2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路波形的发生和信号的转换

电路波形的发生和信号的转换 电路波形的发生和信号的转换 正弦振荡电路 电压比较器 非正弦波发生器 利用集成运放实现的信号转换电路 2 此处说明电压电流等为什麽用相量形式. 1、正弦振荡的条件、组成、分类、判断方法； 2、熟练RC正弦振荡的电路、原理、计算； 3、熟练掌握LC正弦振荡的判断； 4、掌握运算放大电路的非线性应用的特点； 5、熟练掌握单门限电压比较、迟滞比较器的原理、传输特性曲线、波形分析； 6、掌握矩形波、三角波、锯齿波的波形分析、参数计算。 要求 正弦波振荡电路 正弦波振荡的条件和电路的组成 RC正弦波振荡 LC正弦波振荡电路 石英晶体正弦波振荡电路 4 本节课的教学目的： 1、理解正弦波振荡的条件、电路的组成及各部分的作用； 2、掌握文氏桥振荡电路的特点，学会组成文氏桥振荡电路； 3、理解各种LC（包括石英晶体）正弦波振荡电路的组成及振荡原理； 4、学会判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法。 一、 正弦波振荡的条件 无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。 与负反馈放大电路的振荡的不同之处：在正弦波振荡电路中引入的是正反馈，且振荡频率可控。 在电扰动下，对于某一特定频率f0的信号形成正反馈： 由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，最终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。。 正弦波振荡的条件和电路的组成 一旦产生稳定的振荡，则电路的输出量自维持，即 幅值平衡条件 相位平衡条件 起振条件： 要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的f0，且在合闸通电时对于f= f0信号有从小到大直至稳幅的过程，即满足起振条件。 一、正弦波振荡的条件 二、起振与稳幅 电路如何从起振到稳幅？ 稳定的振幅 非线性环节的必要性！ 7 1、强调上述分析的条件是信号频率为f0。 2、重点说明在正弦波振荡电路中为什么必须满足起振条件和必须具有非线性环节。 三、基本组成部分 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：确定f0，保证电路产生正弦波振荡 4) 非线性环节（稳幅环节）：稳幅 1) 是否存在主要组成部分； 2) 放大电路能否正常工作，即是否有合适的Q点，信号是 否可能正常传递，没有被短路或断路； 3) 是否满足相位条件，即是否存在 f0，是否可能振荡 ； 4) 是否满足幅值条件，即是否一定振荡。 常合二为一 四、分析方法 相位条件的判断方法：瞬时极性法 断开反馈，在断开处给放大电路加 f＝f0的信号Ui，且规定其极性，然后根据 Ui的极性→ Uo的极性→ Uf的极性 若Uf与Ui极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电路不可能产生自激振荡。 在多数正弦波振荡电路中，输出量、净输入量和反馈量均为电压量。 极性？ 五、分类 常用选频网络所用元件分类。 1) RC正弦波振荡电路：几百千赫以下 2) LC正弦波振荡电路：几百千赫～几百兆赫 3) 石英晶体正弦波振荡电路：振荡频率稳定 当 f=f0时，不但φ=0，且 最大，为1/3。 一、 RC串并联选频网络 RC正弦波振荡 1)是否可用共射放大电路？ 2)是否可用共集放大电路？ 3)是否可用共基放大电路？ 4)是否可用两级共射放大电路？ 二、电路组成 应为RC 串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、输入电阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路。 不符合相位条件 不符合相位条件 输入电阻小、输出电阻大，影响f0 可引入电压串联负反馈，使电压放大倍数大于3，且Ri大、Ro小，对f0影响小 $