2022-2023学年高二物理竞赛课件：石英晶体正弦波振荡电路

　石英晶体正弦波振荡电路 1 2 SiO2结晶体按一定方向切割的晶片。 压电效应和压电振荡：机械变形和电场的关系 固有频率只决定于其几何尺寸，故非常稳定。 　石英晶体正弦波振荡电路 一、石英晶体的特点 在石英晶体两个管脚加交变电场时，它将会产生一定频率的机械变形，而这种机械振动又会产生交变电场，该现象称为压电效应。 当交变电场的频率为某一特定值时，振幅骤然增大，产生共振，称为压电振荡。 晶片 敷银层 管脚 管脚 3 积分运算电路 式中uO(t1)为积分起始时刻的输出电压，即积分运算的起始值，积分的终值是t2时刻的输出电压。 A － ＋ iC uI R’ uO iR R C + - A － ＋ iC uI R’ uO iR R C 4 　　两个放大级。结构对称的 A1、A2 组成第一级，互相抵消漂移和失调。 　　A3 组成差分放大级，将差分输入转换为单端输出。 　　当加入差模信号 uI 时，若 R2 = R3 ，则 R1 的中点为交流地电位，A1、A2 的工作情况将如下页图中所示。 图 　三运放数据放大器原理图 5 　　由同相比例运放的电压放大倍数公式，得 则 同理 所以 　　则第一级电压放大倍数为： 　　改变 R1，即可调节放大倍数。 　　R1 开路时，得到单位增益。 6 讨论四 同铭端？ 能产生正弦波振荡吗？ “判振”时的注意事项： 1. 放大电路必须能够正常工作，放大电路的基本接法； 2. 断开反馈，在断开处加 f=f0的输入电压； 3. 找出在哪个元件上获得反馈电压，是否能取代输入电压。 三个电路有什么相同之处？这样的电路形式有什么好处？ 7 容性 感性 阻性 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。 石英晶体的等效电路和振荡频率 串联谐振频率 并联谐振频率 石英晶体正弦波振荡电路的特点： 振荡频率高，稳定性好。 8 ① 石英晶体工作在哪个区？ ② 是哪种典型的正弦波振荡电路？ ① 石英晶体工作在哪个区？ ② 两级放大电路分别为哪种基本接法？ ③ C1的作用？ （1）并联型电路 （2）串联型电路 二、石英晶体正弦波振荡电路 振荡频率近似为石英晶体的并联谐振频率fp 振荡频率近似为石英晶体的串联谐振频率fS 9 习题（写在作业本上） P471: 8.11，8.12，8.13, 新版（第5版） 第4版 习题（写在作业本上） P398: 7.10，7.11，7.12 10 2、正确理解由集成运放构成的矩形波、三角波和锯齿波发生电路的工作原理、 波形分析和有关参数。 第7章要求 2、熟练掌握RC桥式正弦波振荡电路的组成、起振条件和振荡频率。 一、正弦波振荡器 1、熟练掌握电路产生正弦波振荡的幅值平衡条件和相位平衡条件，能够根据相位 平衡条件正确判断电路是否可能产生正弦波振荡。 3、了解变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式和石英晶体正弦波振荡电路的工 作原理。正确理解它们的振荡频率与电路参数的关系。 二、非正弦波振荡器 1、熟练掌握各种电压比较电路的工作原理及分析； 三、了解信号转换电路的工作原理。 11 讨论：电子电路时测量信号的选择 现有信号： ① 通频带内某一频率的交流小信号； ② 频率很低（如10Hz）且幅值足够大的三角波或锯齿波； ③ 固定的小幅值且足够频率范围的交流小信号； ④ 足够幅值的阶跃信号。 请在括号内填写上述信号①、②、③、④中的一种。 （1）测量集成运放的转换速率SR，应用 ； （2）测量放大电路的电压放大倍数，应用 ； （3）测量放大电路的输入电阻和输出电阻，应用 ； （4）测量放大电路的通频带，应用 ； （5）放大电路的电压传输特性，应用 。 ① ④ ① ③ ② 12 讨论：判断图示电路有可能产生正弦波振荡吗？ RC 移相式电路 RC 双T选频网络 选频网络和正反馈网络是两个网络。 1) RC 移相电路有几级才可能产生正弦波振荡？ 2) 若R 和C 互换呢？ 正反馈网络 选频网络 $