? ? ? = = = +??+- ? ?? 由此可得RC 串并联选频网络的幅频特性与相频特性分别为 2 00231? ??? ??-+= ωωωωF 0F arctan 3 ωωωω φ-=- 易知当RC 1 0==ωω时,?f V 和?o V 同相,满足自激振荡的相位条件。 若此时f 3v A >,则可以满足f 1v A F >,电路起振,振荡频率为 000 111 994.7Hz 1.005ms 2216k 10nF f T RC f ππ= ====?Ω?,。 若要满足自激振荡,需要满足f v A F 在起振前略大于1,而max 1 3 F =,令f 3v A =,即满足条件的R w 应略大于10kΩ。 (2)多谐振荡电路 对 电 路 的 滞 回 部 分 , 输出电压 ,当时,可 以得到。

波形发生电路的设计

《波形发生电路的设计》 课程设计报告 班级 任务分工:课程设计任务书下来后我们四个首先开始进行了理论上的讨论,然后根据任务要求确定了方案,上网查找搜寻了资料。最后根据方案来进行设计电路原理图,原理图经分析无误后,再经仿真软件进行仿真一直能满足任务要求为止,针对专业技术不足,我们多方讨论,多搜索资料,查阅书籍,一起书写课程任务书以及焊接电路板。设计时间:2013年7月8日——2013年7月12日 指导教师:冯勇鑫 目录 课题一波形发生器 (2)

1 题目 (2) 2 主要技术指标 (2) 3 方案论证及选择 (2) 4 系统组成框图 (3) 5 单元电路设计及说明 (5) (1)正弦波 (6) (2)方波 (8) (3)三角波 (10) 6 电路仿真 (6) 7 总体电路图 (7) 8 元件清单 (13) 9 调试过程及测试结果 (13) (1)调试步骤 (13) (2)调试结果 (14) 10 参考文献 (14) 11 个人总结 (14)

课题:波形发生电路的设计 一、课程设计的目的与要求(含设计指标) 任务:波形发生电路 要求:用集成运放设计正弦波—方波—三角波发生电路。其中正弦波振荡频率为160H Z,幅度为10V;方波频率与正弦波相同,输出电压幅度为6V;三角波频率与正弦波相同,幅度为4V。 二、方案论证及选择 ①方波产生电路是一种能够直接产生方波或矩形波的非正弦信号发生电路。由于方波包含了极丰富的谐波,因此,这种电路又成为多谐振荡电路。这是在迟滞比较器的基础上连了一个积分电路,把输出电压经R,f, C反馈到集成运放的反向端。在运放的输出端引入限流电阻R和两个背靠背的稳压管就组成了一个双向方波发生的电路。 ②三角波产生电路主要是积分电路的正向和反向充放电时间常数相等。即与锯齿波产生的差别。积分电路利用虚地的概念,电容C存在的漏电流也是产生误差的原因之一,选用泄漏电阻大的电容器可减少这种误差。 ③从结构上看,正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选

第7章波形发生电路习题及习题解答分析

7-1 判断下面所述的正误 1. 串联型石英晶体振荡电路中,石英晶体相当于一个电感而起作用。 ( ) 2. 电感三点式振荡器的输出波形比电容三点式振荡器的输出波形好。 ( ) 3. 反馈式振荡器只要满足振幅条件就可以振荡。 ( ) 4. 串联型石英晶体振荡电路中,石英晶体相当于一个电感而起作用。 ( ) 5. 放大器必须同时满足相位平衡条件和振幅条件才能产生自激振荡。 ( ) 6. 正弦振荡器必须输入正弦信号。 ( ) 7. LC 振荡器是靠负反馈来稳定振幅的。 ( ) 8. 正弦波振荡器中如果没有选频网络,就不能引起自激振荡。 ( ) 9. 反馈式正弦波振荡器是正反馈一个重要应用。 ( ) 10. LC 正弦波振荡器的振荡频率由反馈网络决定。 ( ) 11. 振荡器与放大器的主要区别之一是:放大器的输出信号与输入信号频率相同, 而振荡器一般不需要输入信号。 ( ) 12. 若某电路满足相位条件(正反馈),则一定能产生正弦波振荡。 ( ) 13. 正弦波振荡器输出波形的振幅随着反馈系数F 的增加而减小。 ( ) 7-2 并联谐振回路和串联谐振回路在什么激励下(电压激励还是电流激励)才能产生负斜率 的相频特性? 解:并联谐振回路在电流激励下,回路端电压V 的频率特性才会产生负斜率的相频特性,如图(a)所示。串联谐振回路在电压激励下,回路电流I 的频率特性才会产生负斜率的相频特性,如图(b)所示。 7-3 电路如题7-3图所示,试求解:(1)R W 的下限值;(2)振荡频率的调节范围。 题7-3图 解:(1) 根据起振条件 ''2,2f W W R R R R k +>>Ω 故R w 的下限值为2k Ω。 (2) 振荡频率的最大值和最小值分别为 0max 11 1.62f kHz R C π= ≈, 0m i n 1211452()f Hz R R C π=≈+ 7-4 在题7-4图所示电路中,已知R 1=10k Ω,R 2=20k Ω,C = 0.01μF ,集成运放的最大输出电

波形发生电路

波形发生电路 一:主要技术指标 用集成运放设计正弦波—方波—三角波发生电路。其中正弦波振荡频率为160HZ,幅度为10V;方波频率与正弦波相同,输出电压幅度为6V;三角波频率与正弦波相同,幅度为4V。 二:方案论证及选泽 经过仔细的讨论验证,最后决定采用使用以下方案。用正弦波振荡电路产生正弦波,然后把运放的同相端接地,把输出的正弦波接到运放的反相端,再在运放的输出端接上稳压值即可得到方波。最后由积分电路产生三角波。这就是我们组最终决定的电路方案。 三:组成框图 四、总体电路图

五、单元电路的设计及说明 1、如图1所示正弦波振荡电路,在放大电路的输入端外接一定频率、一定幅度的正弦波信号,经过基本放大电路和反馈网络所构成的环路传输后,在反馈网络的输出端得到反馈信号,如果与在大小和相位上都一致,那么,就可以除去外接信号,而将反馈输出端与输入端连接在一起形成闭环系统,输出可以维持一样的输出信号。由于,不难得到正弦波振荡电路的振荡条件:

上两式分别称之为振幅平衡条件和相位平衡条件。 正弦波振荡电路在实际工作中是没有外部输入的,要能够在上电后自身建立振荡,就是要使电路自激,从而产生持续的振荡。那么自激的因素从何而来?由于电路中存在噪声,它的频普分布很广泛,如果正弦波振荡电路中存在有选频网络,就可以从中选择与选频网络谐振频率相同的频率成份,经过正反馈放大,使输出幅度越来越大;当幅度达到一定要求时,再等幅输出。因此,实际正弦波振荡电路是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路,起始振荡时, ;当幅度达到一定值时,进行等幅振荡输出。 正弦波振荡电路中的选频网络可以设置在中,也可以设置在中;可以由元件组成,也可以由元件组成。用元件组成的振荡电路一般用来产生范围内的低频信号,用元件组成的振荡电路一般用来产生 以上的高频信号。 图XX_01是RC桥式振荡电路的原理电路,这个电路由两部分组成,即放大 电路和选频网络。选频网络(即反馈网络)的选频特性已知,在 处,RC串并联反馈网络的,,根据振荡平衡条件和 ,可知放大电路的输出与输入之间的相位关系应是同相,放大电路的电压增益不能小于3,即用增益为3(起振时,为使振荡电路能自行建立振荡, 应大于3)的同相比例放大电路即可。根据这个原理组成的电路如图 XX_01所示,由于Z 1、Z 2 和R 1 、R f 正好形成一个四臂电桥,电桥的对角线顶点接 到放大电路的两个输入端,因此这种振荡电路常称为RC桥式振荡电路。①。

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