,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,应用电子技术专业教学资源建设,金华职业技术学院,电子电路的分析与应用,课程教学资源建设,建设院校：,主要参与企业：,金华职业技术学院,金华市灵声电子有限公司,浙江省东晶电子有限公司,杭州康芯电子有限公司,核心知识篇,电子电路的分析与应用课程教学资源建设 建设院校：主要,学习任务布置,1,理解基本概念、查询其定义及计算公式,掌握文氏桥振荡器的电路形式、起振条件、振荡频率的估算；熟悉电感三点式、电容三点式等,LC,振荡的组成原则，会估算其振荡频率。,2,分析各类信号产生电路,3,测试信号产生电路基本参数,学习任务布置1理解基本概念、查询其定义及计算公式,教学过程设计,教,学 过 程 设 计,教学环节,教学内容,教学环境、教学方法、资源,时间,1,下达学习任务书,课后,1,天,2,图片、动画、视频展示,课后,3,应用电路展示,课后,4,应用产品展示,课后,5,信号发生电路基础知识（类型、指标参数、检测、应用）,课内,3学时,120,分钟,6,例题、作业、信号产生电路单元卡片,课后,2,天,7,技能操作练习,实践课,2,小时,课后小结,专业与班级为团体、分小组学习,教学过程设计教 学 过 程 设 计教学环节教学内容,学生学习参考资源列表,学习参考图片,1.,信号产生电路类型图片,;,2.,信号产生电路产品图片,;,3,信号产生电路应用系统图片与参考文献,学习参考网站,1,http:/cmd- 正弦波振荡电路的振荡条件 1.2 RC正弦,1.,振荡条件,2.,起振和稳幅,3.,振荡电路基本组成部分,1.1,正弦波振荡电路的振荡条件,1.振荡条件2.起振和稳幅3.振荡电路基本组成部分1.,正反馈放大电路如图示,。（注意与负反馈方框图的差别）,若环路增益,则,去掉,仍有稳定的输出,又,所以振荡条件为,振幅平衡条件,相位平衡条件,1,起振条件,正反馈放大电路如图示。（注意与负反馈方框图的差别）,起振条件,#,振荡电路是单口网络，无须输入信号就能起振，起振的信号源来自何处？,电路器件内部噪声,当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加，否则波形将出现失真。,噪声中，满足相位平衡条件的某一频率,0,的噪声信号被放大，成为振荡电路的输出信号。,稳幅的作用就是，当输出信号幅值增加到一定程度时，使振幅平衡条件从 回到,2,起振和稳幅,起振条件#振荡电路是单口网络，无须输入信号就能,放大电路（包括负反馈放大电路）,反馈网络（构成正反馈的）,选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈,网络合二为一。）,稳幅环节,3,基本组成部分,放大电路（包括负反馈放大电路）反馈网络（构成正反馈的）选频网,1.,产生正弦波振荡电路的条件,幅值条件,:,相位条件,:,（,n,为整数）,起振条件,:,1),放大电路,2),选频网络,3),正反馈网络,2.,正弦波振荡电路的组成,4),稳幅环节,总结,1.产生正弦波振荡电路的条件幅值条件:相位条件:（n为整数,3.,判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法和步骤,（,1,）观察电路是否包含了放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节四个组成部分。,（,2,）判断放大电路是否能够正常工作，即是否有合适的静态工作点且动态信号是否能够输入、输出和放大。,（,3,）利用瞬时极性法判断电路是否满足正弦波振荡的相位条件,（,4,）判断电路是否满足正弦波振荡的幅值条件,总结,3.判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法和步骤（1）观察电,1.,电路组成,2.,RC,串并联选频网络的选频特性,3.,振荡电路工作原理,4.,稳幅措施,1.2,RC,正弦波振荡电路,1.电路组成2.RC串并联选频网络的选频特性3.振荡电,反馈网络兼做选频网络,1,电路组成,反馈网络兼做选频网络1电路组成,反馈系数,幅频响应,又,且令,则,相频响应,2.,RC,串并联选频网络的选频特性,反馈系数幅频响应又且令则相频响应2.RC串并联选频网络的选,当,幅频响应有最大值,相频响应,2.,RC,串并联选频网络的选频特性,当幅频响应有最大值相频响应2.RC串并联选频网络的选频特性,此时若放大电路的电压增益为,用瞬时极性法判断可知，电路满足相位平衡条件,则振荡电路满足振幅平衡条件,当,时，,(+),(+),(+),(+),A,v,电路可以输出频率为 的正弦波,RC,正弦波振荡电路一般用于产生频率低于,1 MHz,的正弦波,3.,振荡电路工作原理,此时若放大电路的电压增益为 用瞬时极性法判断可知，电,采用非线性元件,热敏元件,(,负温度系数电阻）,热敏电阻,起振时，,即,热敏电阻的作用,稳幅,4.,稳幅措施,采用非线性元件热敏元件(负温度系数电阻）热敏电阻起振时，即热,RC,串并联选频网络的特征频率,根据起振幅值条件,即当,时,，,产生频率为,的正弦波,稳幅措施：,可选用为负温度系数的热敏电阻,总结,RC串并联选频网络的特征频率根据起振幅值条件即当时，产生频率,1.,采用非线性元件二极管作为自动稳幅元件，分析其稳幅原理。,已知运放最大输出电压为,14V,2.,设二极管正向压降为,0.6V,估算输出电压峰值,V,om,3.,当,R,2,分别开路和短路时电路的工作状况,.,4.,稳幅措施,1.采用非线性元件二极管作为自动稳幅元件，分析其稳幅原理。已,解,:1,当,V,o,幅值很小时,R,3,两端分压很小,于是二极管截止则有,:,有利于起振,V,o,V,R3,D,1,或,D,2,导通,A,V,使,A,V,=3,2.,当稳幅时,A,V,=3,则,3.,当,R,2,开路时,A,v,趋于无穷大,V,o,为方波。当,R,2,短路时,A,v,小于,3,，则电路停振。,4.,稳幅措施,解:1当Vo幅值很小时,R3两端分压很小,于是二极管截止则有,1.3.1,LC,并联谐振回路选频特性,1.3.2,变压器反馈式,LC,振荡电路,1.3.3,三点式,LC,振荡电路,1.3.4,石英晶体,振荡电路,1.3,LC,正弦波振荡电路,1.3.1 LC并联谐振回路选频特性1.3.2 变压器反馈式,1.,等效阻抗,等效损耗电阻,一般有,则,当 时，,电路谐振。,为谐振频率,谐振时,阻抗最大，且为纯阻性,其中,为品质因数,同时有,即,1.3.1,LC,并联谐振回路选频特性,1.等效阻抗等效损耗电阻一般有则当,2.,频率响应,1.3.1,LC,并联谐振回路选频特性,2.频率响应1.3.1 LC并联谐振回路选频特性,虽然波形出现了失真，但由于,LC,谐振电路的,Q,值很高，选频特性好，所以仍能选出,0,的正弦波信号。,1.,电路结构,2.,相位平衡条件,3.,幅值平衡条件,4.,稳幅,5.,选频,通过选择高,值的,BJT,和调整变压器的匝数比，可以满足,，电路可以起振。,BJT,进入非线性区，波形,出现失真，从而幅值不再增加，达到稳幅目的。,1.3.2,变压器反馈式,LC,振荡电路,虽然波形出现了失真，但由于LC谐振电路的Q值很高，,(+),(-),(+),(+),(+),(+),(+),(+),反馈,满足相位平衡条件,满足相位平衡条件,反馈,1.3.2,变压器反馈式,LC,振荡电路,(+)(-)(+)(+)(+)(+)(+)(+)反馈满足相位,仍然由,LC,并联谐振电路构成选频网络,A.,若中间点交流接地，则首端与尾端,相位相反。,1.,三点式,LC,并联电路,电容三点式,电感三点式,中间端的瞬时电位一定在首、尾端电位之间。,三点的相位关系,B.,若首端或尾端交流接地，则其他两,端相位相同。,1.3.3,三点式,LC,振荡电路,仍然由LC并联谐振电路构成选频网络A.若中间点交流接地，则,2.,电感三点式振荡电路,1.3.3,三点式,LC,振荡电路,2.电感三点式振荡电路1.3.3 三点式LC振荡电路,3.,电容三点式振荡电路,1.3.3,三点式,LC,振荡电路,3.电容三点式振荡电路1.3.3 三点式LC振荡电路,Q,值越高，选频特性越好，频率越稳定。,1.,频率稳定问题,频率稳定度一般由 来衡量,频率偏移量。,振荡频率。,LC,振荡电路,Q,数百,石英晶体振荡电路,Q,10000,500000,1.3.4,石英晶体,振荡电路,Q值越高，选频特性越好，频率越稳定。1.频率稳定问题频率稳,2.,石英晶体的基本特性与等效电路,结构,极板间加电场,极板间加机械力,晶体机械变形,晶体产生电场,压电效应,交变电压,机械振动,交变电压,机械振动的固有频率与晶片尺寸有关，稳定性高,当交变电压频率,=,固有频率时，振幅最大。,压电谐振,1.3.4,石英晶体,振荡电路,2.石英晶体的基本特性与等效电路结构极板间加电场极板间加机,2.,石英晶体的基本特性与等效电路,等效电路,A.,串联谐振,特性,晶体等效阻抗为纯阻性,B.,并联谐振,通常,所以,1.3.4,石英晶体,振荡电路,2.石英晶体的基本特性与等效电路等效电路A.串联谐振特性,2.,石英晶体的基本特性与等效电路,实际使用时外接一小电容,C,s,则新的谐振频率为,由于,由此看出,调整,1.3.4,石英晶体,振荡电路,2.石英晶体的基本特性与等效电路实际使用时外接一小电容Cs,3.,石英晶体振荡电路,1.3.4,石英晶体,振荡电路,3.石英晶体振荡电路1.3.4 石英晶体振荡电路,电压比较器将一个模拟量输入电压与一个参考电压进行比较，输出只有两种可能的状态：高电平或低电平。,比较器中的集成运放一般工作在非线性区；处于开环状态或引入正反馈。,分类：过零比较器、单限比较器、滞回比较器及双限比较器。,1.4,非正弦信号产生电路（电压比较器）,电压比较器将一个模拟量输入电压与一个参考电压进行比较，输,简单的过零比较器,由于理想运放的开环差模增益为无穷大，所以,当,u,I,0,时，,u,O,=,-,U,OPP,；,过零比较器的传输特性为：,u,I,u,O,+,U,Opp,-,U,Opp,O,U,OPP,为集成运放的最大输出电压。,阈值电压,：,当比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态所对应的输入电压。,1.,过零比较器,简单的过零比较器由于理想运放的开环差模增益为无穷大，所以,利用稳压管限幅的过零比较器,设任何一个稳压管被反向击穿时，两个稳压管两端总的的稳定电压为,U,Z,U,Opp,u,I,u,O,+,U,Opp,-,U,Opp,O,+,U,Z,-,U,Z,当,u,I,0,时，右边的稳压管被反向击穿，,u,O,=,-,U,Z,；,1.,过零比较器,利用稳压管限幅的过零比较器设任何一个稳压管被反向击穿时，,1.,若过零比较器如图所示，则它的电压传输特性将是怎样的？,2.,输入为正负对称的正弦波时，输出波形是怎样的？,1.,过零比较器,1.若过零比较器如图所示，则它的电压传输特性将是怎,3,、,门限电压不为,零的比较器,电压传输特性,输入为正负对称的正弦波时，输出波形如图所示。,1.,过零比较器,3、门限电压不为零的比较器电压传输特性 输入为正负对,单限比较器有一个门限电平，当输入电压等于此门限电平时，输出端的状态立即发生跳变。,当输入电压,u,I,变化，使反相输入端的电位为零时，输出端的状态将发生跳变，门限电平为：,u,I,u,O,+,U,Opp,-,U,Opp,O,+,U,Z,-,U,Z,过零比较器是门限电平为零的单限比较器。,2.,单限比较器,单限比较器有一个门限电平，当输入电压等于此门限电平时，输,图 存在干扰时单限比较器的,u,I,、,u,O,波形,单限比较器的,作用,：检测输入的模拟信号是否达到某