一、正弦波信號發生器電路工作原理是什么
正弦波信號發生器屬于數字信號發生器,由(you)信(xin)號(hao)(hao)放大器和正反饋網絡組(zu)成,當(dang)信(xin)號(hao)(hao)穩定時不需(xu)要激勵(li)(li)信(xin)號(hao)(hao),正反饋網絡的信(xin)號(hao)(hao)是(shi)整(zheng)個正弦波發生器的激勵(li)(li)源,經過放大后以(yi)正弦波形式輸出(chu),其電路原(yuan)理是(shi):
正弦(xian)波(bo)(bo)信號(hao)發生器(qi)電路由兩級(ji)構成,第一級(ji)是一個RC文氏(shi)橋振蕩(dang)器(qi),通(tong)過(guo)雙刀四擲(zhi)波(bo)(bo)段開(kai)關(guan)ZK切換電容進行信號(hao)頻(pin)(pin)率(lv)的粗調(diao)(diao),每擋(dang)的頻(pin)(pin)率(lv)相差(cha)10倍。通(tong)過(guo)雙連(lian)電位器(qi)RP1進行信號(hao)頻(pin)(pin)率(lv)的細(xi)調(diao)(diao),在該(gai)擋(dang)頻(pin)(pin)率(lv)范圍內頻(pin)(pin)率(lv)連(lian)續(xu)可(ke)調(diao)(diao)。RP2是一個多圈電位器(qi),調(diao)(diao)節(jie)它可(ke)以改善波(bo)(bo)形(xing)(xing)失(shi)真(zhen)。若(ruo)將R4改成阻值為3K的電阻,則調(diao)(diao)節(jie)RP2時,可(ke)以明顯看出RC文氏(shi)橋電路的起(qi)振條件和對波(bo)(bo)形(xing)(xing)失(shi)真(zhen)的改善過(guo)程(cheng)。
電(dian)(dian)路的(de)第二(er)級是(shi)(shi)一(yi)個(ge)反(fan)向比(bi)例放大(da)器,調節(jie)單連電(dian)(dian)位器RP3可以改變(bian)輸出信(xin)(xin)號(hao)的(de)幅度(du),本級的(de)電(dian)(dian)壓(ya)放大(da)倍數最大(da)為(wei)5倍,最小為(wei)零倍,調節(jie)RP3可以明顯看到(dao)正弦波信(xin)(xin)號(hao)從無到(dao)有直至(zhi)幅度(du)逐(zhu)漸增大(da)的(de)情況。當(dang)然這級電(dian)(dian)路若采用(yong)同向比(bi)例放大(da)器,則調節(jie)RP3時,該級電(dian)(dian)路對前級信(xin)(xin)號(hao)源電(dian)(dian)路的(de)影響明顯減小,這是(shi)(shi)因為(wei)同向比(bi)例放大(da)器的(de)輸入電(dian)(dian)阻比(bi)反(fan)向比(bi)例放大(da)器的(de)輸入電(dian)(dian)阻大(da)的(de)多(duo)的(de)緣(yuan)故(gu)。
二、正弦波信號發生器電路的產生條件
正弦波信號發生器的電路能產生正弦波輸出,它是在放大電路的基礎上加上正反饋而形成的,是各類波形發生器和信號源的核心電路,正弦波信號發生器電路的產生要(yao)滿足以下條件(jian):
1、正弦波振蕩電路
為(wei)了產生正(zheng)(zheng)弦波,必須在放大(da)電路里加入(ru)正(zheng)(zheng)反饋,因此(ci)放大(da)電路和正(zheng)(zheng)反饋網絡是(shi)(shi)振(zhen)蕩(dang)電路的最主(zhu)要部(bu)(bu)分。但(dan)是(shi)(shi),這樣兩部(bu)(bu)分構成(cheng)的振(zhen)蕩(dang)器一般得不(bu)到正(zheng)(zheng)弦波,這是(shi)(shi)由(you)于很難控制正(zheng)(zheng)反饋的量。
如果(guo)正反饋量大,則(ze)增幅,輸出幅度越(yue)來越(yue)大,最后由(you)三極管的(de)非線性限幅,這(zhe)必然產生非線性失真。反之,如果(guo)正反饋量不足,則(ze)減幅,可(ke)能(neng)停振(zhen),為此振(zhen)蕩(dang)電路要有一(yi)個(ge)穩幅電路。
為了(le)獲得單一頻率的正(zheng)弦(xian)波(bo)輸出,應該有選頻網(wang)絡,選頻網(wang)絡往(wang)往(wang)和正(zheng)反饋網(wang)絡或(huo)放大電(dian)路合而為一。選頻網(wang)絡由R、C和L、C等電(dian)抗性元件組成。正(zheng)弦(xian)波(bo)振蕩器的名(ming)稱一般由選頻網(wang)絡來命(ming)名(ming)。
因(yin)此,正弦波振蕩電(dian)路(lu)由(you)放大電(dian)路(lu)、正反饋網(wang)絡(luo)、選頻(pin)網(wang)絡(luo)、穩幅(fu)電(dian)路(lu)組成。
2、振蕩平衡條件
產生正(zheng)(zheng)弦波的(de)條件與負(fu)反(fan)饋(kui)放大電路(lu)(lu)產生自激的(de)條件十分類似。只不(bu)過負(fu)反(fan)饋(kui)放大電路(lu)(lu)中(zhong)是(shi)(shi)由于信號(hao)頻率達(da)到了(le)通頻帶的(de)兩(liang)端,產生了(le)足夠的(de)附加相移(yi),從(cong)而(er)使(shi)負(fu)反(fan)饋(kui)變成了(le)正(zheng)(zheng)反(fan)饋(kui)。在振蕩(dang)電路(lu)(lu)中(zhong)加的(de)就是(shi)(shi)正(zheng)(zheng)反(fan)饋(kui),振蕩(dang)建立后只是(shi)(shi)一種(zhong)頻率的(de)信號(hao),無所謂附加相移(yi)。
3、起振條件和穩幅原理
振蕩器在剛(gang)剛(gang)起振時(shi),為(wei)了(le)克服電路中的損(sun)耗,需要正反饋強一些。
由于起振(zhen)后就要產生增幅(fu)振(zhen)蕩,需要靠(kao)三極管大信號運用時的(de)(de)(de)非(fei)線(xian)性(xing)(xing)特性(xing)(xing)去(qu)限制幅(fu)度的(de)(de)(de)增加,這樣電路必然產生失真(zhen)(zhen)。這就要靠(kao)選頻網絡(luo)的(de)(de)(de)作用,選出(chu)失真(zhen)(zhen)波(bo)形的(de)(de)(de)基波(bo)分量作為輸出(chu)信號,以獲得正弦(xian)波(bo)輸出(chu)。也可(ke)以在反饋網絡(luo)中(zhong)加入非(fei)線(xian)性(xing)(xing)穩(wen)(wen)幅(fu)環節,用以調(diao)節放大電路的(de)(de)(de)增益,從而達到穩(wen)(wen)幅(fu)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。