振荡电路的设计与应用：RC振荡电路到数字频率合成器的实验解析

第1章概论1
1.1振荡电路的波形1
1.1.1正弦波（sin波）1
1.1.2方波与脉冲波2
1.1.3三角波与斜波3
1.1.4脉冲串与扫频波4
1.2振荡电路的基础5
1.2.1数字电路中的时钟发生器5
1.2.2电视机与收音机等中使用的振荡电路6
1.2.3高稳定度振荡的晶体与陶瓷6
1.2.4精度要求不高的RC与LC振荡器7
1.2.5振荡频率可变技术8
1.2.6方波与正弦波的不同处理方式9第2章基本振荡电路11
2.1用于数字电路的晶振模块11
2.1.1性能良好的振荡模块11
2.1.2晶振模块的规格12
2.1.3晶振模块的测试14
2.1.4高频波形测试的探头17
2.1.5高频时钟波形的改善方法18
2.1.6内有分频器的振荡模块19
2.2用于模拟电路的正弦波振荡模块21
2.2.1模拟电路模块21
2.2.2电阻调谐式二相振荡器OSC05X23
2.2.3低失真率二相振荡器OSC202A24
2.2.4可编程低频二相振荡器OSC201A25
2.2.5直接数字频率合成器OSC16B27
第3章RC方波振荡电路设计29
3.1施密特IC构成的振荡电路29
3.1.1使用元器件最少的振荡电路29
3.1.2施密特反相器的工作原理29
3.1.3振荡工作原理32
3.1.4振荡频率的计算方法33
3.1.5电路常数的限制36
3.1.6超低频振荡的关键问题37
3.1.7最高振荡频率的界限38
3.1.8电源电压与振荡频率的变化40
3.1.9TTL施密特触发器构成的振荡电路41
3.2CMOS反相器构成的振荡电路41
3.2.1稳定度高于施密特方式的振荡电路41
3.2.2CMOS反相器振荡电路的振荡原因43
3.2.3限流电阻的选用45
3.2.41kHz振荡频率的设计实例 46
3.2.5定时电容的选用47
3.2.6很高振荡频率时工作状态47
3.3使用运算放大器的方波振荡电路48
3.3.1振幅的任意设定48
3.3.2振荡工作原理49
3.3.3振荡频率的计算 51
3.3.4输出限幅的设计方法52
3.3.5RC时间常数的设定53
3.3.6频率连续可变的振荡电路 53
3.3.7提高振荡频率的方法 54
3.4使用专用IC 555的振荡电路57
3.4.1原始定时器/振荡专用IC57
3.4.2555的工作机理59
3.4.3定时常数的决定61
3.4.4555外围电路元器件的选用62
3.4.5最高振荡频率设定为100kHz左右的理由63
3.5使用数字电路的定时整形64
3.5.1带有触发功能的振荡电路64
3.5.2占空比为1∶1的二相时钟发生器65第4章RC正弦波振荡电路设计67
4.1维恩电桥振荡电路的工作原理67
4.1.1放大电路中正反馈67
4.1.2电源接通到振荡开始的波形68
4.1.3振荡条件68
4.1.4RC串并联电路网络的特性实验71
4.2限幅型维恩电桥振荡电路72
4.2.1基本电路72
4.2.2采用LED限幅的振幅稳定化电路73
4.2.31kHz振荡频率时常数与元器件的选择75
4.2.4高低振荡频率时注意事项76
4.3AGC型维恩电桥振荡电路78
4.3.1振幅稳定化AGC中使用FET的电路78
4.3.2FET的可变电阻特性79
4.3.3自动增益控制(AGC)的工作原理82
4.3.4振荡电路的参数与元器件的选择83
4.3.5振幅稳定化和实际AGC电路84
4.3.6100kHz振荡频率时实验波形85
4.3.7振荡频率可变方法86
4.4状态变量型低失真正弦波振荡电路87
4.4.1振荡频率选择中使用的有源滤波器87
4.4.2状态变量型有源滤波器88
4.4.3带通滤波器的频率与相位特性91
4.4.410kHz振荡电路的构成92
4.4.5较大失真的确认94
4.4.6改变振荡频率时注意事项95
4.5状态变量型超低频二相振荡电路96
4.5.1产生超低频正弦波的关键96
4.5.2使用稳压管的限幅电路97
4.5.30.1Hz振荡电路的常数99
4.5.4二相振荡即正弦/余弦输出99
4.5.5振荡频率可变方法100第5章高频LC振荡电路设计102
5.1LC振荡电路的工作原理102
5.1.1LC振荡的原理102
5.1.2传统的晶体管电路105
5.2发射极调谐式LC振荡电路107
5.2.1反耦合发射极调谐式振荡电路107
5.2.21MHz频率振荡电路107
5.2.3失真小的正弦波形108
5.2.4输出正弦波的理由110
5.3改进型科耳皮兹LC振荡电路112
5.3.1科耳皮兹基本振荡电路112
5.3.2VHF频段振荡电路方案113
5.3.3100MHz调谐电路的设计114
5.3.4直流偏置的设计115
5.3.5100MHz振荡频率的实验115
5.4基极调谐式LC振荡电路117
5.4.1基极调谐式基本振荡电路117
5.4.2近接开关用的振荡电路118
5.4.3最佳振荡的实验119
5.4.4近接开关121第6章陶瓷与晶体振荡电路设计122
6.1陶瓷与晶体振荡电路的结构122
6.1.1陶瓷与晶体振子的使用方式122
6.1.2陶瓷与晶体振子的等效电路及振荡频率123
6.1.3电感性（L）范围的应用125
6.1.4陶瓷振子的寄生特性126
6.2CMOS反相器陶瓷振荡电路127
6.2.1CMOS反相器的模拟特性127
6.2.2接有陶瓷振子时的频率特性129
6.2.3抑制寄生振荡的阻尼电阻130
6.2.474HCU04与74HC04的微妙差别 132
6.2.54069B以3.58MHz产生振荡133
6.2.6振荡频率的微调方法134
6.3晶体管陶瓷振荡电路135
6.3.1基本的科耳皮兹振荡电路135
6.3.2455kHz频率振荡时电路常数136
6.3.3CSB455E陶瓷振子的特性136
6.3.41.5V电源电压时电路的工作情况137
6.4调谐式晶体管晶体振荡电路138
6.4.1LC科耳皮兹振荡电路的工作情况138
6.4.2晶体管电路工作点的决定139
6.4.3输出调谐电路的设计140
6.4.4振荡工作与波形的确认141
6.4.5输出带有缓冲器的电路142
6.5无电感线圈的晶体管晶体振荡电路143
6.5.1无电感线圈的振荡电路143
6.5.24096MHz振荡电路的设计144
6.5.3波形同C1与C2之比率的关系144
6.6不用调整的晶体管晶体振荡电路146
6.6.1输出正弦波的简单电路146
6.6.21MHz频率振荡时电路常数与元器件的选用147
6.6.31.024MHz时C1C2的实验情况148
6.7谐波晶体振荡电路150
6.7.1何谓谐波振荡150
6.7.2100MHz的谐波振荡电路151
6.7.3调谐电路中L与C的计算151
6.8利用LC滤波器的正弦波振荡电路153
6.8.1方波变为正弦波的电路153
6.8.2占空比为50%的方波154
6.8.3接LC滤波器时输出阻抗降低的情况155
6.8.4π型恒定K滤波器的设计156
6.8.5 输出波形的评价158第7章函数发生器设计160
7.1简单的单片V/F转换器160
7.1.1何谓V/F转换器160
7.1.2通用V/F转换器LM331的工作过程161
7.1.3对应1MHz输出的V/F转换器AD650163
7.2简易函数发生器166
7.2.1函数发生器的构成166
7.2.2运算放大器构成的极性切换电路167
7.2.3积分电路中改善线性的方法169
7.2.40～20kHz输出的函数发生器169
7.3宽带函数发生器171
7.3.1实用的函数发生器171
7.3.2定时电容充放电电路173
7.3.3三角波变换为正弦波的折线近似法175
7.3.4输出放大器与衰减器的设计176
7.3.5电源的设计177
7.3.6频率控制器(VCF)的调整183
7.3.7高速比较器与限幅电路的调整183
7.3.8正弦变换器与输出放大器的调整183
7.3.9各部分工作波形184第8章电压控制振荡电路设计187
8.1概述187
8.1.1FM与PLL中的应用187
8.1.2控制RC定时振荡的阈值电压方式188
8.1.3电压控制电容方式190
8.2施密特反相器构成的简单VCO191
8.2.1使用变容二极管的电路191
8.2.2变容二极管的电容可变范围192
8.2.350～100kHz的VCO电路193
8.2.4利用CdS改变反馈电阻的方法196
8.3高频科耳皮兹VCO电路 198
8.3.1扩大频率可变范围的措施198
8.3.2VCO的科耳皮兹振荡电路的工作原理198
8.3.360～70MHz的VCO电路 200
8.3.4电路的调整与实际特性203
8.3.5电感线圈205
8.4晶体管多谐振荡器构成的宽带VCO电路 205
8.4.1宽带特性与电流模发射极耦合的VCO电路205
8.4.2振荡频率的计算方法206
8.4.3晶体管外围电路的常数208
8.4.4恒流偏置电路与振荡电路的特性208
8.5使用陶瓷振子的VCO电路212
8.5.1陶瓷振子低Q值的利用212
8.5.2陶瓷振子两端子间阻抗的变化情况213
8.5.3频率可变范围的扩大214
8.5.4串联谐振频率变化的VCO电路216
8.5.5CMOS反相器构成的陶瓷振子VCO电路218
8.6使用晶体振子的VCO电路(VCXO)220
8.6.1频率可变范围为1%的电路220
8.6.2晶体振子特性之研究221
8.6.3增设线圈时的阻抗特性222
8.6.4晶体管的VCXO电路223
8.6.5使用高速CMOS的VCXO电路 225第9章PLL频率合成器设计227
9.1PLL构成的倍频振荡器227
9.1.1PLL构成的倍频器227
9.1.2通过相位比较进行反馈的PLL基本工作方式228
9.1.3通用PLL 4046B的概况228
9.1.41～99倍输入频率的电路231
9.1.5输入耦合电容与VCO电路常数231
9.1.6决定响应特性的环滤波器232
9.1.7滤波器频率特性的验证234
9.1.8VCO特性与相位时钟的验证235
9.1.9缩短响应时间的方法237
9.24位BCD码设定的频率合成器239
9.2.1分频器一体化的LSI239
9.2.2MC145163的功能239
9.2.3步进1kHz频率的400～500kHz电路241
9.2.4与基极调谐式反耦合VCO组合的电路243
9.2.5设计的VCO电路的特性244
9.2.6使用的优质电源246第10章数字频率合成器设计248
10.1数字式波形发生电路248
10.1.1数字方式的概念248
10.1.2高频振荡的问题 249
10.1.30～25kHz的波形发生电路250
10.1.4振幅进行8位分割的情况253
10.1.5EPROM存取时间的影响253
10.1.6验证波形的定时254
10.1.7D锁存器的定时效果255
10.1.8数字频率合成器的效果256
10.2直接数字频率合成器257
10.2.1直接数字频率合成器的概念257
10.2.2步进频率的确定258
10.2.3500Hz～1.024MHz的DDS电路260
10.2.416位高速加法器SM5833AF261
10.2.5高速PROM与高速D/A转换器263
10.2.6DDS的工作情况264
10.3单片DDS的应用267
10.3.1TC170C030HS的概况267
10.3.2并行方式的使用269
10.3.3D/A转换器的位数270
10.3.4DDS的最高振荡频率fomax271
10.3.5低通滤波器的必要性272
10.3.6频率数据不是2N时产生的寄生振荡273
10.3.7低频用DDSLSI输出电路274
10.3.8高频用途的DDS输出电路275
10.3.9梯形电阻网络构成的DAC电路 277
10.3.10串行输入的使用方式278参考文献280
电抗计算图281
2.2.2MIL符号的用法1
2.2.3MIL符号和数字元件1
2.2.4MIL符号使用例1
2.2.5两个输入逻辑函数1
2.3MIL符号以外的符号1
2.3.1其他符号1
2.3.2IEC符号
参考文献
索引