实用模拟电子技术教程第16章电子课件.ppt

1、实用模拟电子技术教程主编：徐正惠主编：徐正惠副副主编：主编：刘希真刘希真 张小冰张小冰 第三篇第三篇 模拟集成电路及其应用模拟集成电路及其应用 本篇介绍集成电路和模拟集成电路的分类、命本篇介绍集成电路和模拟集成电路的分类、命名方法、封装方式等基本常识。在此基础上重点名方法、封装方式等基本常识。在此基础上重点介绍集成运算放大电路、集成稳压电路、集成信介绍集成运算放大电路、集成稳压电路、集成信号测量电路、集成仪表放大电路、集成功率放大号测量电路、集成仪表放大电路、集成功率放大电路、集成信号发生电路等。通过介绍和讨论，电路、集成信号发生电路等。通过介绍和讨论，要求掌握或了解相关集成电路常用的型号、外

2、型、要求掌握或了解相关集成电路常用的型号、外型、封装、功能、主要性能指标和典型应用电路。要封装、功能、主要性能指标和典型应用电路。要求掌握常用模拟集成电路应用电路的设计方法。求掌握常用模拟集成电路应用电路的设计方法。第第1616章章 集成信号发生电路集成信号发生电路 第三篇第三篇 模拟集成电路及其应用模拟集成电路及其应用学习要求：学习要求：掌握正弦波振荡电路的组成和起振条件；掌握正掌握正弦波振荡电路的组成和起振条件；掌握正弦波振荡电路的分类，以及各类振荡电路的优缺点；弦波振荡电路的分类，以及各类振荡电路的优缺点；学会识读变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式学会识读变压器反馈式、电感反馈式、电容

3、反馈式振荡电路，用瞬时极性判别法分析其形成正反馈的振荡电路，用瞬时极性判别法分析其形成正反馈的原理；正确找出各个电路的选频环节；掌握石英振原理；正确找出各个电路的选频环节；掌握石英振荡电路的工作原理；了解函数发生器电路荡电路的工作原理；了解函数发生器电路ICL8038ICL8038的主要性能，读懂其典型的应用电路。的主要性能，读懂其典型的应用电路。16.1 16.1 正弦波发生电路的组成和起振条件正弦波发生电路的组成和起振条件第第1616章章 集成信号发生电路集成信号发生电路 在许多控制或测量电路中，经常要用到各种波形的信号，在许多控制或测量电路中，经常要用到各种波形的信号，例如正弦波、方波、

4、矩形波、三角波、锯齿波等，这些信例如正弦波、方波、矩形波、三角波、锯齿波等，这些信号需要通过特定的电路来产生。能产生这些波形信号的电号需要通过特定的电路来产生。能产生这些波形信号的电路称为波形发生电路，也称波形发生器。路称为波形发生电路，也称波形发生器。按照所产生波形的不同，波形发生电路可以分为两大类：按照所产生波形的不同，波形发生电路可以分为两大类：正弦波发生电路和非正弦波发生电路，正弦波发生电路也正弦波发生电路和非正弦波发生电路，正弦波发生电路也称正弦波振荡器。我们首先讨论正弦波发生电路。称正弦波振荡器。我们首先讨论正弦波发生电路。16.1.1 16.1.1 正弦波振荡的条件正弦波振荡的条

5、件 16.1 16.1 正弦波发生电路的组成和起振条件正弦波发生电路的组成和起振条件 正弦波发生电路是在没有外加输入信号的情况下，自行正弦波发生电路是在没有外加输入信号的情况下，自行产生正弦波输出的电路。我们讨论这种能自行输出正弦波产生正弦波输出的电路。我们讨论这种能自行输出正弦波信号的电路应该满足怎么样的条件。信号的电路应该满足怎么样的条件。1 1、必须含有放大电路、必须含有放大电路 首先，这种电路必须包含有放大电路。有了放大电路，首先，这种电路必须包含有放大电路。有了放大电路，只要电路中存在微弱的正弦波信号，经过放大电路的放大，只要电路中存在微弱的正弦波信号，经过放大电路的放大，就可以使该

6、电路产生正弦波信号输出，如图所示。就可以使该电路产生正弦波信号输出，如图所示。16.1.1 16.1.1 正弦波振荡的条件正弦波振荡的条件 16.1 16.1 正弦波发生电路的组成和起振条件正弦波发生电路的组成和起振条件 2 2、必须存在正反馈和反馈网络、必须存在正反馈和反馈网络 光依靠放大电路显然不能构成正弦波发生电路，因为只光依靠放大电路显然不能构成正弦波发生电路，因为只有正弦波信号输入时，放大电路才会产生正弦波输出，而有正弦波信号输入时，放大电路才会产生正弦波输出，而该输入正弦波正是我们需要产生的。该输入正弦波正是我们需要产生的。如果电路中存在下图所示正反馈，情况就会发生变化。如果电路中

7、存在下图所示正反馈，情况就会发生变化。图图X Xi i表示正弦波输入信号，表示正弦波输入信号，X X0 0表示正弦波输出，表示正弦波输出，A A为放大电为放大电路，路，F F为反馈网络，为反馈网络，X Xd d表示放大电路的净输入电压。表示放大电路的净输入电压。16.1 16.1 正弦波发生电路的组成和起振条件正弦波发生电路的组成和起振条件 正反馈如何形成自激振荡？正反馈如何形成自激振荡？假设初始时刻有一个正弦波电压假设初始时刻有一个正弦波电压X Xi i输入，经过放大，输输入，经过放大，输出正弦波信号出正弦波信号X X0 0，输出信号经反馈网络形成反馈信号输出信号经反馈网络形成反馈信号X X

8、f f，通通过正反馈，过正反馈，X X0 0 X Xf fX Xd dXX0 0X Xd d ，X Xd d增加到一增加到一定的程度，即使将输入信号定的程度，即使将输入信号X Xi i撤去，电路照样有正弦波信撤去，电路照样有正弦波信号输出。可见，引入正反馈后，只要有一个初始正弦振荡，号输出。可见，引入正反馈后，只要有一个初始正弦振荡，通过正反馈，就可以在输出端得到正弦信号输出。通过正反馈，就可以在输出端得到正弦信号输出。电路中总存在某种扰动，这种扰动即可成为初始振荡，电路中总存在某种扰动，这种扰动即可成为初始振荡，但这种初始振荡并不是正弦波，为此，但这种初始振荡并不是正弦波，为此，还需要还需要

9、“选频网络选频网络”16.1 16.1 正弦波发生电路的组成和起振条件正弦波发生电路的组成和起振条件 3 3、必须包含选频网络、必须包含选频网络 选频网络的作用是使正反馈过程仅对某一确定的频率有选频网络的作用是使正反馈过程仅对某一确定的频率有效，因此，只有这个频率的信号能在输出端形成输出，这效，因此，只有这个频率的信号能在输出端形成输出，这样，就可以得到正弦波信号输出。多数信号发生电路做法样，就可以得到正弦波信号输出。多数信号发生电路做法是将反馈网络和选频网络是将反馈网络和选频网络“合二为一合二为一”，使反馈网络具有，使反馈网络具有选频的功能，即反馈网络只对某一确定频率的信号有最大选频的功能，

10、即反馈网络只对某一确定频率的信号有最大的反馈系数，偏离这一频率的信号，其反馈系数大大下降，的反馈系数，偏离这一频率的信号，其反馈系数大大下降，正反馈的结果，输出端输出的就是正弦波信号。正反馈的结果，输出端输出的就是正弦波信号。4 4、还必须有稳幅的环节、还必须有稳幅的环节 幅度的环节，通常的做法是利用放大电路的非线性。由幅度的环节，通常的做法是利用放大电路的非线性。由于放大电路元器件非线性的限制，于放大电路元器件非线性的限制，X X0 0达到一定的幅度后，达到一定的幅度后，电压放大倍数电压放大倍数A A的数值将降低，输出电压的数值将降低，输出电压X X0 0、反馈电压反馈电压X Xf f和和净

11、输入电压净输入电压X Xd d最后都将维持一个稳定的数值不变，电路达最后都将维持一个稳定的数值不变，电路达到动态平衡。到动态平衡。16.1 16.1 正弦波发生电路的组成和起振条件正弦波发生电路的组成和起振条件 起振条件起振条件 可以证明，电路自激振荡达到动态平衡时，放大倍数和可以证明，电路自激振荡达到动态平衡时，放大倍数和反馈系数应满足关系：反馈系数应满足关系：上式包含两层意思：其一，平衡时放大倍数和反馈系数大上式包含两层意思：其一，平衡时放大倍数和反馈系数大小的乘积等于小的乘积等于1 1，其二，反馈信号和放大电路输出信号位相，其二，反馈信号和放大电路输出信号位相相同（或相差相同（或相差2

12、2的整数倍）。为了使输出信号从电路接通的整数倍）。为了使输出信号从电路接通电源开始有一个从小到大，直至达到平衡的过程，电路的电源开始有一个从小到大，直至达到平衡的过程，电路的起振条件起振条件为：为：1AF1AF16.1.2 16.1.2 正弦波振荡电路的组成和分类正弦波振荡电路的组成和分类 根据上述分析，正弦波振荡电路的组成如下图所示。电根据上述分析，正弦波振荡电路的组成如下图所示。电路由放大电路路由放大电路A A和反馈、选频网络组成，在分立元件组成的和反馈、选频网络组成，在分立元件组成的正弦波发生电路中，放大电路中晶体管依靠其非线性，同正弦波发生电路中，放大电路中晶体管依靠其非线性，同时起着

13、稳幅的作用；反馈选频网络即起选频的作用，同时时起着稳幅的作用；反馈选频网络即起选频的作用，同时产生正反馈信号，形成电路的正反馈。产生正反馈信号，形成电路的正反馈。正弦波振荡电路组成正弦波振荡电路组成组成：组成：16.1.2 16.1.2 正弦波振荡电路的组成和分类正弦波振荡电路的组成和分类 分类：分类：按照反馈、选频网络的不同，正弦按照反馈、选频网络的不同，正弦波振荡电路可以分为三类：波振荡电路可以分为三类：1 1、反馈、选频网络由电阻和电容组成的，称为、反馈、选频网络由电阻和电容组成的，称为RCRC正弦波振正弦波振荡电路；荡电路；2 2、反馈、选频网络由电感和电容组成的，称为、反馈、选频网络

14、由电感和电容组成的，称为LCLC振荡电路；振荡电路；3 3、由石英晶体选频的，称为石英晶体振荡电路。、由石英晶体选频的，称为石英晶体振荡电路。RCRC正弦波振荡电路的振荡频率比较低，一般在正弦波振荡电路的振荡频率比较低，一般在1 1MHzMHz以下；以下；LCLC正弦波振荡电路的振荡频率，一般在正弦波振荡电路的振荡频率，一般在1 1MHzMHz以上；石英晶体振以上；石英晶体振荡电路等效于荡电路等效于LCLC振荡电路，与振荡电路，与LCLC振荡电路相比，其突出的优振荡电路相比，其突出的优点是振荡频率非常稳定。点是振荡频率非常稳定。16.1.3 16.1.3 正弦波振荡电路识读方法和步骤正弦波振荡

15、电路识读方法和步骤 根据上述关于正弦波振荡电路组成和起振条件的讨论，根据上述关于正弦波振荡电路组成和起振条件的讨论，可以看出，对一个具体的振荡电路进行识读，应包含以下可以看出，对一个具体的振荡电路进行识读，应包含以下几方面内容：几方面内容：1 1、检查电路是否包含放大电路、反馈、选频网络和稳幅、检查电路是否包含放大电路、反馈、选频网络和稳幅环节。环节。2 2、检查放大电路的静态工作点设置，判断其能否正常工、检查放大电路的静态工作点设置，判断其能否正常工作。作。3 3、用瞬时极性判别法，检查能否形成正反馈。、用瞬时极性判别法，检查能否形成正反馈。4 4、判断是否满足、判断是否满足AF1AF1的起

16、振条件，估算振荡频率。的起振条件，估算振荡频率。16.2 16.2 RCRC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 RCRC振荡电路中应用最广的是串并联网络振荡电路，也称振荡电路中应用最广的是串并联网络振荡电路，也称文氏桥振荡电路。文氏桥振荡电路。1 1、RCRC串并联网络振荡串并联网络振荡电路结构电路结构这种电路典型的结构如这种电路典型的结构如右图所示，其放大电路右图所示，其放大电路采用集成运算放大电路采用集成运算放大电路（也可以采用晶体管放（也可以采用晶体管放大电路），反馈、选频大电路），反馈、选频网络由串联的网络由串联的R R、C C和并和并联的联的R R、C C组成，因此称组成，因此称为

17、为串并联网络振荡电路。串并联网络振荡电路。16.2 16.2 RCRC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 1 1、RCRC串并联网络振荡电路结构串并联网络振荡电路结构另一方面，串联的另一方面，串联的R R、C C，并联的并联的R R、C C，电阻电阻R R1 1和和R RF F正好组成正好组成一个电桥的四个桥臂（见图一个电桥的四个桥臂（见图(b)b)），），电路输出端和电路输出端和“地地”接接电桥的两个顶点，放大电路的两个输入端接另外两个顶点，电桥的两个顶点，放大电路的两个输入端接另外两个顶点，因此也称文氏桥振荡电路。因此也称文氏桥振荡电路。改画为改画为运放运放16.2 16.2 RCRC正

18、弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 2 2、放大电路、放大电路图（图（1 1）中运算放大电路被接成同相输入放大电路，信号从）中运算放大电路被接成同相输入放大电路，信号从同相端输入，放大倍数为：同相端输入，放大倍数为：)R/R(AFv113 3、反馈、选频网络、反馈、选频网络特性特性 RCRC串并联网络既是串并联网络既是选频网络，同时又是选频网络，同时又是正反馈网络。网络的正反馈网络。网络的输入信号为输入信号为U U0 0（振荡振荡电路的输出电压），电路的输出电压），输出的反馈电压为输出的反馈电压为U UF F，两者之间的关系如图两者之间的关系如图（2 2）所示）所示。图图1 1图图2 216.

19、2 16.2 RCRC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 选频网络的频率特性选频网络的频率特性RCRC串并联网络既是选频网络，同时又是正反馈网络。首先研串并联网络既是选频网络，同时又是正反馈网络。首先研究这一网络的频率特性，即输入信号究这一网络的频率特性，即输入信号U U0 0的频率从零逐渐变化的频率从零逐渐变化到无穷大时，反馈系数到无穷大时，反馈系数F F变化的情况。变化的情况。频率特性包含两个方面：频率特性包含两个方面：其一其一，频率从零逐渐变化到无穷大时，反，频率从零逐渐变化到无穷大时，反馈系数馈系数F F的数值随频率的变化，称为的数值随频率的变化，称为RCRC串串并联网络的幅频特性；

20、并联网络的幅频特性；其二其二，频率从零逐渐变化到无穷大时，反，频率从零逐渐变化到无穷大时，反馈电压馈电压U UF F与输入电压与输入电压U U0 0之间的位相差随频之间的位相差随频率的变化，称为率的变化，称为RCRC串并联网络的相频特性。串并联网络的相频特性。图图2 216.2 16.2 RCRC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读f=ff=f0 0时，反馈系数达到最大，最时，反馈系数达到最大，最大值大值F=1/3F=1/3。RCf 210图图2 2幅频特性：幅频特性：频率趋于零时，并联支路中频率趋于零时，并联支路中C C的容抗与的容抗与R R相比可以忽略，串联相比可以忽略，串联支路中支路中C

21、 C的容抗远大于的容抗远大于R R，R R可以忽略，可以忽略，C C和和R R分压的结果，输分压的结果，输出电压出电压U UF F的幅度趋于零。频率趋于无穷大时，并联支路中的幅度趋于零。频率趋于无穷大时，并联支路中C C的容抗趋于零，输出电压的容抗趋于零，输出电压U UF F的幅度也的幅度也趋于零。当输入信号频率等于趋于零。当输入信号频率等于f f0 0时，时，输出电压输出电压U UF F的幅度达到最大值。可的幅度达到最大值。可以证明，以证明，f f0 0的大小决定于的大小决定于R R和和C C，等等于：于：16.2 16.2 RCRC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读幅频特性：幅频特性：因

22、此幅频特性曲线呈图因此幅频特性曲线呈图(1(1)所示的尖峰状形态。所示的尖峰状形态。图图2 2f=ff=f0 0时时F=1/3F=1/3图图1 1RCf 21016.2 16.2 RCRC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读RCf 210相频特性：相频特性：RCRC串并联网络相频特性如下图所示，输入信号频率趋于零时，串并联网络相频特性如下图所示，输入信号频率趋于零时，U UF F的位相将比的位相将比U U0 0超前超前9090，输入信号频率趋于无穷大时，输入信号频率趋于无穷大时，U UF F的位相将比的位相将比U U0 0落后落后9090，输入信号频率，输入信号频率f=ff=f0 0时，时，U

23、 UF F和和U U0 0之间之间没有位相差。没有位相差。16.2 16.2 RCRC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读相频特性：相频特性：RCRC串并联网络相频特性如下图所示，输入信号频率趋于零时，串并联网络相频特性如下图所示，输入信号频率趋于零时，U UF F的位相将比的位相将比U U0 0超前超前9090，输入信号频率趋于无穷大时，输入信号频率趋于无穷大时，U UF F的位相将比的位相将比U U0 0落后落后9090，输入信号频率，输入信号频率f=ff=f0 0时，时，U UF F和和U U0 0之间之间没有位相差。没有位相差。RCf 210可见，可见，RCRC串并联网络对于串并联网络

24、对于频率为频率为f f0 0的信号相位移动的信号相位移动为零，用极性判别法可以为零，用极性判别法可以证明能形成正反馈。根据证明能形成正反馈。根据反馈网络的相频特性，频反馈网络的相频特性，频率偏离率偏离f f0 0的其他信号因相的其他信号因相位移动不等于零而不能形位移动不等于零而不能形成正反馈。成正反馈。16.2 16.2 RCRC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读4 4、起振条件和振荡频率、起振条件和振荡频率起振条件为起振条件为今今F=1/3F=1/3，因此只要因此只要A3A3，就能满足起振的条件。将运算放就能满足起振的条件。将运算放大器组成的放大电路的放大倍数大器组成的放大电路的放大倍数A

25、 Av v代入，可得起振条件为：代入，可得起振条件为：1FAv12RRF证：证：31)1(1RRFAFv131)1(1RRF131RRF21RRF12RRF16.2 16.2 RCRC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 总结：总结：1 1、串并联网络振荡电路（文氏桥振荡电路）的结构如图、串并联网络振荡电路（文氏桥振荡电路）的结构如图 RCf 2102 2、起振条件为：、起振条件为：12RRF3 3、振荡频率为：、振荡频率为：16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读由于通用运算放大电路适用的频率比较低，而由于通用运算放大电路适用的频率比较低，而LCLC正弦波振荡正弦波振

26、荡电路常用于产生较高频率的正弦波，因此常见的电路常用于产生较高频率的正弦波，因此常见的LCLC正弦波振正弦波振荡电路都由分立元件组成，必要时还采用共基极电路。典型荡电路都由分立元件组成，必要时还采用共基极电路。典型的的LCLC正弦波振荡电路有三种：正弦波振荡电路有三种：变压器反馈式振荡电路；变压器反馈式振荡电路；电感反馈式振荡电路；电感反馈式振荡电路；电容反馈式振荡电路。电容反馈式振荡电路。16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读16.2.1 16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路变压器反馈式正弦波振荡电路 1 1、电路结构、电路结构典型的变压器反馈式振荡电典型的变压

27、器反馈式振荡电路如图所示，图中路如图所示，图中B B1 1为变压为变压器，有三个绕组，绕组器，有三个绕组，绕组L L接接晶体管晶体管VTVT1 1的集电极，绕组的集电极，绕组L L1 1用来产生反馈电压，第三个用来产生反馈电压，第三个绕组绕组L L2 2输出正弦波电压，输出正弦波电压，R RL L为负载。绕组中的两个黑点，为负载。绕组中的两个黑点，表示它们是这两个绕组的同表示它们是这两个绕组的同名端，即同为绕组饶制时的名端，即同为绕组饶制时的“头头”或或“尾尾”。16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读16.2.1 16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路变压器反馈式正

28、弦波振荡电路 2 2、放大电路、放大电路右图所示的振荡电路所使用右图所示的振荡电路所使用的放大电路是由晶体管的放大电路是由晶体管VTVT1 1组成的共射极放大电路。该组成的共射极放大电路。该电路采用分压偏置方式，电路采用分压偏置方式，R Rb1b1和和R Rb2b2为基极电阻，为基极电阻，R Re e为发射为发射极电阻，形成直流负反馈，极电阻，形成直流负反馈，用以稳定静态工作点。用以稳定静态工作点。C Ce e为为旁路电容，避免旁路电容，避免R Re e对交流信对交流信号形成负反馈。与普通共集号形成负反馈。与普通共集电极放大电路不同，图中的电极放大电路不同，图中的放大电路以放大电路以LCLC并

29、联网络为集并联网络为集电极负载。电极负载。16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 3 3、反馈、选频网络特性、反馈、选频网络特性电路选频、反馈网络由变压器电路选频、反馈网络由变压器初级绕组初级绕组LCLC并联回路和次级绕并联回路和次级绕组组L L1 1组成。组成。16.2.1 16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路变压器反馈式正弦波振荡电路16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 3 3、反馈、选频网络特性、反馈、选频网络特性分析选频网络特性前，首先复习分析选频网络特性前，首先复习LCLC并并联回路的频率特性。当联回路的频率特性。当LCLC回

30、路两端电回路两端电压为压为U U时，流过电路的电流电流为时，流过电路的电流电流为I I，用用表示电流和电压之间的位相差，表示电流和电压之间的位相差，Z Z表示表示LCLC回路的等效阻抗的大小。回路的等效阻抗的大小。LCLC回路的幅频特性：回路的幅频特性：由右图所示。输由右图所示。输入信号频率等于谐振频率入信号频率等于谐振频率f f0 0时，阻抗时，阻抗达到最大值，偏离这一频率时，阻抗达到最大值，偏离这一频率时，阻抗下降，频率趋于零或无穷大，阻抗趋下降，频率趋于零或无穷大，阻抗趋于零。谐振频率于零。谐振频率f f0 0等于：等于：16.2.1 16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路变压器反馈式

31、正弦波振荡电路LCf 21016.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 LCLC回路的相频特性：回路的相频特性：由右下图所示。信号频率等于谐振频由右下图所示。信号频率等于谐振频率率f f0 0时，电压与电流之间的位相差为零，时，电压与电流之间的位相差为零，频率趋向零时，位相差等于频率趋向零时，位相差等于9090，频率，频率趋于无穷大时，位相差等于趋于无穷大时，位相差等于9090。可见，以可见，以LCLC并联回路为集电极负载的放并联回路为集电极负载的放大电路具有选频特性。当信号频率等于大电路具有选频特性。当信号频率等于LCLC回路的谐振频率时，回路有最大阻抗，回路的谐振频率

32、时，回路有最大阻抗，因此该频率下放大电路有最大的放大倍因此该频率下放大电路有最大的放大倍数（共射极放大电路的放大倍数与集电数（共射极放大电路的放大倍数与集电极阻抗成正比），而且无附加相移。对极阻抗成正比），而且无附加相移。对于其他频率的信号，不但放大倍数的数于其他频率的信号，不但放大倍数的数值下降，而且会有附加相移。值下降，而且会有附加相移。16.2.1 16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路变压器反馈式正弦波振荡电路16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 反馈电压极性分析：反馈电压极性分析：绕组绕组L L1 1给出反馈电压，经电容给出反馈电压，经电容C C1 1耦

33、合耦合至放大电路的基极。是否构成正反馈，至放大电路的基极。是否构成正反馈，决定于绕组的方向，可以判别，按照决定于绕组的方向，可以判别，按照图中所示的绕组方向，所构成的为正图中所示的绕组方向，所构成的为正反馈。用瞬时极性判别法，设放大电反馈。用瞬时极性判别法，设放大电路输入端极性为路输入端极性为“+”“+”，因共射极放，因共射极放大电路的倒相作用，集电极的极性为大电路的倒相作用，集电极的极性为“”，绕组，绕组L L加黑点的一端极性为加黑点的一端极性为“+”“+”，绕组，绕组L L1 1中加黑点的极性和中加黑点的极性和L L中中黑点端同极性，也应该为黑点端同极性，也应该为“+”“+”极性，极性，经

34、电容经电容C C1 1耦合至输入端，和原假设的耦合至输入端，和原假设的极性相同，因此构成正反馈。极性相同，因此构成正反馈。16.2.1 16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路变压器反馈式正弦波振荡电路16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 4 4、起振条件和振荡频率、起振条件和振荡频率可以证明起振条件为：可以证明起振条件为：16.2.1 16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路变压器反馈式正弦波振荡电路MCRrbe 式中式中为晶体管为晶体管VTVT1 1的电流放大倍的电流放大倍数；数；r rbebe为发射结电阻；为发射结电阻；RR为折为折合到合到LCLC谐振回路的等

35、效损耗电阻，谐振回路的等效损耗电阻，包括电感包括电感L L的直流电阻等；的直流电阻等；M M为绕为绕组组L L和和L L1 1之间的互感。由上式可以之间的互感。由上式可以看出，选择高看出，选择高的晶体管，减小的晶体管，减小互感互感M M等有助于满足起振条件。等有助于满足起振条件。16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 总结：总结：16.2.1 16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路变压器反馈式正弦波振荡电路MCRrbe 1 1、LCLC正弦波振荡电路结构如右正弦波振荡电路结构如右图所示；图所示；2 2、起振条件为：、起振条件为：3 3、振荡频率等于、振荡频率等于LC

36、LC回路的谐回路的谐振频率，等于：振频率，等于：LCf 21016.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 总结：总结：16.2.1 16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路变压器反馈式正弦波振荡电路变压器反馈式振荡电路的优缺点变压器反馈式振荡电路的优缺点优点：优点：容易满足起振条件；振荡频率较高；容易满足起振条件；振荡频率较高；输出波形失真不大，因此应用范围输出波形失真不大，因此应用范围广。广。缺点：缺点：使用变压器，体积和重量都比较大；使用变压器，体积和重量都比较大；输出电压和反馈电压靠磁路耦合，输出电压和反馈电压靠磁路耦合，因耦合不紧密而损耗较大；变压器因耦合不紧密而

37、损耗较大；变压器铁芯容易产生电磁干扰；振荡频率铁芯容易产生电磁干扰；振荡频率稳定性不高。稳定性不高。16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 1 1、电路结构、电路结构16.2.2 16.2.2 电感反馈式正弦波振荡电路电感反馈式正弦波振荡电路电感反馈式振荡电路如图所示。电感反馈式振荡电路如图所示。与变压器反馈电路相比较，变与变压器反馈电路相比较，变压器初级加了一个抽头，次级压器初级加了一个抽头，次级只有一个绕组，用来向负载输只有一个绕组，用来向负载输出。变压器初级绕组三个端点出。变压器初级绕组三个端点分别接到晶体管的三个极，上分别接到晶体管的三个极，上方的端点经电容方

38、的端点经电容C C1 1接接VTVT1 1的基极；的基极；下方的端点接下方的端点接VTVT1 1的集电极；的集电极；中间的端点经电源、电容中间的端点经电源、电容C Ce e接接VTVT1 1的发射极。由于结构上的的发射极。由于结构上的这一特点，电感反馈式振荡电这一特点，电感反馈式振荡电路也称电感三点式振荡电路。路也称电感三点式振荡电路。16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 2 2、放大电路、放大电路16.2.2 16.2.2 电感反馈式正弦波振荡电路电感反馈式正弦波振荡电路 放大电路和变压器反馈振荡放大电路和变压器反馈振荡电路中的相同，也是共射极选电路中的相同，也是

39、共射极选频放大电路。频放大电路。3 3、反馈、选频网络特性、反馈、选频网络特性 反馈电压从电感反馈电压从电感L L1 1获得，可获得，可用瞬时极性判别法判断所构成用瞬时极性判别法判断所构成的为正反馈。的为正反馈。4 4、振荡频率、振荡频率 即为（即为（L L1 1+L+L2 2）和和C C组成的并联组成的并联谐振电路的谐振频率谐振电路的谐振频率f f0 0，它等于：它等于：C)MLL(f221210 16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 2 2、放大电路、放大电路16.2.2 16.2.2 电感反馈式正弦波振荡电路电感反馈式正弦波振荡电路 放大电路和变压器反馈振荡放

40、大电路和变压器反馈振荡电路中的相同，也是共射极选电路中的相同，也是共射极选频放大电路。频放大电路。3 3、反馈、选频网络特性、反馈、选频网络特性 反馈电压从电感反馈电压从电感L L1 1获得，可获得，可用瞬时极性判别法判断所构成用瞬时极性判别法判断所构成的为正反馈。的为正反馈。4 4、振荡频率、振荡频率 即为（即为（L L1 1+L+L2 2）和和C C组成的并联组成的并联谐振电路的谐振频率谐振电路的谐振频率f f0 0，它等于：它等于：C)MLL(f221210 16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 5 5、起振条件为：、起振条件为：16.2.2 16.2.2 电

41、感反馈式正弦波振荡电路电感反馈式正弦波振荡电路式中式中为晶体管为晶体管VTVT的电流放大倍数，的电流放大倍数，r rbebe为为VTVT的发射结电阻，的发射结电阻，R RL L为（包括负载电阻为（包括负载电阻R RL L等）折合到等）折合到VTVT管集电极与发射极之管集电极与发射极之间的等效并联总损耗电阻。间的等效并联总损耗电阻。LbeRrMLML21 6 6、优缺点：、优缺点：电感反馈式电路的优点是：电感反馈式电路的优点是：L L1 1和和L L2 2之间的耦合紧密，输出之间的耦合紧密，输出信号振幅大；当信号振幅大；当C C采用可变电容时，输出信号频率可调，且采用可变电容时，输出信号频率可调

42、，且调节范围较大，最高频率可以达到几十兆赫。缺点是：输调节范围较大，最高频率可以达到几十兆赫。缺点是：输出电压中唱含有高次谐波，因此，常用于对波形要求不高出电压中唱含有高次谐波，因此，常用于对波形要求不高的场合，例如高频加热器、接收机的本机振荡等。的场合，例如高频加热器、接收机的本机振荡等。16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 1 1、电路结构、电路结构16.2.3 16.2.3 电容反馈式正弦波振荡电路电容反馈式正弦波振荡电路 电容反馈式振荡电路如图所示，电容反馈式振荡电路如图所示，与电感反馈式电路相比较，图与电感反馈式电路相比较，图中中LCLC谐振电路中两个电感

43、谐振电路中两个电感L L1 1和和L L2 2被换成电容被换成电容C C1 1和和C C2 2，电容电容C C被被换成电感换成电感L L。这样改变的目的这样改变的目的是为了改善输出电压的波形。是为了改善输出电压的波形。谐振电路中两个电容谐振电路中两个电容C C1 1、C C2 2的的三个端点分别接到晶体管三个端点分别接到晶体管VTVT的的三个极，由于这种结构上的特三个极，由于这种结构上的特点，电感反馈式振荡电路也称点，电感反馈式振荡电路也称电容三点式振荡电路。电容三点式振荡电路。16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读16.2.3 16.2.3 电容反馈式正弦波振荡电路

44、电容反馈式正弦波振荡电路 2 2、放大电路、放大电路晶体管晶体管VTVT组成共射极放大电路，组成共射极放大电路，电阻电阻R Rb1b1、R Rb2b2为基极偏置电阻，为基极偏置电阻，R RC C为集电极电阻，为集电极电阻，R Re e为发射极为发射极电阻，形成直流负反馈，用以电阻，形成直流负反馈，用以稳定静态工作点。稳定静态工作点。C Ce e为旁路电为旁路电容，避免容，避免R Re e对交流信号形成负对交流信号形成负反馈。反馈。16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 3 3、反馈、选频网络特性、反馈、选频网络特性16.2.3 16.2.3 电容反馈式正弦波振荡电路电

45、容反馈式正弦波振荡电路 反馈电压由电容反馈电压由电容C C2 2经耦合电容经耦合电容C C3 3耦合至晶体管耦合至晶体管VTVT的基极。的基极。设基极瞬时极性为设基极瞬时极性为“+”“+”，因，因共发射极放大电路的倒相作用，共发射极放大电路的倒相作用，集电极极性为集电极极性为“”，C C1 1上方上方端极性为端极性为“”，下方端极性，下方端极性为为“+”“+”，C C2 2上方端极性为上方端极性为“”，下方端极性为，下方端极性为“+”“+”，经电容经电容C C3 3耦合，加到基极的电耦合，加到基极的电压极性为压极性为“+”“+”，与原极性相，与原极性相同，因此构成正反馈。同，因此构成正反馈。1

46、6.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读 4 4、振荡频率、振荡频率16.2.3 16.2.3 电容反馈式正弦波振荡电路电容反馈式正弦波振荡电路 振荡频率振荡频率f f0 0即为（即为（C C1 1+C+C2 2）、）、L L并联谐振电路的谐振频率，它并联谐振电路的谐振频率，它等于：等于：)CC(CCLf2121021 5、起振条件为：、起振条件为：LbeRrCC12 式中式中为晶体管为晶体管VTVT的电流放大倍数，的电流放大倍数，r rbebe为为VTVT的发射结电阻，的发射结电阻，R RL L为集电极电阻为集电极电阻R RC C等折合到等折合到VTVT管集电极与发射极

47、之间的等管集电极与发射极之间的等效电阻。效电阻。16.3 16.3 LCLC正弦波振荡电路识读正弦波振荡电路识读6 6、优缺点：、优缺点：电容反馈式电路的优点是电容反馈式电路的优点是输出电压波形好，缺点是输出电压波形好，缺点是输出信号频率调节不方便。输出信号频率调节不方便。如通过如通过C C1 1或或C C2 2电容量调节的电容量调节的办法调节频率，调节时会办法调节频率，调节时会影响起振条件，因此常用影响起振条件，因此常用于固定频率或频率调节范于固定频率或频率调节范围不大的场合。围不大的场合。16.2.3 16.2.3 电容反馈式正弦波振荡电路电容反馈式正弦波振荡电路 16.4 16.4 石英

48、晶体振荡电路识读石英晶体振荡电路识读1 1、石英晶体的结构、石英晶体的结构石英晶体的全称是石英晶体谐振器，简称石英晶体。将二石英晶体的全称是石英晶体谐振器，简称石英晶体。将二氧化硅晶体按照一定的方向切割成晶片，表面抛光并涂敷氧化硅晶体按照一定的方向切割成晶片，表面抛光并涂敷银层，封装，即为石英晶体，其结构示意图和电路符号如银层，封装，即为石英晶体，其结构示意图和电路符号如图所示。其中图所示。其中(a)a)为结构示意图，为结构示意图，(b)b)电路符号。电路符号。16.4.1 16.4.1 石英晶体的等效电路和频率特性石英晶体的等效电路和频率特性16.4 16.4 石英晶体振荡电路识读石英晶体振

49、荡电路识读2 2、石英晶体的等效电路和频率特性、石英晶体的等效电路和频率特性石英晶体的复杂性石英晶体的复杂性石英晶体是绝缘体，因此不通直流电，但可以通过交流电。石英晶体是绝缘体，因此不通直流电，但可以通过交流电。将交流电压加到石英晶体两端，一方面，晶片及两面涂银将交流电压加到石英晶体两端，一方面，晶片及两面涂银层构成一只电容，显然会起导电作用，其导电特性和普通层构成一只电容，显然会起导电作用，其导电特性和普通电容器相同；另一方面，石英晶体有压电效应，施加交变电容器相同；另一方面，石英晶体有压电效应，施加交变电压后，会引起晶片的振动，这种振动反过来又会产生交电压后，会引起晶片的振动，这种振动反过

50、来又会产生交变的电场，这种交变电场又影响晶体的导电，因此石英晶变的电场，这种交变电场又影响晶体的导电，因此石英晶体的导电特性就变得十分复杂。体的导电特性就变得十分复杂。为了说明石英晶体的导电特性，通常采用等效电路和频率为了说明石英晶体的导电特性，通常采用等效电路和频率特性曲线。特性曲线。16.4.1 16.4.1 石英晶体的等效电路和频率特性石英晶体的等效电路和频率特性16.4 16.4 石英晶体振荡电路识读石英晶体振荡电路识读2 2、石英晶体的等效电路和频率特性、石英晶体的等效电路和频率特性石英晶体的等效电路石英晶体的等效电路石英晶体的等效电路如右图石英晶体的等效电路如右图1 1所示。所示。