2022-2023学年高二物理竞赛课件：正弦信号产生电路

正弦信号产生电路 正弦信号产生电路 LC正弦波振荡电路 利用瞬时极性法判断电路反馈为正反馈，满足振荡的相位平衡条件。 并联谐振回路的谐振频率即为电路的振荡频率，即 或 和 分别是谐振回路的等效电感和等效电容。 变压器反馈式振荡电路易于产生振荡，波形较好，但是振荡频率的稳定性不高。这是由于电路反馈靠变压器线圈耦合实现，故存在耦合不紧密，损耗较大的问题。 正弦信号产生电路 LC正弦波振荡电路 3. 电感反馈式振荡电路 电感反馈式振荡电路实际上是对变压器反馈式振荡电路的改进。为了解决变压器反馈式振荡电路中变压器原副边线圈耦合不紧密的问题将两个线圈合并为一个线圈，反馈信号取自线圈 ，另外在整个线圈两端并联电容 ，加强谐振效果。 电感反馈式振荡电路 正弦信号产生电路 LC正弦波振荡电路 电感三点式振荡电路通常应用于对波形要求不高的场合。 电感量为 电感量为 考虑 互感 ，则电路振荡频率近似表示为 正弦信号产生电路 LC正弦波振荡电路 4. 电容反馈式振荡电路 电容反馈式振荡电路 电路满足正弦波振荡的相位平衡条件 电路振荡频率近似为 电容三点式振荡电路适用于固定频率的场合。 正弦信号产生电路 石英晶体正弦波振荡电路 1. 石英晶体的特性 (a) 符号；(b) 等效电路；(c) 频率响应特性。 正弦信号产生电路 石英晶体正弦波振荡电路 2. 石英晶体正弦波振荡电路 石英晶体正弦波振荡电路的选频网络即为石英晶体，这是利用了石英晶体的压电效应产生正弦波振荡，而且由于石英晶体高品质因数的特点，使电路具有非常稳定的振荡频率。 (1) 并联型晶体振荡电路 电路属于电容三点式 振荡电路，振荡频率为 和 表示石英晶体等效电路中的电容 正弦信号产生电路 石英晶体正弦波振荡电路 (2) 串联型晶体振荡电路 串联型晶体振荡电路结构如图所示。将石英晶体串联在正反馈支路中，只有当振荡频率 时，石英晶体呈电阻性，阻抗最小，而且正反馈最强，相移为零，电路满足相位平衡条件。当振荡频率 时，不满足相位平衡条件，电路不起振。 串联型石英晶体振荡电路 非正弦信号产生电路 电压比较器 电压比较器是对输入信号进行幅度鉴别和比较的电路，常用于波形产生与变换、模数转换及自动控制等多种场合。 1. 单限比较器 (a) 电路； (b) 电压传输特性。 非正弦信号产生电路 电压比较器 反相输入单限比较器电路及电压传输特性 非正弦信号产生电路 增加限幅电路的反相输入单限比较器电路 电压比较器 非正弦信号产生电路 2. 迟滞比较器 迟滞比较器有两个阈值电压，是具有迟滞回环传输特性的比较器。和单限电压比较器相比，即使输入电压在阈值电压附近有微小变化，迟滞比较器的迟滞回环特性仍可以保证输出电压稳定。所以，迟滞比较器具有一定的抗干扰能力。 反相输入迟滞比较器电路及电压传输特性 电压比较器 � � � � � � � � C L R C0 (a) fS fP 0 x f (b) 感性 容性 容性 (c) T C +VCC T2 T1 +VCC - + A 0 UT (a) (b) - + uO A R2 R1 (a) 0 UT uI (b) uO UREF uI - + uO A R2 R1 UREF uI R - + UREF uO A R1 uI ±UZ R2 (a) 0 uI (b) uO $