大學(xué)課件 模擬電子技術(shù) 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換

模 擬 電 子 技 術(shù)第 8章 波 形 的 發(fā) 生 與 信 號(hào)的 轉(zhuǎn) 換小 結(jié)8.2 正 弦 波 振 蕩 電 路8.4 非 正 弦 波 發(fā) 生 電 路8.1 概 述8.3 電 壓 比 較 器8.5 利 用 集 成 運(yùn) 放 實(shí) 現(xiàn) 信 號(hào) 的 轉(zhuǎn) 換 模 擬 電 子 技 術(shù)信 號(hào) 產(chǎn) 生 電 路 (振 蕩 器 Oscillators)分 類 ：正 弦 波 振 蕩非 正 弦 波 振 蕩 RC 振 蕩 器 (1 kHz 數(shù) 百 kHz)LC 振 蕩 器 (幾 百 kHz 以 上 )石 英 晶 體 振 蕩 器 (頻 率 穩(wěn) 定 度 高 )方 波 、 三 角 波 、 鋸 齒 波 等主 要 性 能 要 求 ： 輸 出 信 號(hào) 的 幅 度 準(zhǔn) 確 穩(wěn) 定輸 出 信 號(hào) 的 頻 率 準(zhǔn) 確 穩(wěn) 定 模 擬 電 子 技 術(shù)8.2.1 正 弦 波 振 蕩 的 條 件8.2.2 RC 正 弦 波 振 蕩 電 路8.2.3 LC 正 弦 波 振 蕩 電 路8.2.4 石 英 晶 體 正 弦 波 振 蕩 電 路 模 擬 電 子 技 術(shù)8.2.1 正 弦 波 振 蕩 的 條 件一 、 振 蕩 條 件放 大 器反 饋 網(wǎng) 絡(luò)Ui AF UoUf RL微 弱 的 電 擾 動(dòng) 中 ， 某 一 頻率 成 分 通 過 正 反 饋 逐 漸 放大 ， 則 產(chǎn) 生 正 弦 振 蕩 。 振 幅 平 衡 條 件 2 FAAF n 相 位 平 衡 條 件n = 0, 1, 2, 1AF ioUUA ofUUF FA 1 模 擬 電 子 技 術(shù)二 、 起 振 條 件起 振 條 件 2AF n 放 大 器A反 饋 網(wǎng) 絡(luò)F UoUfUi 1/F AF = 1O uiuo Auo A F 1 AF 3， 穩(wěn) 幅 后 Au = 3。熱 敏 電 阻 穩(wěn) 幅 )/1( 1fuff RRART正 溫 度 系 數(shù) 負(fù) 溫 度 系 數(shù) 模 擬 電 子 技 術(shù) Au 1 + R2/R1 = 3 為 使 失 真 小 ： R2 2R1 R3Au 1 + (R2+ R3)/R1 3起 振 時(shí) 信 號(hào) 小 ，二 極 管 電 阻 大12.4 k R2 8.1 kf0 = 1.94 kHzRCf 2 10二 極 管 穩(wěn) 幅R1 R2 oUV1V2R38.2 k6.2 k 22 k 4.3 k0.01 F8.2 k 0.01 F 模 擬 電 子 技 術(shù)振 蕩 頻 率 可 調(diào) 的 RC串 并 聯(lián) 選 頻 網(wǎng) 絡(luò)用 雙 層 波 段 開 關(guān) 接 不同 的 電 容 ， 作 為 振 蕩頻 率 f0的 粗 調(diào)用 同 軸 電 位 器實(shí) 現(xiàn) f 0的 微 調(diào) 例 ： 已 知 電 容 的 取 值 分 別 為 0.01F、0.1 F、 1 F、 10 F， 電 阻 R=50，電 位 器 Rw=10k 。試 問 ： f0的 調(diào) 節(jié) 范 圍 ？:解 RCf 2 10 HzCRRf w 59.12 1 maxmin0 kHzRCf 3182 1 minmax0 kHzHzf 31859.10的 調(diào) 節(jié) 范 圍 約 為。LC ，。MHz ；，RC 正 弦 波 振 蕩 電 路用 應(yīng) 選當(dāng) 振 蕩 頻 率 較 高 時(shí)以 下 的 正 弦 波用 于 產(chǎn) 生 振 蕩 頻 率 可 調(diào) 范 圍 寬形 好正 弦 波 振 蕩 電 路 輸 出 波1 模 擬 電 子 技 術(shù)例 一 ： 電 路 如 圖 所 示 ， 試 求 解 ：（ 1） Rw的 下 限 值 ；（ 2） 振 蕩 頻 率 的 調(diào) 節(jié) 范 圍 。 :解 )1( 得由 起 振 條 件 ，RRR wf 2 kRw 2 kR w 2的 下 限 值 為故)2( 為振 蕩 頻 率 0f CRRf )(2 1 210 Hzf 1451001.010)10010(2 1 63min0 kHzf 59.11001.010102 1 63max0 模 擬 電 子 技 術(shù)例 二 ： 電 路 如 圖 所 示 ， 穩(wěn) 壓 管 DZ起 穩(wěn) 幅 作 用 ， 其 穩(wěn) 定 電壓 UZ= 6V。 試 估 算 ：（ 1） 輸 出 電 壓 不 失 真 情 況 下 的 有 效 值 ；（ 2） 振 蕩 頻 率 。 :解 )1( 得由 幅 值 條 件 ， 12RRf )2( 12 RZ UU 而 1RZO UUU 輸 出 電 壓 的 有 效 值 為25.1 ZOm UU 電 路 的 振 蕩 頻 率RCf 2 10 V36.6 ZH95.9 ZU5.1 模 擬 電 子 技 術(shù)思 考 ： 試 將 圖 示 電 路 合 理 連 線 ， 組 成 RC橋 式 正 弦 波 振 蕩 電 路 ， 并 求 出 振 蕩 頻率 和 起 振 條 件 。 分 析 ： RCf 2 1 0 振 蕩 頻 率 kHz1起 振 條 件 12RRf kRf 2即 （ 略 大 于 ） + +- 模 擬 電 子 技 術(shù)思 考 ： 電 路 如 圖 所 示 。 （ 1） 為 使 電 路 產(chǎn) 生 正 弦 波 振 蕩 ， 標(biāo) 出 集 成 運(yùn) 放 的 “ ” 和 “ ” ； 并 說明 電 路 是 哪 種 正 弦 波 振 蕩 電 路 。 （ 2） 若 R1短 路 ， 則 電 路 將 產(chǎn) 生 什 么 現(xiàn) 象 ？ （ 3） 若 R1斷 路 ， 則 電 路 將 產(chǎn) 生 什 么 現(xiàn) 象 ？ （ 4） 若 RF短 路 ， 則 電 路 將 產(chǎn) 生 什 么 現(xiàn) 象 ？ （ 5） 若 RF斷 路 ， 則 電 路 將 產(chǎn) 生 什 么 現(xiàn) 象 ？ 模 擬 電 子 技 術(shù)二 、 RC 移 相 式 振 蕩 電 路 （ 補(bǔ) 充 ） 一 節(jié) RC 環(huán) 節(jié)移 相 90二 節(jié) RC 環(huán) 節(jié)移 相 180三 節(jié) RC 環(huán) 節(jié)移 相 270RCf 62 1 0 對(duì) 于 的 信 號(hào) ， 180F 180A 0 AF 滿 足 相 位 平 衡 條 件優(yōu) 點(diǎn) ： 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單缺 點(diǎn) ： 選 頻 特 性 差 ， 輸 出 波 形 差C R RfR oUCRC 模 擬 電 子 技 術(shù)8.2.3 LC 正 弦 波 振 蕩 電 路類 型 ： 變 壓 器 反 饋 式 、 電 感 三 點(diǎn) 式 、 電 容 三 點(diǎn) 式一 、 變 壓 器 反 饋 式 LC 振 蕩 電 路LrCI s. L 的 等效 損 耗電 阻 )j(j 1 )j(j 1 LrC LrCZ )1(j1 / CrrLrCL (一 ) LC 并 聯(lián) 回 路 的 特 性Z 模 擬 電 子 技 術(shù)1. 諧 振 頻 率 f0 1 0 ，LC LCf 2 10 2. 諧 振 阻 抗 Z0 rCLZ 03. 回 路 品 質(zhì) 因 數(shù) Q CLrCrrLQ 1100 CQLQZ 00 0選 頻 網(wǎng) 絡(luò) 的 損 耗 愈 小 ； 諧 振 頻 率 相 同 時(shí) ， 電 容 容 量 愈 小 ， 電感 數(shù) 值 愈 大 ， 品 質(zhì) 因 數(shù) 愈 大 ， 將 使 得 選 頻 特 性 愈 好 。 模 擬 電 子 技 術(shù)4. 頻 率 特 性 )1(j1 / rCrLrCLZ )/(j1 000 ffffQ Z 0Z Z 0 Q 大Q 小 0 f9090Q 增 大幅 頻 特 性 相 頻 特 性Q值 愈 大 ， 曲 線 愈 陡 ， 選 頻 特 性 愈 好 。 模 擬 電 子 技 術(shù)5. 并 聯(lián) 諧 振 的 本 質(zhì) 電 流 諧 振Lu Cr + i iL iC1) Z = Z0 呈 純 阻2)形 成 環(huán) 流 ， 大 小 是 總 電 流 的 Q 倍IQIL LQIZZII LLC 000CL II IC ILUI 模 擬 電 子 技 術(shù)選 頻 放 大 電 路 電 壓 放 大 倍 數(shù) beu r ZA 這 是 以 LC并 聯(lián) 網(wǎng) 絡(luò) 作 為 共 射 放 大 電 路的 集 電 極 負(fù) 載 。 根 據(jù) LC并 聯(lián) 網(wǎng) 絡(luò) 的 頻率 特 性 ， 當(dāng) f=f0時(shí) ， 電 壓 放 大 倍 數(shù) 的數(shù) 值 最 大 ， 且 無 附 加 相 移 。 對(duì) 于 其 余頻 率 的 信 號(hào) ， 電 壓 放 大 倍 數(shù) 不 但 數(shù) 值減 小 ， 而 且 有 附 加 相 移 。 電 路 具 有 選頻 特 性 ， 故 稱 之 為 選 頻 放 大 電 路 。 若在 電 路 中 引 入 正 反 饋 ， 并 能 用 反 饋 電 壓 取 代 輸 入 電 壓 ， 則 電 路 就 成 為 正 弦波 振 蕩 電 路 。 模 擬 電 子 技 術(shù)（ 二 ） 變 壓 器 反 饋 式 振 蕩 電 路為 使 反 饋 電 壓 與輸 入 電 壓 同 相 ，同 名 端 標(biāo) 注 如 圖 。當(dāng) 反 饋 電 壓 取 代輸 入 電 壓 時(shí) ， 就得 到 變 壓 器 反 饋式 振 蕩 電 路 。 正 反 饋在 選 頻 放 大 電 路 中 引 入為 使 反 饋 電 壓 與輸 入 電 壓 同 相 ，同 名 端 標(biāo) 注 如 圖 。當(dāng) 反 饋 電 壓 取 代輸 入 電 壓 時(shí) ， 就得 到 變 壓 器 反 饋式 振 蕩 電 路 。 正 弦 波 振 蕩分 析 電 路 是 否 可 能 產(chǎn) 生四 個(gè) 組 成 部 分首 先 觀 察 電 路 是 否 包 含 正 常 放 大進(jìn) 而 檢 查 放 大 電 路 能 否交 流 通 路 衡 條 件斷 電 路 是 否 滿 足 相 位 平然 后 利 用 瞬 時(shí) 極 性 法 判+ ui + +uf 滿 足 幅 值 平 衡 條 件必 要 時(shí) 再 判 斷 電 路 是 否CLf 2 10振 蕩 頻 率起 振 條 件 MCRrbe 優(yōu) 缺 點(diǎn) :易 于 振 蕩 ， 輸 出 電 壓 波 形 失 真 不 大 ， 應(yīng) 用 范圍 廣 泛 。 但 由 于 輸 出 電 壓 與 反 饋 電 壓 靠 磁 路 耦 合 ，因 而 耦 合 不 緊 密 ， 損 耗 較 大 ， 振 蕩 頻 率 f0的 穩(wěn) 定 性 不高 。 用 于 產(chǎn) 生 幾 kHz至 幾 十 MHz的 正 弦 波 。反 饋 電 壓 的 極 性 與 輸 入 電 壓 相 同 ， 故電 路 滿 足 正 弦 波 振 蕩 的 相 位 條 件 。 同 名 端 同 極 性 模 擬 電 子 技 術(shù)變 壓 器 反 饋 式 振 蕩 電 路LC +VCCTR ERB1RB2 CECB 180A 180F 0AF滿 足 相 位 平 衡 條 件LCf 2 10 同 名 端 同 極 性 模 擬 電 子 技 術(shù)二 、 電 感 三 點(diǎn) 式 振 蕩 電 路 將 N1和 N2合 并 為 一 個(gè) 線 圈 ，克 服 耦 合 不 緊 密 的 缺 點(diǎn) 。 為了 加 強(qiáng) 諧 振 效 果 ， 將 電 容 C跨 接 在 整 個(gè) 線 圈 兩 端 。 交 流 通 路+ui +uf+ cbeCMLLf )2(2 1210 振 蕩 頻 率起 振 條 件 LbeRrML ML 21 優(yōu) 缺 點(diǎn) :放 大 電 路 和 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 耦 合 緊 密 ， 易 振 ， 輸 出波 形 含 高 次 諧 波 ； 用 于 產(chǎn) 生 幾 kHz至 幾 十 MHz的 正 弦波 ， 改 變 選 頻 網(wǎng) 絡(luò) 的 電 容 容 量 可 得 較 寬 的 振 蕩 頻 率范 圍 。 正 弦 波 振 蕩分 析 電 路 是 否 可 能 產(chǎn) 生四 個(gè) 組 成 部 分首 先 觀 察 電 路 是 否 包 含 正 常 放 大進(jìn) 而 檢 查 放 大 電 路 能 否 衡 條 件斷 電 路 是 否 滿 足 相 位 平然 后 利 用 瞬 時(shí) 極 性 法 判 滿 足 幅 值 平 衡 條 件必 要 時(shí) 再 判 斷 電 路 是 否反 饋 電 壓 的 極 性 與 輸 入 電 壓 相 同 ， 故電 路 滿 足 正 弦 波 振 蕩 的 相 位 條 件 。 模 擬 電 子 技 術(shù)三 、 電 容 三 點(diǎn) 式 振 蕩 電 路 正 弦 波 振 蕩分 析 電 路 是 否 可 能 產(chǎn) 生四 個(gè) 組 成 部 分首 先 觀 察 電 路 是 否 包 含 正 常 放 大進(jìn) 而 檢 查 放 大 電 路 能 否 衡 條 件斷 電 路 是 否 滿 足 相 位 平然 后 利 用 瞬 時(shí) 極 性 法 判+ui +uf 21 210 2 1 CC CCLf 振 蕩 頻 率起 振 條 件 LbeRrCC 12 優(yōu) 缺 點(diǎn) :輸 出 電 壓 波 形 好 ， 用 于 產(chǎn) 生 幾 kHz至 幾 十 MHz固 定 頻 率 的 正 弦 波 。 若 用 改 變 電容 的 方 法 來 調(diào) 節(jié) 振 蕩 頻 率 ， 則 會(huì) 影 響 電 路的 起 振 條 件 ； 而 若 用 改 變 電 感 的 方 法 來 調(diào)節(jié) 振 蕩 頻 率 ， 則 比 較 困 難 ； 所 以 常 常 用 在固 定 振 蕩 頻 率 的 場(chǎng) 合 。 滿 足 幅 值 平 衡 條 件必 要 時(shí) 再 判 斷 電 路 是 否反 饋 電 壓 的 極 性 與 輸 入 電 壓 相 同 ， 故電 路 滿 足 正 弦 波 振 蕩 的 相 位 條 件 ?？?畢 茲 振 蕩 器 (Colpitts) 模 擬 電 子 技 術(shù)電 容 三 點(diǎn) 式 振 蕩 電 路 的 改 進(jìn)小 由 于 極 間 電 容 受 溫 度 的 影 響 ， 雜 散 電 容 又 難 于 確 定 ， 為 了 穩(wěn) 定 振蕩 頻 率 ， 在 設(shè) 計(jì) 電 路 中 ， 必 須 使 它 們 對(duì) 選 頻 特 性 的 影 響 忽 略 不 計(jì) 。具 體 方 法 是 在 電 感 所 在 支 路 串 聯(lián) 一 個(gè) 小 容 量 電 容 C。 讓 C1和 C2遠(yuǎn) 大于 極 間 電 容 和 雜 散 電 容 ， 只 起 分 壓 作 用 ， 以 獲 得 反 饋 電 壓 ， 而 幾乎 對(duì) 振 蕩 頻 率 無 影 響 ， 則 電 路 的 振 蕩 頻 率 就 可 能 很 穩(wěn) 定 。 則有 ，C，CCC 21 CCCC 1111 21 因 而 電 路 的 振 蕩 頻 率總 電 容 約 為 C， LCf 2 10 。， ，CC 故 振 蕩 頻 率 很 穩(wěn) 定雜 散 電 容 無 關(guān) 也 就 幾 乎 與 極 間 電 容 和無 關(guān)和幾 乎 與 21 模 擬 電 子 技 術(shù)采 用 共 基 放 大 電 路 的 電 容 三 點(diǎn) 式 振 蕩 電 路+u i+ + uf在 要 求 電 容 三 點(diǎn) 式 振 蕩 電 路 的 振 蕩 頻率 高 達(dá) 100MHz以 上 時(shí) ， 應(yīng) 考 慮 采 用 共基 放 大 電 路 。 正 弦 波 振 蕩分 析 電 路 是 否 可 能 產(chǎn) 生四 個(gè) 組 成 部 分首 先 觀 察 電 路 是 否 包 含 正 常 放 大進(jìn) 而 檢 查 放 大 電 路 能 否 衡 條 件斷 電 路 是 否 滿 足 相 位 平然 后 利 用 瞬 時(shí) 極 性 法 判反 饋 電 壓 的 極 性 與 輸 入 電 壓 相 同 ， 故 電 路 滿 足正 弦 波 振 蕩 的 相 位 條 件 。 只 要 電 路 參 數(shù) 選 擇 得當(dāng) ， 電 路 就 可 滿 足 幅 值 條 件 ， 而 產(chǎn) 生 正 弦 波 振蕩 。 21 210 2 1 CC CCLf 振 蕩 頻 率 模 擬 電 子 技 術(shù)例 一 ： 電 路 如 圖 所 示 ， 圖 中 Cb為 旁 路 電 容 ， C1為 耦 合 電 容 ， 對(duì) 交 流 信號(hào) 均 可 視 為 短 路 。 為 使 電 路 可 能 產(chǎn) 生 正 弦 波 振 蕩 ， 試 說 明 變 壓 器 原邊 線 圈 和 副 邊 線 圈 的 同 名 端 。 :解 。共 基 放 大 電 路此 電 路 中 的 放 大 電 路 為+u i+ 。 ，位 條 件才 滿 足 正 弦 波 振 蕩 的 相 設(shè) 極 性 應(yīng) 相 同反 饋 電 壓 與 輸 入 電 壓 假+uf 因 此 ， 變 壓 器 原 邊 線 圈 的 下 端 和副 邊 線 圈 的 上 端 為 同 名 端 ； 或 者說 原 邊 線 圈 的 上 端 和 副 邊 線 圈 的下 端 為 同 名 端 。 模 擬 電 子 技 術(shù)例 二 ： 標(biāo) 出 各 電 路 中 變 壓 器 的 同 名 端 ， 使 之 滿 足 正 弦 波 振 蕩 的 相 位條 件 。 )(a )(b+ ui+ +uf uf +ui+ 模 擬 電 子 技 術(shù)例 三 ： 改 正 圖 示 電 路 中 的 錯(cuò) 誤 ， 使 之 有 可 能 產(chǎn) 生 正 弦 波 振 蕩 。 要 求不 能 改 變 放 大 電 路 的 基 本 接 法 。 :解 觀 察 電 路 ， Ce容 量 遠(yuǎn) 大 于 C1和 C2， 故 為 旁 路 電 容 ， 對(duì) 交流 信 號(hào) 可 視 為 短 路 。 C1、 C2和 L構(gòu) 成 LC并 聯(lián) 諧 振 網(wǎng) 絡(luò) ，C 2上 的 電 壓 為 輸 出 電 壓 ， C1上 的 電 壓 為 反 饋 電 壓 ， 因 而電 路 為 電 容 三 點(diǎn) 式 振 蕩 電 路 。電 感 L連 接 晶 體 管 的 基 極 和 集 電 極 ， 在 直 流 通 路 中 使 兩 個(gè) 極 近 似 短 路 ， 造成 放 大 電 路 的 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 不 合 適 ， 故 應(yīng) 在 選 頻 網(wǎng) 絡(luò) 與 放 大 電 路 輸 入 端 之 間加 耦 合 電 容 。晶 體 管 的 集 電 極 直 接 接 電 源 ， 在 交 流 通 路 中 使 集 電 極 與 發(fā) 射 極 短 路 ， 因而 輸 出 電 壓 恒 等 于 零 。 所 以 ， 必 須 在 集 電 極 加 電 阻 R c。 模 擬 電 子 技 術(shù)思 考 ： 分 別 判 斷 圖 示 各 電 路 是 否 可 能 產(chǎn) 生 正 弦 波 振 蕩 ?？?能 可 能不 能 不 能 改 正 后 的 電 路 如 圖 所 示與 )()( cb 模 擬 電 子 技 術(shù)思 考 ： 分 別 標(biāo) 出 圖 示 各 電 路 中 變 壓 器 的 同 名 端 ， 使 之 滿 足 正 弦 波 振蕩 的 相 位 條 件 。+ + 模 擬 電 子 技 術(shù)8.2.4 石 英 晶 體 (Crystal)振 蕩 電 路(一 )石 英 晶 體 諧 振 器 的 阻 抗 特 性1. 結(jié) 構(gòu) 和 符 號(hào) 化 學(xué) 成 分 SiO2結(jié) 構(gòu) 晶 片涂 銀 層 焊 點(diǎn) 符 號(hào) 模 擬 電 子 技 術(shù)2. 壓 電 效 應(yīng)形 變 形 變機(jī) 械 振 動(dòng) 在 石 英 晶 體 兩 個(gè) 管 腳 加 交 變 電 場(chǎng) 時(shí) ， 它 將 會(huì) 產(chǎn) 生 一 定 頻 率 的 機(jī) 械 變 形 ， 而 這 種 機(jī) 械 振 動(dòng) 又 會(huì) 產(chǎn) 生交 變 電 場(chǎng) ， 上 述 物 理 現(xiàn) 象 稱 為 壓 電 效 應(yīng) 。 一 般 情 況 下 ， 無 論 是 機(jī) 械 振 動(dòng) 的 振 幅 ， 還 是 交 變 電 場(chǎng) 的振 幅 都 非 常 小 。 但 是 ， 當(dāng) 交 變 電 場(chǎng) 的 頻 率 為 某 一 特 定 值 時(shí) ， 振 幅 驟 然 增 大 ， 產(chǎn) 生 共 振 ， 稱 之 為 壓電 振 蕩 。 這 一 特 定 頻 率 就 是 石 英 晶 體 的 固 有 頻 率 ， 也 稱 諧 振 頻 率 。 模 擬 電 子 技 術(shù)3. 等 效 電 路 rC0 CL L 晶 體 的 動(dòng) 態(tài) 電 感 (103 102 H)(大 )C 晶 體 的 動(dòng) 態(tài) 電 容 ( 0.1 pF)(小 )r 等 效 摩 擦 損 耗 電 阻 (小 ) 1 CLrQ Co 晶 片 靜 態(tài) 電 容 (幾 幾 十 pF) 模 擬 電 子 技 術(shù) 1 CLrQ 4. 頻 率 特 性 和 諧 振 頻 率fX f PfS容性容性感性 2 1 S LCf 2 1 0 0P CC CCLf 1 0S CCf 由 于 C和 r的 數(shù) 值 都 很 小 ， L數(shù) 值 很 大 ， 所 以 Q值 高達(dá) 104 106。 而 且 ， 因 為 振 蕩 頻 率 幾 乎 僅 決 定 于 晶片 的 尺 寸 ， 所 以 其 穩(wěn) 定 度 相 當(dāng) 高 。 因 此 ， 石 英 晶 體的 選 頻 特 性 是 其 它 選 頻 網(wǎng) 絡(luò) 不 能 比 擬 的 。 模 擬 電 子 技 術(shù)5. 使 用 注 意2)要 有 合 適 的 激 勵(lì) 電 平 。 過 大 會(huì) 影 響 頻 率 穩(wěn) 定 度 、 振 壞 晶 片 ； 過 小 會(huì) 使 噪 聲 影 響 大 ， 還 能 停 振 。1)要 接 一 定 的 負(fù) 載 電 容 CL(微 調(diào) )， 以 達(dá) 標(biāo) 稱 頻 率 。 模 擬 電 子 技 術(shù)(二 )石 英 晶 體 諧 振 電 路1. 串 聯(lián) 型 f = fs， 晶 體 呈 純 阻+VCCVR ERB1RB2CB LC 2. 并 聯(lián) 型fs f I 01電子開關(guān) 1. 原 理 +VCCRRR RSCI01 I 02uC VEE或 地QQ 反 相 器電 壓 跟 隨 器正 弦 波 變 換 器 模 擬 電 子 技 術(shù)當(dāng) Q = 0， S 斷 開 ，C 充 電 (I01) 至 2/3VCC Q = 1當(dāng) Q = 1， S 閉 合 ，C 放 電 (I02 I01) 至 1/3VCC Q = 0當(dāng) I02 = 2I01， 引 腳 9 輸 出 方 波 ， 引 腳 3 輸 出 三 角 波 ；當(dāng) I 02 2I01， 引 腳 9 輸 出 矩 形 波 ， 引 腳 3 輸 出 鋸 齒 波 。 補(bǔ) 充 1： 壓 控 方 波 產(chǎn) 生 電 路 3 模 擬 電 子 技 術(shù)2. 應(yīng) 用 1234567 8ICL8038 14131211109 1314正 弦 波失 真 度 調(diào) 整 正 弦 波 失真 度 調(diào) 整正 弦 波 輸 出三 角 波 輸 出 矩 形 波 輸 出調(diào) 頻 偏 置電 壓 輸 入調(diào) 頻 偏 置電 壓 輸 出接 電 阻 R A接 電 阻 RB 接 電 容 C+VCC VEE (或 地 )應(yīng) 用 1 模 擬 電 子 技 術(shù)調(diào)占空比和正弦波失真調(diào)頻率調(diào)占空比和正弦波失真RP2 R P4 RP1+VCCVEE RRAICL80384 5 1 310 11 128 RB RP3CC1 6 92 應(yīng) 用 2 模 擬 電 子 技 術(shù)一 、 信 號(hào) 產(chǎn) 生 電 路 的 分 類 ：正 弦 波 振 蕩 :非 正 弦 波 振 蕩 ： RC 振 蕩 器 (低 頻 )LC 振 蕩 器 (高 頻 )石 英 晶 體 振 蕩 器 (振 蕩 頻 率 精 確 )方 波 、 三 角 波 、 鋸 齒 波 等 。小 結(jié) 模 擬 電 子 技 術(shù)二 、 正 弦 波 振 蕩 條 件 、 電 路 結(jié) 構(gòu) 和 選 頻 電 路1. 振 蕩 條 件 振 幅 平 衡 條 件2 FAAF n 相 位 平 衡 條 件n = 0, 1, 2, 1uuFA 判 斷 電 路 是 否 起 振 采 用 瞬 時(shí) 極 性 法 ， 即 斷 開 反 饋網(wǎng) 絡(luò) ， 加 一 信 號(hào) ， 如 果 信 號(hào) 極 性 逐 級(jí) 變 化 后 ，返 回 后 與 原 信 號(hào) 同 極 性 ， 則 滿 足 相 位 平 衡 條 件 。 模 擬 電 子 技 術(shù)2. 振 蕩 電 路 的 兩 種 結(jié) 構(gòu) 放 大 器選 頻 正反 饋 網(wǎng) 絡(luò) UoUfUi 選 頻放 大 器正 反 饋網(wǎng) 絡(luò) U oUfUi3. 選 頻 電 路 及 其 特 性 小 結(jié) 3 模 擬 電 子 技 術(shù)1) RC 串 并 聯(lián) 式 幅頻特性 0Fu .31相頻特性 0 f90 90 當(dāng) = 0 = 1/RC 時(shí)Fu= 1/3. = 0電路 小 結(jié) 4 模 擬 電 子 技 術(shù)2) LC并 聯(lián) 諧 振 回 路Lu Cr + i iL iC 阻 抗 幅 頻 特 性電 路 0Z Z 0 阻 抗 相 頻 特 性 0 f90 90諧 振 頻 率 LCf 2 1 0諧 振 阻 抗 rCLZ 0回 路 品 質(zhì) 因 數(shù) CLrCrrLQ 1100 小 結(jié) 5 模 擬 電 子 技 術(shù)三 、 正 弦 波 振 蕩 電 路1. RC 橋 氏 振 蕩 電 路C R1 RfR iU oUC RfU 振 蕩 頻 率 RCf 210 振 蕩 條 件 3uA即 1f 2RR 自 動(dòng) 穩(wěn) 幅 措 施 ：使 電 Au 成 為 非 線 性 Rf 串 接 二 極 管 (圖 略 )Rf 串 接 負(fù) 溫 度 系 數(shù) 熱 敏 電 阻R1 采 用 正 溫 度 系 數(shù) 熱 敏 電 阻小 結(jié) 6 模 擬 電 子 技 術(shù)3. LC 振 蕩 電 路變 壓 器 反 饋 式 LC +VCCVRERB1RB2 CECBLCf 2 1 0電 感 三 點(diǎn) 式 C+VCCVRERB1RB2 CECB L1L2C1 小 結(jié) 7 模 擬 電 子 技 術(shù) )2(2 12 1 210 CMLLLCf 電 容 三 點(diǎn) 式 +VCCVRERB1RB2 CECB LC1C2 12 3oUfUiULCC CCLCf 21 210 2 12 1 模 擬 電 子 技 術(shù)四 、 石 英 晶 體 振 蕩 電 路1. 等 效 電 路 和 頻 率 特 性符 號(hào) 等 效 電 路 rqC0 CqLq 頻 率 特 性 fX fPfS串 聯(lián) 諧 振 頻 率并 聯(lián) 諧 振 頻 率2. 石 英 晶 體 諧 振 電 路串 聯(lián) 型 f = f s， 晶 體 呈 純 阻并 聯(lián) 型 fs f fp， 晶 體 呈 感 性 模 擬 電 子 技 術(shù)五 、 比 較 器 O u IuOUZ UREFUZ1. 單 限 電 壓 比 較 器 傳輸特性 模 擬 電 子 技 術(shù)O uIuOUZ UREFUZ特 點(diǎn) ： 1) 工 作 在 非 線 性 區(qū)2) 不 存 在 虛 短 (除 了 u I = UREF 時(shí) ) 3) 存 在 虛 斷門 限 電 壓 UT = UREF 模 擬 電 子 技 術(shù)六 、 非 正 弦 波 振 蕩 電 路1. 產(chǎn) 生 方 波 振 蕩 的 基 本 原 理C u OR當(dāng) 施 密 特 觸 發(fā) 器 輸 出 高 (低 )電 平 時(shí) ， 電 容 C 的 充 電 方向 不 同 ， 每 當(dāng) uC 超 過 上 (下 )門 限 電 壓 時(shí) ， 施 密 特 觸 發(fā)器 的 輸 出 電 平 就 發(fā) 生 跳 變 ， 使 電 容 改 變 充 電 方 向 ， 于 是形 成 uO 周 而 復(fù) 始 的 高 、 低 電 平 跳 變 ， 即 方 波 振 蕩 。 小 結(jié) 12 模 擬 電 子 技 術(shù)施 密 特 觸 發(fā) 器 的 構(gòu) 成 ：遲 滯 比 較 器 (運(yùn) 放 接 成 正 反 饋 ) 555 定 時(shí) 器 的 施 密 特 觸 發(fā) 器 形 式集 成 施 密 特 觸 發(fā) 器2. 獲 得 三 角 波 的 基 本 方 法方 波 三 角 波小 結(jié) 13 模 擬 電 子 技 術(shù)2. 滯 回 比 較 器 (施 密 特 觸 發(fā) 器 ) 反 相 型 滯 回 比 較 器uI R R 1UREFR2 R3 UZuO O uIuO UT+UTUZ UZ傳 輸 特 性 模 擬 電 子 技 術(shù)同 相 型 遲 滯 比 較 器R1RuIUREFR2 R3 UZuO 傳 輸 特 性O(shè) uIuOUT+UT-UZ UZ門 限 電 壓 的 求 法 ：根 據(jù) 疊 加 定 理 求 出 同 相 端 電 壓 u P 的 表 達(dá) 式 ， 當(dāng) 輸 出 狀 態(tài)變 化 時(shí) ， 與 反 相 端 電 壓 uN 相 等 , 此 時(shí) 的 輸 入 電 壓 uI即 為門 限 電 壓 UT+和 UT 。