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,由信(xin)號放大器(qi)和正反饋網絡(luo)組(zu)成,當信(xin)號穩(wen)定時不需要激勵信(xin)號,正反饋網絡(luo)的(de)信(xin)號是整(zheng)個正弦波發生器(qi)的(de)激勵源,經過(guo)放大后以正弦波形式輸出,其電路(lu)原理是:
正弦波(bo)信號發生(sheng)器(qi)電(dian)(dian)(dian)路由兩級構成(cheng),第(di)一(yi)級是一(yi)個RC文氏(shi)橋振蕩器(qi),通過(guo)(guo)雙刀四擲波(bo)段開關ZK切換電(dian)(dian)(dian)容進(jin)行(xing)信號頻(pin)率(lv)(lv)的(de)(de)粗(cu)調,每擋的(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)相差10倍。通過(guo)(guo)雙連電(dian)(dian)(dian)位(wei)器(qi)RP1進(jin)行(xing)信號頻(pin)率(lv)(lv)的(de)(de)細調,在該擋頻(pin)率(lv)(lv)范(fan)圍內頻(pin)率(lv)(lv)連續可調。RP2是一(yi)個多圈(quan)電(dian)(dian)(dian)位(wei)器(qi),調節它可以改(gai)善波(bo)形(xing)(xing)失(shi)真(zhen)。若將R4改(gai)成(cheng)阻值為3K的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻,則調節RP2時,可以明顯(xian)看出(chu)RC文氏(shi)橋電(dian)(dian)(dian)路的(de)(de)起振條件(jian)和(he)對波(bo)形(xing)(xing)失(shi)真(zhen)的(de)(de)改(gai)善過(guo)(guo)程。
電(dian)(dian)路的(de)(de)(de)第二級(ji)是一(yi)個反向比例(li)(li)放(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi),調(diao)節單連電(dian)(dian)位器(qi)(qi)RP3可以(yi)改變輸(shu)出信(xin)號的(de)(de)(de)幅(fu)度,本級(ji)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓放(fang)(fang)大(da)倍(bei)數最大(da)為(wei)5倍(bei),最小為(wei)零倍(bei),調(diao)節RP3可以(yi)明顯看到(dao)正弦波信(xin)號從無到(dao)有直(zhi)至幅(fu)度逐漸增(zeng)大(da)的(de)(de)(de)情況。當然這級(ji)電(dian)(dian)路若(ruo)采用(yong)同向比例(li)(li)放(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi),則調(diao)節RP3時,該級(ji)電(dian)(dian)路對前級(ji)信(xin)號源電(dian)(dian)路的(de)(de)(de)影響明顯減小,這是因為(wei)同向比例(li)(li)放(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)輸(shu)入(ru)電(dian)(dian)阻比反向比例(li)(li)放(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)輸(shu)入(ru)電(dian)(dian)阻大(da)的(de)(de)(de)多的(de)(de)(de)緣故。
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(de)產生要滿足(zu)以下條件:
1、正弦波振蕩電路
為了產生正弦波(bo),必須在放大電路里加入正反饋(kui)(kui),因(yin)此(ci)放大電路和正反饋(kui)(kui)網絡是振(zhen)蕩(dang)電路的最主要部分。但是,這(zhe)樣(yang)兩部分構(gou)成的振(zhen)蕩(dang)器一般得不到(dao)正弦波(bo),這(zhe)是由于很難(nan)控制正反饋(kui)(kui)的量。
如果(guo)正反(fan)饋(kui)量(liang)大,則(ze)增幅,輸出幅度越(yue)來(lai)越(yue)大,最后由三極管的非(fei)線性限幅,這(zhe)必然(ran)產生非(fei)線性失真。反(fan)之,如果(guo)正反(fan)饋(kui)量(liang)不(bu)足,則(ze)減(jian)幅,可能(neng)停振,為此(ci)振蕩電路(lu)要(yao)有一個穩(wen)幅電路(lu)。
為(wei)了獲得單一頻率的正弦波輸出,應該(gai)有選頻網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo),選頻網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo)往(wang)往(wang)和正反饋(kui)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo)或(huo)放大電(dian)路合而為(wei)一。選頻網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo)由R、C和L、C等電(dian)抗(kang)性元件組(zu)成。正弦波振蕩器的名(ming)稱一般由選頻網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo)來命名(ming)。
因此,正弦波振蕩電路(lu)由放大電路(lu)、正反(fan)饋網(wang)絡、選(xuan)頻(pin)網(wang)絡、穩幅(fu)電路(lu)組成。
2、振蕩平衡條件
產(chan)生正弦波的(de)條(tiao)件與負反饋放大(da)(da)電(dian)路(lu)產(chan)生自激(ji)的(de)條(tiao)件十(shi)分類似。只不過負反饋放大(da)(da)電(dian)路(lu)中是(shi)由于信號(hao)頻率(lv)達到了(le)通頻帶的(de)兩端,產(chan)生了(le)足夠的(de)附(fu)(fu)加(jia)相(xiang)移,從而使負反饋變成(cheng)了(le)正反饋。在振蕩(dang)電(dian)路(lu)中加(jia)的(de)就是(shi)正反饋,振蕩(dang)建立后只是(shi)一種頻率(lv)的(de)信號(hao),無所(suo)謂附(fu)(fu)加(jia)相(xiang)移。
3、起振條件和穩幅原理
振(zhen)蕩器在剛(gang)剛(gang)起振(zhen)時,為了(le)克服電路中的(de)損耗,需要(yao)正反饋強一些。
由于起(qi)振后就要(yao)產生(sheng)增幅(fu)(fu)(fu)振蕩,需要(yao)靠(kao)三極管(guan)大(da)信(xin)號運用時的非線(xian)性(xing)(xing)特性(xing)(xing)去限制(zhi)幅(fu)(fu)(fu)度的增加,這(zhe)樣電路(lu)必然產生(sheng)失真(zhen)。這(zhe)就要(yao)靠(kao)選(xuan)頻網(wang)絡(luo)(luo)的作用,選(xuan)出(chu)失真(zhen)波(bo)形的基波(bo)分量作為輸(shu)出(chu)信(xin)號,以(yi)獲得正弦波(bo)輸(shu)出(chu)。也(ye)可(ke)以(yi)在反饋網(wang)絡(luo)(luo)中加入非線(xian)性(xing)(xing)穩幅(fu)(fu)(fu)環節(jie),用以(yi)調節(jie)放(fang)大(da)電路(lu)的增益,從而達(da)到穩幅(fu)(fu)(fu)的目的。