模拟电子技术简明-(第三版)第九章-波形发生电路研讨.ppt

第四节 石英晶体振荡器 石英晶体振荡电路 石英晶体的基本特性和等效电路 处理器 Q值越高，选频特性越好，频率越稳定。 一、石英晶体的基本特性和等效电路 LC振荡电路的选频特性由Q决定 一般LC选频网络的Q为几百，石英晶体的Q可达104～106；前者Δf/f为10－5，后者可达10－10～10－11。 晶体 1.石英晶体结构与压电效应 符号 极板间加交变电场 极板间机械振动 晶体产生机械变形 晶体产生电场 交变电压 机械振动 交变电压 压电效应 通常振幅较小，但当交变电压频率为某一特定频率时，振幅最大,称为压电谐振。 上述特定频率称为晶体的固有频率或谐振频率 1 · A · F 根据 估算起振条件 f = f0 即 3.估算振荡频率和起振条件 1. 检查电路是否具备正弦波振荡的基本组成部分，静态工作点是否合适。 五、 正弦波振荡电路分析步骤 2. 分析电路是否满足自激振荡条件的相位条件。用瞬时极性法。 估算振荡频率 根据 9.1　正弦波振荡电路的分析方法小结 1. 条件 X d o f 基本放大器A 反馈与选频网络F X X 振幅平衡条件 相位平衡条件 起振时需要 3.分类 RC， LC， 石英晶体 5.与负反馈区别 2. 组成 1) 放大电路：放大作用 2) 正反馈网络：满足相位条件 3) 选频网络：让f0通过,衰减其它频率 4) 非线性环节：稳幅 X i – f ? 基本放大器A 反馈网络 F X + d o X X 4.分析步骤 第二节 RC正弦波振荡电路 RC串并联网络的选频特性 RC串并联网络振荡电路 RC移相式振荡电路 双T 选频网络振荡电路 一. RC 串并联选频网络 R1C1 串联阻抗： R2C2 并联阻抗： 选频特性： 1.定性分析 （1）当信号的频率很低时。 R1 R2 其低频等效电路为： 其频率特性为： 当ω=0时， uf=0，│F│=0 当ω↑时， uf=↑，│F│↑ ↓ 0 |F| 0 φF 90° （2）当信号的频率很高时。 ＜＜R1 ＜＜R2 其高频等效电路为： 其频率特性为： 当ω=∞时， uf=0，│F│=0 当ω↓时， uf=↑，│F│↑ ↓ 0 |F| 0 φF -90° ω0=？ │F│max=？ 由以上分析知：一定有一个频率ω0存在， 当ω=ω0时，│F│最大，且 =0° 0 |F| 0 φF 90° 0 |F| 0 φF -90° 频率很低 频率很高 2. 定量分析 R1C1 串联阻抗： R2C2 并联阻抗： 通常，取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，则有： 式中： 可见：当 时， │F│最大，且 =0° │F│max=1/3 RC串并联网络完整的频率特性曲线： 当 时， │F│= │F│max=1/3 φF +90° |F| φF +90° |F| + - A RF R′ Uo · R1 R2 C1 C2 二、 RC 串并联网络振荡电路 R1、C1 和 R2 、C2 及 RF 和 R′ 组成一四臂电桥, 因此电路又称为： 文氏电桥振荡电路。 1. 电路组成 Uo · Uf · Ui · 振荡电路的工作原理动画 RC振荡电路的几种工作状态动画 2. 振荡频率和起振条件 f0 = 1 2πRC （2)起振条件 A 3 · 1 + RF R′ Auf = RF 2 R′ （1)振荡频率 1 · A · F 3 1 · F = + - A RF R′ Uo · R1 R2 C1 C2 RC 串并联网络振荡电路 3. 振荡电路中的负反馈 可在负反馈支路中采用热敏电阻自动稳幅。 负反馈的作用： 改善振荡波形； 减小放大电路对选频网络特性的影响； 提高振荡电路的带负载能力。 RF和R′引入了一个电压串联负反馈。 F = RF+R′ R′ 负反馈系数: + - A RF R′ Uo · R1 R2 C1 C2 RC 串并联网络振荡电路 热敏电阻 (负温度系数） t 为何有上述作用？ + - A RF R′ Uo · R R C2 Rw Rw C1 C3 C2 C1 C3 4. 振荡频率的调节 f0 = 1 2πRC 只要改变电阻 R 或电容 C 的值， 即可调节振荡频率。 粗调 细调 采用这种方法可以很方便地在一个比较宽广的范围内对振荡频率进行连续调节。 RC 串并联振荡电路特点: 调频方便, 便于加负反馈稳幅电路, 输出波形良好。 振荡频率均与 RC 成反比，一般用来产生几赫至几百千赫的低频信号。 + - A RF R′ Uo · R1 R2 C1 C2