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1、,退出,不需要任何输入信号；,必须在电路中引入足够强的正反馈。,第6章,上页,下页,返回,翻页,第6章,上页,下页,返回,6.1.1 正弦波振荡电路的基本原理,RC正弦波振荡电路,6.1 正弦波振荡电路,*6.1.3 LC正弦波振荡电路,石英晶体正弦波振荡电路,Ud,1,2,6.1.1 正弦波振荡电路的基本原理,1、自激振荡的条件,S 在 2:令,所以产生自激振荡的条件为:,S,上页,下页,第6章,返回,+,+,+,-,-,-,.,.,则输出电压保持不变。,翻页,A,F,自激振荡的条件:,幅度平衡条件：,相位平衡条件:,A+F=2n（n=0,1,2）,反馈信号与输入信号的大小相等,在放大倍数一
2、定时应有足够强的反馈量。,反馈信号与输入信号同相，必须引入正反馈。,上页,下页,第6章,返回,翻页,2、振荡的建立与稳定,振荡电路的起振:,选择某一频率的信号增幅振荡,电路由,电路变为等幅振荡,上页,下页,第6章,返回,翻页,通过不断地放大正反馈再放大再反馈，使Uom不断增大，一直到达某一点时，才稳定下来。,自激振荡的建立过程,A,反馈特性,Ufm=|F|Uom,幅度特性,Uom=f(Ufm),Ufm1,Ufm2,Uom2,Uom1,如右图,上页,下页,第6章,返回,翻页,由上述讨论可知：,正弦波振荡电路应由以下部分组成：,放大电路,正反馈电路,选频电路,稳幅电路,上页,下页,第6章,返回,翻
3、页,RC正弦波振荡电路,1.电路组成,R,C,C,R,Rf,R1,负反馈网络（稳幅环节）,文氏电桥正弦波振荡电路,上页,下页,第6章,返回,翻页,Ao,2、RC串并联网络的选频特性,上页,下页,第6章,返回,翻页,+,+,R,C,C,R,Z1,Z2,当:,即,或,时,结论：,上页,下页,第6章,返回,翻页,RC串并联选频网络,+,+,R,C,C,R,Z1,Z2,3、如何满足自激振荡条件,A=3,即 A3,上页,下页,第6章,返回,翻页,ui,u,o,f,C,C,+,uf,Ao,4、稳幅措施,特点：,利用二极管的非线性自动调节反馈的强弱来维持输出电压的恒定。,UOrU|A|,缺点,输出波形失真较
4、大,上页,下页,第6章,返回,翻页,Ao,UOTRTU|A|,由于热敏电阻具有热惯性，因此可获得失真较小的输出电压。,特点：,利用半导体热敏电阻的非线性实现稳幅。,上页,下页,第6章,返回,翻页,u,o,T,C,C,Ao,*LC正弦波振荡电路,1.电容三点式振荡电路,RE,C2,C1,RC,RB1,RB2,上页,下页,第6章,返回,翻页,(a)基本电路,(b)交流通路,CB,CE,L,L,C1,C2,RC,RB1 RB2,T,T,+,+,ui,uo,+,1,1,3,3,2,2,+UCC,上页,下页,第6章,返回,电感L和电容C1、C2构成的谐振回路成为放大电路的负载，电容C2两端的电压作为反馈
5、信号，在放大器的输入端引入了正反馈。,翻页,选取适当的静态值和元件参数，使得谐振回路谐振时，AF1。电路自激振荡AF=1时，振荡稳定。振荡频率近似等于LC谐振回路的振荡频率：,改进型电容三点式振荡电路,RE,C2,C1,RC,RB1,RB2,上页,下页,第6章,返回,翻页,CB,L,T,+UCC,C3,在电感支路中串联一个电容C3，且取C3远小于C1和C2。故谐振回路的振荡频率主要由L和C3来决定：,改变C3，即可改变fo,2.电感三点式振荡电路,RE,C,RC,RB1,RB2,上页,下页,第6章,返回,翻页,(a)基本电路,(b)交流通路,CB,CE,L2,C,RB1 RB2,T,T,+,+
6、,ui,uo,+,1,1,3,3,2,2,+UCC,L1,L1,L2,上页,下页,第6章,返回,电感L1、L2 和电容C构成了谐振回路，+UCC通过L1 到集电极形成集电极电流的直流通路，故可省略R C。电感L2两端的电压作为反馈信号，在放大器的输入端引入了正反馈。若L1、L2线圈之间的互感为M，则线圈的总电感为：L=L1+L2+2M。电路的振荡频率近似等于LC谐振回路的振荡频率：fo=,（L1+L2+2M）C,2,1,翻页,上页,下页,第6章,返回,石英晶体正弦波振荡电路,1.石英晶体谐振器,石英晶体具有压电效应，压电谐振就是石英晶体的固有谐振频率。谐振频率有两个，LCR支路的串联谐振频率
7、f s 和LCR支路与电容CO的并联谐振频率 f P，f P f s且很接近。,翻页,上页,下页,第6章,f=f s 时：（X=0）石英晶体呈阻性f f s 或 f f p 时：石英晶体呈容性f s f f p 时：石英晶体呈感性,翻页,根据等效电路可画出石英晶体的电抗频率特性曲线。,返回,RE,C2,C1,RC,RB1,RB2,上页,下页,第6章,翻页,CB,T,+UCC,2.并联型石英晶体振荡器,JT,并联型石英晶体振荡电路工作频率为：f s f f p,石英晶体呈感性，作为电容三点式振荡电路中的回路电感,返回,上页,下页,第6章,3.串联型石英晶体振荡器,串联型石英晶体振荡电路工作频率等
8、于f s,晶体呈纯阻性，且阻抗最小。频率为f s时，正反馈最强。,本节结束,返回,用555集成定时器构成的多谐振荡器,上页,下页,第6章,返回,6.2 多谐振荡器,用集成运放构成的多谐振荡器,上页,下页,第6章,返回,用集成运放构成的多谐振荡器,翻页,1.电路的组成,R,RC引入了具有延迟特性的负反馈电路。u+为 uo 经R1和R2，在R1上的分压，并作为转折参考电压：,C,上页,下页,第6章,返回,翻页,2.电路的工作过程,to t t1 时:,UZ,u+H,u+L,UZ,t,uC,uO,T1,T2,to,t1,t2,uO,0,上页,下页,第6章,返回,翻页,Ro,DZ,R2,C,uC,uo
9、,u+,u-,UZ,Ao,R1,3.占空比可调的多谐振荡器,D1,D2,RP,调节RP，使电容充电和放电的时间常数不相等，实现输出矩形波的占空比可调，而矩形波的周期不变。,555集成定时器是一种模拟电路和数字电路结合的中规模集成电路。,常用的555定时器有：双极型定时器5G1555 CMOS定时器CB7555,用555集成定时器构成的多谐振荡器,第6章,上页,下页,返回,翻页,C1输出为1，C2输出为0,上页,下页,控制端(CO),阈值端(TH),放电晶体管,放电端(D),+UDD,复位,输出端,GND,1、555集成定时器的工作原理,C1输出为0，C2输出为1,第6章,翻页,返回,输 入,输
10、 出,TH（U6）,TR（U2）,复位端R,输出,放电管T,X X 0 0 导通,上页,下页,555定时器功能表,翻页,GND,返回,4,C2,TN,上页,下页,TH,3,D,+UDD,GND,CB7555集成定时器的电路结构图,第6章,翻页,返回,1,1,1,G1,G2,G3,G4,G5,G6,R,R,R,CO,8,6,5,2,7,1,OUT,Q,上页,下页,2.由555定时器构成多谐振荡器,多谐振荡器也称无稳态触发器，它没有稳定状态，同时不需要外加脉冲信号，就能输出一定频率的矩形脉冲。,第一暂态,第二暂态,第6章,翻页,返回,工作原理,上页,下页,第6章,接通UDD，C充电，,C放电,1,
11、0,1,T1=（R1+R2）Cln2 0.7（R1+R2）C,T1,C充电 放电,翻页,R1,R2,0.01uf,C,t,t,uc,1,返回,T2,=R2Cln2 0.7 R2C,T2,T=T1+T2,0.7（R1+2R2）C,T,上页,下页,555定时器应用举例,1、如图为一防盗报警电路，试说明其工作原理。,由555构成何种电路？,铜丝不断时，输出为何种状态？,铜丝被碰断后，输出为何种波形？,第6章,返回,翻页,上页,下页,2、如图为一门铃电路，试说明其工作原理。,SB,+5V,100F,0.01F,0.01F,100k,5.1k,第6章,返回,翻页,上页,下页,3、如图为一模拟公安警车音响
12、的电路，试说 明其工作原理。,第6章,返回,100F,0.01F,47k,4.7k,R1,R2,R3,R4,R5,R6,C1,C2,C3,C4,T,8,8,4,4,7,7,6,6,2,2,1,1,5,5,3,4.7k,10k,100k,2.7k,0.01F,100F,+,+,CB7555,CB7555,IC1,IC2,+UDD（515V）,本节结束,6.3 单稳态触发器和施密特触发器,6.3.1 用555集成定时器构成的单稳态触发器,6.3.2 用555集成定时器构成的施密特触发器,上页,下页,第6章,返回,上页,下页,第6章,双稳态触发器，有两个稳定状态，从一个稳态翻 转为另一个稳态必须靠脉
13、冲信号触发，脉冲消失 后，稳态一直保持。单稳态触发器在脉冲信号未加之前，处于稳定状 态，经信号触发后，触发器翻转到新的状态，经 过一定延时后触发器又自动翻转到原来的稳定状 态。所以只有一种稳定状态。,返回,翻页,6.3.1 用555集成定时器构成的单稳态触发器,单稳态触发器,上页,下页,第6章,0,C放电,返回,翻页,R,C,复位,uC,C1、C2输出高电平，输出端保持原状态不变。,分两种情况讨论,T又导通，C放电，,C1输出为“1”，输出“0”。,上页,下页,第6章,当无触发信号时，触发器处于其输出u0=“0”的稳定状态,uc 上升Uc UDD，ui UDD，C1为“1”，C2为“1”，输出
14、保持不变,T导通，uc 放电，回到无触发信号时稳态,返回,翻页,0,0,1,0,0,1,1,uC,输出矩形脉冲宽度 tW=RCIn3 1.1RC,0,0,0,上页,下页,如图为一简单的具有自动关断功能的照明灯电路，试说明其工作原理。,第6章,返回,翻页,例6.3.1,上页,如图为一简易触摸开关电路，当手模金属片时,发光二极管LED亮，经过一定时间，发光二极管熄灭。,555定时器构成何种电路？,第6章,返回,翻页,下页,例6.3.2,第6章,返回,翻页,下页,用555集成定时器构成的施密特触发器,上页,施密特触发器有两个稳定状态，也是一种双稳态触发器，但它与第4章介绍的触发器不同。有如下特点：,（1）不具有记忆保持功能，其稳定状态依赖输入信 号来维持；,（2）它属于电平触发，而不是脉冲触发；,（3）两种状态翻转时的输入电压（称阈值电压）不同。,第6章,返回,翻页,下页,ui,UOH,U0L,0,UT-,UT+,上页,电压传输特性曲线,u0,上页,返回,第6章,工作原理,翻页,下页,上页,返回,第6章,t,t,UOM,UOL,0,0,uo,工作原理,ui,UDD,UDD,翻页,下页,上页,如图为一个根据环境亮度变化能自动开启、关断功能的照明灯控制电路，试说明其工作原理。,第6章,返回,本章结束,例6.3.3,
