函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)外文資料及翻譯-資料下載頁
2025-01-16 10:36本頁面
【正文】 沒有輸入信號(hào)激勵(lì)的情況下，也能輸出一個(gè)基本上是正弦形的輸出波形。我們將在下文討論所有這些振蕩器的基本原理，除了確定產(chǎn)生振蕩所需的條件之外，還研究振蕩頻率和振幅的穩(wěn)定問題。、反饋網(wǎng)絡(luò)和輸入混合電路尚未連成閉環(huán)的情況。當(dāng)信號(hào)直接加到放大器的書入端時(shí)，放大器提供一個(gè)輸出信號(hào)。反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出為，混合電路（現(xiàn)在就是一個(gè)反相器）的輸出為由圖11，環(huán)路增益為環(huán)路增益=圖11 尚未連成閉環(huán)的增益為A的放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)F假定恰好將信號(hào)調(diào)整到完全等于外加的輸入信號(hào)。由于放大器無法辨別加給它的輸入信號(hào)的來源，于是就會(huì)出現(xiàn)如下情況：如果除去外加信號(hào)源，而將2端同1端接在一起，則放大器將如以前一樣，繼續(xù)提供一個(gè)同樣的輸出信號(hào)。當(dāng)然要注意，=這種說法意味著和的瞬時(shí)值在所有時(shí)刻都完全相等。條件=等價(jià)于，即環(huán)路增益必須等于1。巴克豪森判據(jù) 在以下關(guān)于振蕩器的討論中我們假定，整個(gè)電路工作在線形狀態(tài)，并且放大器或反饋網(wǎng)絡(luò)或它們兩者是含有電抗元件的。在這些條件下，能保持波形形狀的唯一周期性波形是正弦波。對(duì)正弦波而言，條件=等同于和的幅度、相位和頻率都完全一樣的條件。因?yàn)樾盘?hào)在通過電抗網(wǎng)絡(luò)時(shí)引入的相移總是頻率的函數(shù)，所以我們有如下重要原則：正弦振蕩器的工作頻率是這樣一個(gè)頻率，在該頻率下，信號(hào)從輸入端開始，經(jīng)過放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)后，又回到輸入端時(shí)，引入的總相移正好是零（當(dāng)然，或者是2的整數(shù)倍）。更簡(jiǎn)單地說，正弦振蕩器的頻率取決于環(huán)路增益的相移為零這一條件。雖然還可以總結(jié)出其他可用來確定頻率的原則，但可以證明，它們同上述原則是一致的。附帶說明一下，滿足上述條件的頻率可能不止一個(gè)，這并不是不可理解的。在這種偶然情況下，有可能在幾個(gè)頻率處同時(shí)振蕩，或在所允許的幾個(gè)頻率中某一頻率處出現(xiàn)振蕩。只要電路能振蕩，其頻率就由上述原則來確定。顯然還必須滿足另一個(gè)條件，即和的幅度必須相等。該條件概括為下述原則：在振蕩頻率處，如果放大器的轉(zhuǎn)移增益和反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)的乘積（環(huán)路增益的幅值）小于1，則振蕩不能維持下去。環(huán)路增益為1，即這個(gè)條件叫做巴克豪森判據(jù)。當(dāng)然，這個(gè)條件意味著不僅要求，而且要求—AF的相位為零。上述原則與反饋公式是一致的。因?yàn)槿绻?，則，這可以解釋為，即使沒有外加信號(hào)電壓，也仍然有輸出電壓。若干實(shí)際的考慮 參考圖12可以看出，如果在振蕩頻率處正好為1，那么將反饋信號(hào)接到輸入端，再除去外部信號(hào)源將不會(huì)造成任何影響。圖12 三級(jí)點(diǎn)傳遞函數(shù)在S平面上的根軌跡。無反饋時(shí)（）的極點(diǎn)是,和。而加入反饋后的極點(diǎn)是,和如果小于1，那么除去外部信號(hào)源將會(huì)導(dǎo)致停振?，F(xiàn)在假定大于1，那么，最初出現(xiàn)在輸入端的信號(hào)，例如是1v，再繞路一周又回到輸入端時(shí)，其幅值將大于1v。然后這個(gè)較大的電壓又會(huì)以更大的電壓再出現(xiàn)于輸入端，如此循環(huán)往復(fù)。于是，似乎在不受放大器中有源器件的非線性的限制時(shí)，振幅的增大才能繼續(xù)下去。隨著振幅的增大，有源器件的非線性變得更加明顯。這種非線性的出現(xiàn)，就限制了震蕩的幅度，這是所有實(shí)際振蕩器工作的基本特征，正如以下討論所表明的那樣：條件并不是給出的可取值范圍，而是給出一個(gè)單一的精確值。限假設(shè)即使最初能滿足這個(gè)條件，由于電路元件特性，特別是晶體管特性受老化、溫度和電壓等影響發(fā)生變化（漂移），于是很顯然，如果整個(gè)振蕩器聽其自然，則在很短的時(shí)間內(nèi)，就會(huì)變得不是小于1，就是大于1。在前一種情況下，只是振蕩停止而已，而在后一種情況下，我們就有需要用非線性來限制振幅。環(huán)路增益正好為1的振蕩器，實(shí)際上是一個(gè)根本不能實(shí)現(xiàn)的理想裝置。所以，在實(shí)際振蕩器的調(diào)試中，總是要調(diào)整多少比1大一些（比方說大50%），以保證在晶體管和電路參數(shù)發(fā)生偶然變化時(shí)，不致下降到1以下。上述兩條原則是在純理論基礎(chǔ)上必須要滿足的，同時(shí)，我們根據(jù)實(shí)際的考慮，在添上第三條一般原則，即：在每個(gè)實(shí)際的振蕩器中，環(huán)路增益都略大于1，并且振蕩幅度由非線性特性來限制。2. 三角波/方波發(fā)生器圖21示出了一個(gè)用兩極運(yùn)放能同時(shí)產(chǎn)生線性三角波和方波的函數(shù)發(fā)生器。集成積分器由的輸出驅(qū)動(dòng)，作為電壓比較器，被的輸出，經(jīng)分壓器分壓后所驅(qū)動(dòng)。的方波輸出于正負(fù)飽和電平間交替交換。圖21 具有雙向三角波和方波輸出的基本函數(shù)發(fā)生器假設(shè)，開始時(shí)，的輸出為正，的輸出恰好轉(zhuǎn)為正向飽和。的反向輸入端虛假接地，則電流。因?yàn)楹褪谴?lián)的，所以=。然而為維持由恒定電流經(jīng)過，加在該電容上的電壓必須以恒定的速率線性變化。一個(gè)線性的斜坡電壓加至，使的輸出開始以的速率線性下降，這個(gè)輸出通過分壓器送至的同相輸入端。然后，的輸出朝負(fù)值線性變化，直至和連接點(diǎn)的電壓下降到0V。在該點(diǎn)翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，使輸出突變到負(fù)飽和值。這樣就改變了和的輸入，使的輸出開始線性上升，直至升到某一正值為止，該值使間的接點(diǎn)電壓達(dá)到0，便引起了另一次翻轉(zhuǎn)。線性三角波的峰峰值由的比率來控制。頻率調(diào)整可以通過改變的比率，或，或通過將由的輸出端轉(zhuǎn)接一個(gè)分壓器，而不是直接接的輸出端來實(shí)現(xiàn)。8
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1