8 信号发生器

1. 8信号发生器 正弦波信号发生器 非正弦波信号发生器 8.1正弦波信号发生器 发生器按产生的波形特点可分为

2. . . Xid Xo · A 放大环节 . Xf · F 正反馈网络 正弦波信号发生器是按照自激振荡原理构成的 信号发生器常称为振荡器 8.1.1正弦波自激振荡的基本原理 自激振荡原理方框图 1．产生正弦波自激振荡的平衡条件

3. . . . 输出Xo= AXid . 输入Xid . . . 反馈Xf=FXo . . 如果Xf=Xid 工作原理 · A 放大环节 · F 正反馈网络 正反馈 可在输出端继续维持原有的输出信号

4. . . . 输出Xo= AXid . 输入Xid . . · · · · . . . 由 反馈Xf=FXo · · . . 如果Xf=Xid · · · A 放大环节 · F 正反馈网络 及 知电路产生自激振荡的平衡条件为

5. · · 中 式 · · (1) 幅度平衡条件 (2) 相位平衡条件 上式可分解为

6. . . Xid Xo · A 放大环节 . Xf · F 正反馈网络 平衡条件讨论 a. 相位平衡条件 一个振荡器，只在振荡频率f0时满足相位平衡条件。 在电路中应包含选频网络

7. . . Xid Xo · A 放大环节 . Xf · F 正反馈网络 若 ,则电路减幅振荡，最后停止振荡。 若 ，电路增幅振荡。 b. 幅度平衡条件 AF=1是维持等幅振荡的唯一条件

8. · · AF=1只能维持振荡，但不能建立振荡。 AF > 1 · · · · > 1 > 1 A A F F 输出幅值越来越大，最后出现非线性失真。 2．振荡的建立与稳定 振荡电路的起振条件： 放大电路中还应包含稳幅环节

9. 自激振荡电路的建立过程（线性反馈） F太小 幅度特性 A 反馈特性

10. 非线性反馈 幅度特性 幅度特性 B 非线性反馈

11. AF >1 AF=1 自激振荡电路的起振过程 起振 维持振荡

12. 组成 根据选频网络所用元件分为 3．正弦波信号发生器组成 放大环节 选频网络 正反馈网络 稳幅环节 4. 正弦波信号发生器的分类 RC型振荡器 LC型振荡器 晶体振荡器

13. 主要类型 R R1 · C Uo + A – C R R2 8.1.2RC型正弦波信号发生器 文氏电桥振荡电路 放大电路 移相式振荡电路 双T网络式振荡电路 1．文氏电桥振荡器 选频网络 反馈网络

14. + R 选频网络 选频网络 C · Uo + R R1 · C Uo · R C + Uf A – – – C R R2 2．RC串并联网络的选频特性 Z1 图中 Z2

15. · · · + R C · Uo + · R C Uf – – 反馈系数 Z1 Z2

16. · · 即 · 令 · · 由此可得 F 的幅频特性与相频特性

17. 幅频特性曲线 F 1/ 3 0 f0 f 幅频特性 幅频特性分析 当0时，F0 当时,F0 当=0时,F=Fmax=1/3

18. F 1/ 3 0 f0 f j 0 f f0 幅频特性曲线 相频特性 相频特性分析 当0时，F  90 相频特性曲线 当时, F  –90 当=0时, F  0 可见，当=0时 F =0，且反馈最强

19. (1) 当f= 时 · · 与 同相位 Uo Uf · 的幅值最大 Uf R R1 · · /3 = Uf · Uo C Uo + A – (2) 当 ≥3 时，满足振荡条件。 C R R2 (3) 振荡频率 3．工作原理 A

20. R C • + Uo A – D 1 R RW C R 1 D 2 4．稳幅措施 (1) 利用二极管稳幅

21. C R + A • U o – Rt RW R C (2) 利用非线性热敏电阻稳幅 Rt为负温度系数的热敏电阻

22. 8.1.3LC型正弦波信号发生器 主要特点 a. 用LC并联谐振回路作为选频网络 b. 主要用来产生1 MHz以上的高频信号 c. 频率稳定性较好

23. 按照反馈方式分为 LC型正弦波信号发生器类型 变压器反馈式 电感三点式 电容三点式

24. |Z| · O + f · · L j · C R O – f Z 1．LC并联谐振回路 Q大 阻抗频率特性 Q小 f0 f0 相频特性 Q大 Q小

25. · + · · L · C R – Z (1)谐振频率 (2)谐振时的等值电阻R0 (3)电路的品质因数

26. L C + + + T + · · + – – LC并联谐振电路 2．选频放大电路 工作原理 当f = f0（LC并联谐振频率）时 (1) 输出电压幅值最大 (2) 输出与输入电压反相 放大电路只对谐振频率f0的信号有放大作用

27. N3 N1 N2 + T + 3．变压器反馈式LC振荡电路

28. N3 N1 N2 + T + (1) 相位条件 正反馈的判断 判断的方法——瞬时极性法 判断的步骤 a.假设谐振回路发生谐振 b.断开反馈回路

29. N3 c.加入瞬时极性为输入电压Ui · N1 N2 ·  Ui + T · d. 输出电压Uo极性为 Uo · +

30. e. 反馈电压极性Uf为 · N3 N1 + · N2 Uf _ ·  Ui + T · Uo +  f.判断是否满足相位平衡条件 构成正反馈 满足相位平衡条件

31. N3 N1 N2 + T + (2) 起振条件 因为 合理地选择电路参数，及变压器的变比，可使AF>1,满足起振条件。

32. N3 L N1 N2 L' + T + (3) 振荡频率 (4)电路的特点 a.调节N2方便，起振容易。

33. N3 L N1 N2 L' + T + b. 振荡频率高。 c. 电路的品质因数高。 d. 输出波形好。 e. 频率稳定性高。 f. 体积、重量大。 g.受变压器分布参数的限制，振荡频率不能很高。

34. L2 N2 C L1 N1 + T + 4．电感三点式正弦振荡电路

35. L2 N2 C C T L1 N1 L1 RB1//RB2 L2 + T + 振荡电路的交流通路

36. C C T T L1 L1 RB1//RB2 L2 L2 简化的交流通路 忽略RB1//RB2 线圈的三个端子分别与T的三个电极B、C、E相连接，故称之为电感三点式振荡电路。

37. C T L1 L2 (1) 相位平衡条件的判断 a.假设谐振回路发生谐振 b.断开反馈回路

38. c.加入瞬时极性为输入电压Ui · + C T + L1 · · Uo Ui L2 · · Uo _ _ d. 输出电压Uo极性为 ·  相量图

39. · e. 电流ICL超前Uo90° · · + ICL  C T + L1 + · · · Uo Uo Ui · L2 Uf · _ _ _ · ICL · · f. 电压Uf超前ICL90° Uf · Uf与Ui同相，满足相位平衡条件 · · 相量图

40. C T L1 + · L2 Uf _ (2) 幅度条件 由于反馈信号Uf取自电感L2，改变电感中间抽头位置，调整反馈强弱，容易满足幅度条件。

41. C T L1 L2 (3) 谐振频率 式中 M为线圈L1与L2之间的互感

42. C T L1 · L2 Uf (4) 电路特点 a. 电感L1与L2之间耦合很紧，容易起振。 b. 输出波形中含有高次谐波，波形较差。

43. + T + L 5. 电容三点式正弦波振荡电路 电容器的三个端子分别与T的三个电极相连接，故称之为电容三点式振荡电路。

44. + T T L + L 交流通路

45. T T L L 简化的交流通路

46. T L (1) 相位平衡条件的判断 a.假设谐振回路发生谐振 b.断开反馈回路

47. c.加入瞬时极性为输入电压Ui d. 输出电压 Uo极性为 · · T · Uo · · · Ui Uo L  相量图

48. · e. 电流ILC滞后Uo90° · · T · ILC · Uo · · f. 电压Uf滞后ILC90° · Ui Uo L · · ILC · · Uf Uf · · Uf与Ui同相，满足相位平衡条件  相量图 + _

49. T L · Uf (2) 幅度条件 反馈电压取自C2， 改变C1/C2，调整反馈强弱和电路的放大倍数，容易满足幅度条件。

50. T L (3) 谐振频率