正弦波信号发生器的分类和分析方法

    正弦波信号发生器按照选频网络所用的元件可分为RC和LC型两种。由RC串－并联选频网络构成的文氏电桥振荡器是正弦波信号发生器中常用的电路。此外，还有RC移相式振荡电路和双T网络振荡电路。LC型正弦波信号发生器常用LC谐振电路作选频网络。变压器反馈式、电感三点式和三点式振荡电路是几种常用的LC型正弦波信号发生电路。
    石英晶体振荡器的频率稳定度（数量级）比LC型振荡器的频率稳定度（数量级）高几个数量级。实际应用中，如果对频率稳定性要求较高，可采用石英晶体振荡器。石英晶体的选频特性类似与LC谐振电路。

1．正弦波信号发生器的分类
    根据选频网络的形式进行分类，分类见表1

表1  正弦波信号发生器中常用的几种选频网络

2．正弦波信号发生器的分析方法
    （1）检查电路的组成
        检查电路是否同时具备放大、反馈、选频和稳幅环节。
    （2）分析放大电路能否正常工作
        对分立元件电路，首先估计放大电路静态工作点是否合适，其次分析交流通路是否能正常传递信号。对集成运放检查输入端是否有直流通路。
    （3）分析电路自激振荡的条件
        对电路自激振荡条件的分析，首先使判断相位条件，其次使判断幅度条件。
        （a）相位条件的判别
          相位条件的判别就是判别电路中的反馈是否是正反馈。具体方法是从振荡电路的输出寻找反馈网络，在反馈网络的输出与基本放大电路的输入端处断开反馈环，在断开处给放大电路施加一假想的信号，用瞬时极性法判别反馈极性。若反馈为正反馈，电路满足相位条件，有可能产生振荡，否则不会产生振荡。
          判别相位条件时应注意一下两点。①如果原电路比较复杂，可画出原电路的交流通路，在交流通路中用瞬时极性法判别反馈极性比较方便。②判定选频网络的输出与输入相位关系时，应以时的相位关系为准。例如，RC串并联选频网络在时的相移为零；LC选频网络谐振（）时，谐振回路呈阻性；并联型石英晶体振荡电路中，石英晶体呈感性，而串联型中石英晶体对的信号呈低阻（串联谐振）。
        （b）幅度条件的判别
          幅度条件的判别的是计算环路增益AF的大小。若AF<1不能振荡；AF＝1能产生等幅振荡；AF>1产生增幅振荡（起振条件）。环路增益AF的具体计算方法是在振荡频率时，根据电路的微变等效电路分别计算A和F的值。对文氏电桥振荡器的AF计算要熟练掌握，而LC振荡器因AF计算相对比较复杂，本课程不作要求。

3．估算振荡频率
    振荡器的大小取决于选频网络的参数。正弦波信号发生器中常用的几种选频网络及的估算如表1所列。

,

    正弦波信号发生器按照选频网络所用的元件可分为RC和LC型两种。由RC串－并联选频网络构成的文氏电桥振荡器是正弦波信号发生器中常用的电路。此外，还有RC移相式振荡电路和双T网络振荡电路。LC型正弦波信号发生器常用LC谐振电路作选频网络。变压器反馈式、电感三点式和三点式振荡电路是几种常用的LC型正弦波信号发生电路。
    石英晶体振荡器的频率稳定度（数量级）比LC型振荡器的频率稳定度（数量级）高几个数量级。实际应用中，如果对频率稳定性要求较高，可采用石英晶体振荡器。石英晶体的选频特性类似与LC谐振电路。

1．正弦波信号发生器的分类
    根据选频网络的形式进行分类，分类见表1

表1  正弦波信号发生器中常用的几种选频网络

2．正弦波信号发生器的分析方法
    （1）检查电路的组成
        检查电路是否同时具备放大、反馈、选频和稳幅环节。
    （2）分析放大电路能否正常工作
        对分立元件电路，首先估计放大电路静态工作点是否合适，其次分析交流通路是否能正常传递信号。对集成运放检查输入端是否有直流通路。
    （3）分析电路自激振荡的条件
        对电路自激振荡条件的分析，首先使判断相位条件，其次使判断幅度条件。
        （a）相位条件的判别
          相位条件的判别就是判别电路中的反馈是否是正反馈。具体方法是从振荡电路的输出寻找反馈网络，在反馈网络的输出与基本放大电路的输入端处断开反馈环，在断开处给放大电路施加一假想的信号，用瞬时极性法判别反馈极性。若反馈为正反馈，电路满足相位条件，有可能产生振荡，否则不会产生振荡。
          判别相位条件时应注意一下两点。①如果原电路比较复杂，可画出原电路的交流通路，在交流通路中用瞬时极性法判别反馈极性比较方便。②判定选频网络的输出与输入相位关系时，应以时的相位关系为准。例如，RC串并联选频网络在时的相移为零；LC选频网络谐振（）时，谐振回路呈阻性；并联型石英晶体振荡电路中，石英晶体呈感性，而串联型中石英晶体对的信号呈低阻（串联谐振）。
        （b）幅度条件的判别
          幅度条件的判别的是计算环路增益AF的大小。若AF<1不能振荡；AF＝1能产生等幅振荡；AF>1产生增幅振荡（起振条件）。环路增益AF的具体计算方法是在振荡频率时，根据电路的微变等效电路分别计算A和F的值。对文氏电桥振荡器的AF计算要熟练掌握，而LC振荡器因AF计算相对比较复杂，本课程不作要求。

3．估算振荡频率
    振荡器的大小取决于选频网络的参数。正弦波信号发生器中常用的几种选频网络及的估算如表1所列。