2RC串并式正弦波振荡器ppt课件.ppt
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1、封面,RC串并式正弦波振荡器,西藏阿里喜玛拉雅主峰之一纳木纳尼雪峰,返回,引言,本页完,引言,RC 正弦波振荡电路是利用电阻和电容组成反馈和选频网络产生振荡的电路,电路形式多种多样,有桥式振荡电路、双T 网络式和移相式振荡电路等。 RC正弦波振荡电路电路形式简单 ,容易起振,比较稳定,调节也方便,波形失真较小,但振荡的频率不太高,主要用于产生较低频率的正弦波。,返回,学习要点,本 节 学 习 要 点 和 要 求,RC串并式正弦波振荡器,RC串并联回路的选频原理,RC串并式正弦振荡电路的工作过程,返回,一、RC桥式振荡电路1.电路原理图,一、RC桥式振荡电路,RC串并式正弦波振荡器,继续,本页完
2、,1、电路原理图,振荡电路的四个基本组成部分: 1.由运放A组成基本放大器; 2.由两节RC回路组成的正反馈网络及选频网络。 3.由热敏电阻Rf (负反馈电阻)组成稳幅环节。,对选频反馈网络来说是同相放大电路,正反馈及选频网络,Vi =Vf,两个串并联RC组成的网络可等效看成由两个容性元件Z1、Z2组成。,振荡电路的四个基本组成部分: 1.由运放A组成基本放大器; 2.由两节RC回路组成的正反馈网络及选频网络。 3.由热敏电阻Rf (负反馈电阻)组成稳幅环节。,RC串并式正弦波振荡器,桥式名称的来由,一、RC桥式振荡电路,继续,本页完,对选频反馈网络来说是同相放大电路,正反馈及选频网络,Z1,
3、Z2,由于放大器A的两个输入端分别与Z1、Z2、Rf、R1的组成如电桥的形式,所以称为桥式振荡电路。,1、电路原理图,Vi =Vf,RC串并式正弦波振荡器,2、RC串并联选频网络的选频特性 RC选频网络等效阻抗的推导,一、RC桥式振荡电路,继续,本页完,Z1由RC串联而成,所以,2、RC串并联选频网络的选频特性,1、电路原理图,Z1= R+XC,Z2由RC并联而成,所以,Z2= ,由图可以看出Vf (Vi )可近似由Z1、Z2对Vo分压得出。,(1),(2),选频网络的反馈系数FV由分压原理得出,正反馈及选频网络,本电路关键是分析两个串并联RC网络的特性,即两个RC网络对不同频率的正弦波的阻抗
4、和相位关系,从而得出电路是如何选频和振荡的。,RC串并式正弦波振荡器,反馈系数表达式的推导,继续,本页完,FV= = ,Vf,Vo,(3),其中XC=1/(jC),(4),联立四式解得分压系数FV,一、RC桥式振荡电路,Z1由RC串联而成,所以,2、RC串并联选频网络的选频特性,1、电路原理图,Z1= R+XC,Z2由RC并联而成,所以,Z2= ,由图可以看出Vf (Vi )可近似由Z1、Z2对Vo分压得出。,(1),(2),选频网络的反馈系数FV由分压原理得出,正反馈及选频网络,RC串并式正弦波振荡器,过度,继续,正反馈及选频网络,一、RC桥式振荡电路,2、RC串并联选频网络的选频特性,1、
5、电路原理图,联立四式解得分压系数FV,RC串并式正弦波振荡器,反馈系数的幅频表达式和相频表达式,继续,本页完,FV= ,令0=1/RC,FV= ,1,则,FV的幅值FV是(幅频特性),FV= ,1,FV的相频特性,f= - arc tg ,3,正反馈及选频网络,联立四式解得分压系数FV,一、RC桥式振荡电路,2、RC串并联选频网络的选频特性,1、电路原理图,注意:式中的f是反馈信号Vf与输出信号Vo的相位差。,RC串并式正弦波振荡器,过度,继续,正反馈及选频网络,一、RC桥式振荡电路,2、RC串并联选频网络的选频特性,1、电路原理图,FV的幅值FV是(幅频特性),FV= ,1,FV的相频特性,
6、f= - arc tg ,3,RC串并式正弦波振荡器,相频表达式的意义,继续,本页完,讨论FV的相频特性f知:,正反馈及选频网络,一、RC桥式振荡电路,2、RC串并联选频网络的选频特性,1、电路原理图,FV的幅值FV是(幅频特性),FV= ,1,FV的相频特性,f= - arc tg ,3,0=1/(RC)是一个由选频网络本身特性决定的频率,与外来频率无关。它对外来频率相当于起到一个门的作用,外来频率与这个频率相同,选频网络的门就打开让其通过,其它频率则受到衰减。,正反馈频率的确定,RC串并式正弦波振荡器,继续,本页完,当=0,f =0,正反馈。,把=0代入幅频特性式,得 FV =1/ 3,正
7、反馈及选频网络,一、RC桥式振荡电路,2、RC串并联选频网络的选频特性,1、电路原理图,由幅频特性计算式知,大于或小于0的其它频率的反馈系数都小于1/3,所以说0频率的正弦信号的反馈电压是最大的。,FV的幅值FV是(幅频特性),FV= ,1,FV的相频特性,f= - arc tg ,3,RC串并式正弦波振荡器,过度,继续,一、RC桥式振荡电路,2、RC串并联选频网络的选频特性,1、电路原理图,FV的幅值FV是(幅频特性),FV= ,1,FV的相频特性,f= - arc tg ,3,正反馈及选频网络,当=0,f =0,正反馈。,把=0代入幅频特性式,得 FV =1/ 3,FV的幅值FV是(幅频特
8、性),FV= ,1,FV的相频特性,f= - arc tg ,3,RC串并式正弦波振荡器,幅频特性曲线和相频特性曲线,继续,本页完,幅频特性曲线,相频特性曲线,FV =Vf / Vo,1/3,当=0时,反馈信号的电压Vf是最大的。,当=0时,反馈信号相移为0,即是正反馈。,一、RC桥式振荡电路,2、RC串并联选频网络的选频特性,1、电路原理图,正反馈及选频网络,当=0,f =0,正反馈。,把=0代入幅频特性式,得 FV =1/ 3,接通电源瞬间,阶跃电压产生了各种频率的正弦信号,其中也包括了与选频网络固有频率0相同的正弦信号,当然这个信号很微弱,必须进行放大。,3、振荡的建立与稳定,0 =1/
9、RC,各种频率的信号通过选频网络后,只有与选频网络0相同的频率的信号才能通过(理想情况)。,继续,本页完,AV=1+(Rf/R1),RC串并式正弦波振荡器,一、RC桥式振荡电路,2、RC串并联选频网络的选频特性,1、电路原理图,3、振荡的建立与稳定 起振及稳定过程和图解,0的信号通过放大后,反馈回输入端的信号比上一次的信号要大一些,输出信号亦随之增大。,如此循环输出幅度不断增大,最终稳幅电路把输出幅度稳定下来。,振荡电路电压放大倍数的确定,3、振荡的建立与稳定,继续,本页完,因为要维持振荡,振幅关系必须符合AF=1。现在串并联网络的反馈系数F=1/3,那么放大器的增益只需A=3,振荡就能维持,
10、这是很容易达到的。当然振荡刚开始时应该有A略大于3。,电路的电压放大倍数由同相放大电路的电压增益表达式AV=1+(Rf/R1) 决定。,RC串并式正弦波振荡器,一、RC桥式振荡电路,2、RC串并联选频网络的选频特性,1、电路原理图,0 =1/RC,AV=1+(Rf/R1),0的信号通过放大后,反馈回输入端的信号比上一次的信号要大一些,输出信号亦随之增大。,如此循环输出幅度不断增大,最终稳幅电路把输出幅度稳定下来。,3、振荡的建立与稳定,由振荡建立与稳定过程分析得,电路的选频网络只通过0,电路最后输出的信号的频率也是0,所以RC桥式振荡电路的振荡频率也就是0了。,继续,本页完,4、振荡频率和振荡
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