(7-1)
电子技术第七章波形发生电路模拟电路部分
(7-2)
第七章 波形发生电路
§ 7.1 方波发生器
§ 7.2 三角波发生器
§ 7.3 锯齿波发生器
§ 7.4 压频转换
§ 7.5 正弦波发生器
(7-3)
一、电路结构
omH URR
RU
21
1
omL U
RR
RU
21
1
上下门限电压：
下行的迟滞比较器，
输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端。
－?
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
uo
–
§ 7.1 方波发生器
(7-4)
二、工作原理
1,设 uo = + UOM
此时，输出给 C 充电 !
则,u+=UH
0 t
uo
UOM
-UOM
U+H
uc
0 t
一旦 uc > UH,就有 u- > u+,
在 uc < UH 时,u- < u+,uo 保持 + UOM 不变；
uo 立即由＋ UOM变成－ UOM
－?
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
uo
–
(7-5)
此时,C 经输出端放电。
2,当 uo = -UOM 时,u+=UL
uc降到 UL时,uo上翻 。
UH
uc
t
UL
当 uo 重新回到 ＋ UOM 以后，电路又进入另一个周期性的变化。
－?
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
uo
–
(7-6)
0
UH
uc
t
UL
UOM
uo
0 t
- UOM T
输出波形：
－?
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
uo
–
(7-7)
RC电路,起反馈和延迟作用，获得一定的频率。
下行迟滞比较器,起开关作用，实现高低电平的转换。
－?
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
uo
–
方波发生器各部分的作用：
(7-8)
三、周期与频率的计算
RC
t
OMLOMc eUUUtu
)()(
f=1/T
)21ln (2
2
1
R
RRCT
RC
t
OMHOMc eUUUtu
)()(
uc上升阶段表示式,
uc下降阶段表示式,
uc
0
UH
t
UL
T1 T2
RC
T
OMLOMH eUUUU
2
)(
RC
T
OMHOML eUUUU
1
)(
)21ln (
2
1
21 R
RRCTT
OMLH URR
RUU
21
1
(7-9)
方波发生器电路的改进：
－?
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
uo
–
－?
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
uo
UZ
–
(7-10)
思考题,点 b 是电位器 RW 的中点，点 a 和点
c 是 b 的上方和下方的某点 。试定性画出点电位器可动端分别处于 a,b,c 三点 时的 uo - uc 相对应的波形图。
－
- +
+ +
RW
R1
R2
C
uc
uo
D1
D2
a
bc
(7-11)
反向积分电路方波发生器电路一,方波发生器? 矩形波?积分电路?三角波
－
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
-
+ +
R
R2
C
uo
此电路要求前后电路的时间常数配合好，不能让积分器饱和。
§ 7.2 三角波发生器
(7-12)
tuRCu oo d1 1
－
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
-
+ +
R
R2
C
uouo1
uo
三角波的周期由方波发生器确定，其幅值也由周期 T和参数 R,C决定。
0
uo1
t
Uom
-Uom
(7-13)
电路二,电路一的改型
－?
+ +
－?
+ +A1 A
2
uo
uo1
R02
R01
R
C
R2 R1
反向积分电路上行迟滞比较器特点,由 上行的迟滞比较器 和 反相积分器 级联构成，
迟滞比较器的输出作为反相积分器的输入，反相积分器的输出又作为迟滞比较器的输入。
(7-14)
－
+ +
uoR
R2R1
ui
uo
ui0
Uom
-Uom
UHUL
上行的迟滞比较器回顾,
omH UR
RU
2
1?
omL UR
RU
2
1
上下门限电压：
(7-15)
回顾,
反相积分器
tuRCu io d1
ui?-
+ +
R
R2
C
uo
ui=-U
ui=+U
t
uo
0
+Uom
-Uom
(7-16)
omH UR
RU
2
1?
omL UR
RU
2
1
－?
+ +
－?
+ +A1 A
2
uo
uo1
R02
R01
R
C
R2 R1
0
0
uo1
t
＋ UOM
－ UOM
uo
tUH
UL
tuRCu oo d1 1
(7-17)
周期和频率的计算：
t
uo
UH
UL
T
－?
+ +
－?
+ +A1 A
2
uo
uo1
R02
R01
R
C
R2 R1
RCR
Rf
1
2
4?2
14
R
RCRT?
T1 T2
LH
T
OM UUtURC
1
0 d
1
HL
T
OM UUtURC
2
0 d
1
TTT 5.021
om
T
OM UR
RtU
RC 2
15.0
0 2d
1
(7-18)
电路三,是电路二的改型电路调整电位器 RW 可以使三角波上下移动。即给纯交流的三角波叠加了一个直流分量。
+E
-E
RW
－?
+ +
－?
+ +A1 A
2
uo
uo1
R02
R01
R
C
R2 R1
(7-19)
t
uo
T1 T2
-－
+ +
R2R1
+ +
R′
R2
C
uo
R + –
T1时间段，电容 C 通过 R′ 放电
T2时间段，电容 C 通过 R 充电充放电的 时间 T1,T2可 通过 R,R'调整。
当 R'=0时，则为锯齿波发生器。
电路四,是电路二的改进电路
uo1被嵌位于 ± Uz
(7-20)
uo
t
-－
+ +
R2R1
+ +
R4
C
uo
R + –
R3
改变三角波发生器中积分电路的充放电时间常数，使放电的时间常数为 0，
即把三角波发生器转换成了锯齿波发生器。
co uu
uc
t
§ 7.3 锯齿波发生器
(7-21)
-－
+ +
R2R1
+ +
R4
C
uo
R + –
R3
Z
T
Z UR
RtU
RC 2
1
0
2d1
2
12
R
RCRT?
(7-22)
ZH UR
RU
2
1?ZL UR
RU
2
1
|ui | <UZ
－?
+
+
R2R1
ui
-
+
+
R3
C
uo
R
A1 A
2
uo1
D1
D2
co uu
把锯齿波发生器积分电路的充电电压由 uo1变为 ui，
则锯齿波发生器转变为压频转换电路。即输出 uo的频率由输入电压 ui的大小决定。
§ 7.4 压频转换
(7-23)
设 uo1=+UZ,则 D2截止,D1导通，
ui 给电容 C充电,uo下降，当 uo
下降到 U+L时 uo1翻转到 -UZ,这时,D1截止,D2导通，电容 C快速放电,uo上升，当 uo上升到
U+H时 uo1翻转到 +UZ 。如此周期变化。 uo为锯齿波。
工作原理：
－?
+
+
R2R1
ui
-
+
+
R3
C
uo
R
A1 A
2
uo1
D1
D2
uc
co uu
t
uc
UH
UL
uo
t
UL
UH
(7-24)
－?
+
+
R2R1
ui
-
+
+
R3
C
uo
R
A1 A
2
uo1
D1
D2
由电路的工作情况可知：
改变电压 ui
uo的频率变化充电电压变化因此，称该电路为压频转换电路 。
t
uc
UH
UL
充电时间变化
(7-25)
由工作原理可知,uo在 U+L,U+H之间变化：
Tu
RC
U
R
R
iZ
12
2
1
i
Z
u
URC
R
RT
2
12
Z
i
U
u
R
R
RC
f
1
2
2
1
－?
+
+
R2R1
ui
-
+
+
R3
C
uo
R
A1 A
2
uo1
D1
D2
ZUR
R
2
1 ZU
R
R
2
1?
(7-26)
§ 7.5.1 产生自激振荡的原理
fid XXX
改成正反馈只有正反馈电路才能产生自激振荡。
基本放大电路 Ao
反馈电路
F
iX? +
–
dX?
oX?
fX?
§ 7.5 正弦波发生器
(7-27)
如果：
,if XX
则去掉
,iX? 仍有信号输出。
基本放大电路 Ao
反馈电路
F
dX?
oX?
fX?
反馈信号代替了放大电路的输入信号。
基本放大电路 Ao
反馈电路
F
iX? +
+
dX?
oX?
fX?
(7-28)
自激振荡条件的推导
fid
of
doo
XXX
XFX
XAX
FA
A
X
X
A
o
o
i
o
F 1?
基本放大电路 Ao
反馈电路
F
iX? +
–
dX?
oX?
fX?
(7-29)
FAo=1
自激振荡的条件基本放大电路 Ao
反馈电路
F
dX?
oX?
fX?
offd XFXXX,
oodoo XFAXAX
(7-30)
FA
AA
o
o
F 1
如果,
Fo AFA,01 则
(1) 正反馈足够强,输入信号为 0 时仍有信号输出，这就是产生了自激振荡。
(2) 要获得非正弦自激振荡,反馈回路中必须有
RC积分电路。例如：前面介绍的方波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器等。
)()( FA,
(3) 要获得正弦自激振荡,反馈回路中必须有选频电路。所以将放大倍数和反馈系数写成：
(7-31)
自激振荡的条件：
1)()( FA
因为：
AAA ||)( FFF ||)(
所以，自激振荡条件也可以写成：
（ 1）振幅条件,1||?AF
（ 2）相位条件：
nFA 2
n是整数相位条件 意味着振荡电路必须是正反馈；
振幅条件 可以通过调整放大电路的放大倍数达到。
(7-32)
问题 1,如何启振？
Uo 是振荡器的电压输出幅度,B是要求输出的幅度。起振时 Uo=0，达到稳定振荡时 Uo=B。
放大电路中存在噪声即瞬态扰动，这些扰动可分解为各种频率的分量，其中也包括有 fo分量。
选频网络,把 fo分量选出，把其他频率的分量衰减掉。这时，只要：
|AF|>1，且?A+?B =2n?,即可起振。
(7-33)
问题 2,如何稳幅？
起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这时若 |AF|仍大于 1，则输出将会饱和失真。
达到需要的幅值后，将参数调整为 AF=1，
即可稳幅。
具体方法将在后面具体电路中介绍。
起振并能稳定振荡的条件：
1
1
1
AFBU
AFBU
AFBU
o
o
o
时，
时，
时，
(7-34)
§ 7.5.2 RC振荡电路用 RC 电路构成选频网络的振荡电路即所谓的 RC
振荡电路，可选用的 RC 选频网络有多种，这里只介绍 文氏桥选频电路 。
R1
C1
R2 C2
iU?
oU?
一、选频电路
(7-35)
)
1
(j)1(
1
12
21
1
2
2
1
CR
CR
C
C
R
RU
U
i
o
12
21 2
1
2 CRfCRf
o
o
时，相移为 0。
R1
C1
R2 C2
iU?
oU?
(7-36)
21212
1
CCRR
f o
如果,R1=R2=R,C1=C2=C，则：
RCf o?2
1
)(j3
1
f
f
f
fU
U
o
o
i
o
)(31a r c t g ffff o
o
22 )(3
1
f
f
f
fU
U
o
o
i
o
传递函数：
相频特性：
幅频特性,f
o
f
i
o
U
U 31
+90?
–90?
f0
(7-37)
二、用运放组成的 RC振荡器
0?A?
所以，要满足相位条件，只有在 fo 处
0?F?
因为：
1?AF
12 2 RR
uo_
+
+
R2
R
C
R C R
1
1
21
R
RA
3
11
1
2 F
R
RA
(7-38)
能自行启动的电路（ 1）
uo t Rt A
半导体热敏电阻起振时,RT略大于 2R1，
使 |AF|>1，以便起振；_
+
+
RT
R
C
R C R
1
t?
uo
起振后,uo逐渐增大则
RT逐渐减小，使得输出
uo为某值时,|AF|=1，
从而稳幅。
(7-39)
能自行启动的电路（ 2）
R22为一小电阻，
使 (R21+R22)略大于
2R1,|AF|>1，以便起振；_
+
+
R21
R
C
C R
1
R22
D1
D2
随着 uo的增加,R22
逐渐被短接,A自动下降到使 |AF|=1，使得输出 uo稳定在某值。
(7-40)
输出频率的调整：
RCf o?2
1?
通过调整 R或 /和
C来调整频率。
_
+
+
RF
uoR
C
C R
K
K
R1
R1
R2
R2
R3
R3 C,双联可调电容，改变 C，
用于细调振荡频率。
K：双联波段开关，切换 R，
用于粗调振荡频率。
(7-41)
电子琴的振荡电路电路：
212
1
RRC
f o
_
+
+
RF1
uo
R1
C
C R
D1
D1
RF2
R28
R27
R26
R25
R24
R23
R22
R21
(7-42)
三、用分立元件组成的 RC振荡器
R
C
R C
+UCC
R1
C2 C3
R3
R2
RE2
C1
RC2
T1
RE1
CE
T2
RC1
RF
+
+
+
+
–+
+
+
– – –
+
ube?
RC网络正反馈,RF,RE1组成负反馈，调整到合适的参数则可产生振荡。
(7-43)
§ 7.5.3 LC振荡电路
LC 振荡电路的选频电路由电感和电容构成，
可以产生高频振荡。由于高频运放价格较高，所以一般用分离元件组成放大电路。本节只对 LC
振荡电路做一简单介绍，重点掌握相位条件的判别。
首先介绍一下 LC 选频网络。
(7-44)
LCo
1
RC
LZ
o?
iCL QIII
R
LQ o
LC
f o
2
1?
谐振时回路电流比总电流大的多，
外界对谐振回路的影响可以忽略！
C
L
RiU?
I?
LI?
(7-45)
+
+
–
–
+
例 1：
正反馈
+UCC
C
C1
C2
频率由 LC谐振网络决定。
(7-46)
例 2：
正反馈频率由 C,L1,L2谐振网络决定。
+UCC
C
C1
L1
L2
C2
uL1
uL2
uC
设 uB? uC?
uD? uB?
uL2?
ube?
uL1?
D
(7-47)
例 3：
正反馈设 uB? uC? uC1?
uC2? uB?
频率由 L,C1,C2 组成的谐振网络决定。
+UCC
C1
L
C2
A
B
C
+
–
–
+
uL
uC1?
t
uC
t
uCi CC
d
d
d
d 2
2
1
1
uC1减小时,uC2如何变化？
设 L,C1,C2 组成的谐振网络中的电流为 i,则i i
(7-48)
例 4：
正反馈
+UCC
C1
C2
设 uB? uC?
uE?
ube?
uA?
A
E
CB
ube?+
–
uC1?
频率由 L,C1,C2 组成的谐振网络决定。
(7-49)
第七章结束电子技术模拟电路部分
电子技术第七章波形发生电路模拟电路部分
(7-2)
第七章 波形发生电路
§ 7.1 方波发生器
§ 7.2 三角波发生器
§ 7.3 锯齿波发生器
§ 7.4 压频转换
§ 7.5 正弦波发生器
(7-3)
一、电路结构
omH URR
RU
21
1
omL U
RR
RU
21
1
上下门限电压：
下行的迟滞比较器，
输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端。
－?
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
uo
–
§ 7.1 方波发生器
(7-4)
二、工作原理
1,设 uo = + UOM
此时，输出给 C 充电 !
则,u+=UH
0 t
uo
UOM
-UOM
U+H
uc
0 t
一旦 uc > UH,就有 u- > u+,
在 uc < UH 时,u- < u+,uo 保持 + UOM 不变；
uo 立即由＋ UOM变成－ UOM
－?
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
uo
–
(7-5)
此时,C 经输出端放电。
2,当 uo = -UOM 时,u+=UL
uc降到 UL时,uo上翻 。
UH
uc
t
UL
当 uo 重新回到 ＋ UOM 以后，电路又进入另一个周期性的变化。
－?
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
uo
–
(7-6)
0
UH
uc
t
UL
UOM
uo
0 t
- UOM T
输出波形：
－?
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
uo
–
(7-7)
RC电路,起反馈和延迟作用，获得一定的频率。
下行迟滞比较器,起开关作用，实现高低电平的转换。
－?
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
uo
–
方波发生器各部分的作用：
(7-8)
三、周期与频率的计算
RC
t
OMLOMc eUUUtu
)()(
f=1/T
)21ln (2
2
1
R
RRCT
RC
t
OMHOMc eUUUtu
)()(
uc上升阶段表示式,
uc下降阶段表示式,
uc
0
UH
t
UL
T1 T2
RC
T
OMLOMH eUUUU
2
)(
RC
T
OMHOML eUUUU
1
)(
)21ln (
2
1
21 R
RRCTT
OMLH URR
RUU
21
1
(7-9)
方波发生器电路的改进：
－?
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
uo
–
－?
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
uo
UZ
–
(7-10)
思考题,点 b 是电位器 RW 的中点，点 a 和点
c 是 b 的上方和下方的某点 。试定性画出点电位器可动端分别处于 a,b,c 三点 时的 uo - uc 相对应的波形图。
－
- +
+ +
RW
R1
R2
C
uc
uo
D1
D2
a
bc
(7-11)
反向积分电路方波发生器电路一,方波发生器? 矩形波?积分电路?三角波
－
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
-
+ +
R
R2
C
uo
此电路要求前后电路的时间常数配合好，不能让积分器饱和。
§ 7.2 三角波发生器
(7-12)
tuRCu oo d1 1
－
+ +
R
R1
R2
C
+
uc
-
+ +
R
R2
C
uouo1
uo
三角波的周期由方波发生器确定，其幅值也由周期 T和参数 R,C决定。
0
uo1
t
Uom
-Uom
(7-13)
电路二,电路一的改型
－?
+ +
－?
+ +A1 A
2
uo
uo1
R02
R01
R
C
R2 R1
反向积分电路上行迟滞比较器特点,由 上行的迟滞比较器 和 反相积分器 级联构成，
迟滞比较器的输出作为反相积分器的输入，反相积分器的输出又作为迟滞比较器的输入。
(7-14)
－
+ +
uoR
R2R1
ui
uo
ui0
Uom
-Uom
UHUL
上行的迟滞比较器回顾,
omH UR
RU
2
1?
omL UR
RU
2
1
上下门限电压：
(7-15)
回顾,
反相积分器
tuRCu io d1
ui?-
+ +
R
R2
C
uo
ui=-U
ui=+U
t
uo
0
+Uom
-Uom
(7-16)
omH UR
RU
2
1?
omL UR
RU
2
1
－?
+ +
－?
+ +A1 A
2
uo
uo1
R02
R01
R
C
R2 R1
0
0
uo1
t
＋ UOM
－ UOM
uo
tUH
UL
tuRCu oo d1 1
(7-17)
周期和频率的计算：
t
uo
UH
UL
T
－?
+ +
－?
+ +A1 A
2
uo
uo1
R02
R01
R
C
R2 R1
RCR
Rf
1
2
4?2
14
R
RCRT?
T1 T2
LH
T
OM UUtURC
1
0 d
1
HL
T
OM UUtURC
2
0 d
1
TTT 5.021
om
T
OM UR
RtU
RC 2
15.0
0 2d
1
(7-18)
电路三,是电路二的改型电路调整电位器 RW 可以使三角波上下移动。即给纯交流的三角波叠加了一个直流分量。
+E
-E
RW
－?
+ +
－?
+ +A1 A
2
uo
uo1
R02
R01
R
C
R2 R1
(7-19)
t
uo
T1 T2
-－
+ +
R2R1
+ +
R′
R2
C
uo
R + –
T1时间段，电容 C 通过 R′ 放电
T2时间段，电容 C 通过 R 充电充放电的 时间 T1,T2可 通过 R,R'调整。
当 R'=0时，则为锯齿波发生器。
电路四,是电路二的改进电路
uo1被嵌位于 ± Uz
(7-20)
uo
t
-－
+ +
R2R1
+ +
R4
C
uo
R + –
R3
改变三角波发生器中积分电路的充放电时间常数，使放电的时间常数为 0，
即把三角波发生器转换成了锯齿波发生器。
co uu
uc
t
§ 7.3 锯齿波发生器
(7-21)
-－
+ +
R2R1
+ +
R4
C
uo
R + –
R3
Z
T
Z UR
RtU
RC 2
1
0
2d1
2
12
R
RCRT?
(7-22)
ZH UR
RU
2
1?ZL UR
RU
2
1
|ui | <UZ
－?
+
+
R2R1
ui
-
+
+
R3
C
uo
R
A1 A
2
uo1
D1
D2
co uu
把锯齿波发生器积分电路的充电电压由 uo1变为 ui，
则锯齿波发生器转变为压频转换电路。即输出 uo的频率由输入电压 ui的大小决定。
§ 7.4 压频转换
(7-23)
设 uo1=+UZ,则 D2截止,D1导通，
ui 给电容 C充电,uo下降，当 uo
下降到 U+L时 uo1翻转到 -UZ,这时,D1截止,D2导通，电容 C快速放电,uo上升，当 uo上升到
U+H时 uo1翻转到 +UZ 。如此周期变化。 uo为锯齿波。
工作原理：
－?
+
+
R2R1
ui
-
+
+
R3
C
uo
R
A1 A
2
uo1
D1
D2
uc
co uu
t
uc
UH
UL
uo
t
UL
UH
(7-24)
－?
+
+
R2R1
ui
-
+
+
R3
C
uo
R
A1 A
2
uo1
D1
D2
由电路的工作情况可知：
改变电压 ui
uo的频率变化充电电压变化因此，称该电路为压频转换电路 。
t
uc
UH
UL
充电时间变化
(7-25)
由工作原理可知,uo在 U+L,U+H之间变化：
Tu
RC
U
R
R
iZ
12
2
1
i
Z
u
URC
R
RT
2
12
Z
i
U
u
R
R
RC
f
1
2
2
1
－?
+
+
R2R1
ui
-
+
+
R3
C
uo
R
A1 A
2
uo1
D1
D2
ZUR
R
2
1 ZU
R
R
2
1?
(7-26)
§ 7.5.1 产生自激振荡的原理
fid XXX
改成正反馈只有正反馈电路才能产生自激振荡。
基本放大电路 Ao
反馈电路
F
iX? +
–
dX?
oX?
fX?
§ 7.5 正弦波发生器
(7-27)
如果：
,if XX
则去掉
,iX? 仍有信号输出。
基本放大电路 Ao
反馈电路
F
dX?
oX?
fX?
反馈信号代替了放大电路的输入信号。
基本放大电路 Ao
反馈电路
F
iX? +
+
dX?
oX?
fX?
(7-28)
自激振荡条件的推导
fid
of
doo
XXX
XFX
XAX
FA
A
X
X
A
o
o
i
o
F 1?
基本放大电路 Ao
反馈电路
F
iX? +
–
dX?
oX?
fX?
(7-29)
FAo=1
自激振荡的条件基本放大电路 Ao
反馈电路
F
dX?
oX?
fX?
offd XFXXX,
oodoo XFAXAX
(7-30)
FA
AA
o
o
F 1
如果,
Fo AFA,01 则
(1) 正反馈足够强,输入信号为 0 时仍有信号输出，这就是产生了自激振荡。
(2) 要获得非正弦自激振荡,反馈回路中必须有
RC积分电路。例如：前面介绍的方波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器等。
)()( FA,
(3) 要获得正弦自激振荡,反馈回路中必须有选频电路。所以将放大倍数和反馈系数写成：
(7-31)
自激振荡的条件：
1)()( FA
因为：
AAA ||)( FFF ||)(
所以，自激振荡条件也可以写成：
（ 1）振幅条件,1||?AF
（ 2）相位条件：
nFA 2
n是整数相位条件 意味着振荡电路必须是正反馈；
振幅条件 可以通过调整放大电路的放大倍数达到。
(7-32)
问题 1,如何启振？
Uo 是振荡器的电压输出幅度,B是要求输出的幅度。起振时 Uo=0，达到稳定振荡时 Uo=B。
放大电路中存在噪声即瞬态扰动，这些扰动可分解为各种频率的分量，其中也包括有 fo分量。
选频网络,把 fo分量选出，把其他频率的分量衰减掉。这时，只要：
|AF|>1，且?A+?B =2n?,即可起振。
(7-33)
问题 2,如何稳幅？
起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这时若 |AF|仍大于 1，则输出将会饱和失真。
达到需要的幅值后，将参数调整为 AF=1，
即可稳幅。
具体方法将在后面具体电路中介绍。
起振并能稳定振荡的条件：
1
1
1
AFBU
AFBU
AFBU
o
o
o
时，
时，
时，
(7-34)
§ 7.5.2 RC振荡电路用 RC 电路构成选频网络的振荡电路即所谓的 RC
振荡电路，可选用的 RC 选频网络有多种，这里只介绍 文氏桥选频电路 。
R1
C1
R2 C2
iU?
oU?
一、选频电路
(7-35)
)
1
(j)1(
1
12
21
1
2
2
1
CR
CR
C
C
R
RU
U
i
o
12
21 2
1
2 CRfCRf
o
o
时，相移为 0。
R1
C1
R2 C2
iU?
oU?
(7-36)
21212
1
CCRR
f o
如果,R1=R2=R,C1=C2=C，则：
RCf o?2
1
)(j3
1
f
f
f
fU
U
o
o
i
o
)(31a r c t g ffff o
o
22 )(3
1
f
f
f
fU
U
o
o
i
o
传递函数：
相频特性：
幅频特性,f
o
f
i
o
U
U 31
+90?
–90?
f0
(7-37)
二、用运放组成的 RC振荡器
0?A?
所以，要满足相位条件，只有在 fo 处
0?F?
因为：
1?AF
12 2 RR
uo_
+
+
R2
R
C
R C R
1
1
21
R
RA
3
11
1
2 F
R
RA
(7-38)
能自行启动的电路（ 1）
uo t Rt A
半导体热敏电阻起振时,RT略大于 2R1，
使 |AF|>1，以便起振；_
+
+
RT
R
C
R C R
1
t?
uo
起振后,uo逐渐增大则
RT逐渐减小，使得输出
uo为某值时,|AF|=1，
从而稳幅。
(7-39)
能自行启动的电路（ 2）
R22为一小电阻，
使 (R21+R22)略大于
2R1,|AF|>1，以便起振；_
+
+
R21
R
C
C R
1
R22
D1
D2
随着 uo的增加,R22
逐渐被短接,A自动下降到使 |AF|=1，使得输出 uo稳定在某值。
(7-40)
输出频率的调整：
RCf o?2
1?
通过调整 R或 /和
C来调整频率。
_
+
+
RF
uoR
C
C R
K
K
R1
R1
R2
R2
R3
R3 C,双联可调电容，改变 C，
用于细调振荡频率。
K：双联波段开关，切换 R，
用于粗调振荡频率。
(7-41)
电子琴的振荡电路电路：
212
1
RRC
f o
_
+
+
RF1
uo
R1
C
C R
D1
D1
RF2
R28
R27
R26
R25
R24
R23
R22
R21
(7-42)
三、用分立元件组成的 RC振荡器
R
C
R C
+UCC
R1
C2 C3
R3
R2
RE2
C1
RC2
T1
RE1
CE
T2
RC1
RF
+
+
+
+
–+
+
+
– – –
+
ube?
RC网络正反馈,RF,RE1组成负反馈，调整到合适的参数则可产生振荡。
(7-43)
§ 7.5.3 LC振荡电路
LC 振荡电路的选频电路由电感和电容构成，
可以产生高频振荡。由于高频运放价格较高，所以一般用分离元件组成放大电路。本节只对 LC
振荡电路做一简单介绍，重点掌握相位条件的判别。
首先介绍一下 LC 选频网络。
(7-44)
LCo
1
RC
LZ
o?
iCL QIII
R
LQ o
LC
f o
2
1?
谐振时回路电流比总电流大的多，
外界对谐振回路的影响可以忽略！
C
L
RiU?
I?
LI?
(7-45)
+
+
–
–
+
例 1：
正反馈
+UCC
C
C1
C2
频率由 LC谐振网络决定。
(7-46)
例 2：
正反馈频率由 C,L1,L2谐振网络决定。
+UCC
C
C1
L1
L2
C2
uL1
uL2
uC
设 uB? uC?
uD? uB?
uL2?
ube?
uL1?
D
(7-47)
例 3：
正反馈设 uB? uC? uC1?
uC2? uB?
频率由 L,C1,C2 组成的谐振网络决定。
+UCC
C1
L
C2
A
B
C
+
–
–
+
uL
uC1?
t
uC
t
uCi CC
d
d
d
d 2
2
1
1
uC1减小时,uC2如何变化？
设 L,C1,C2 组成的谐振网络中的电流为 i,则i i
(7-48)
例 4：
正反馈
+UCC
C1
C2
设 uB? uC?
uE?
ube?
uA?
A
E
CB
ube?+
–
uC1?
频率由 L,C1,C2 组成的谐振网络决定。
(7-49)
第七章结束电子技术模拟电路部分
