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当前位置:首页 > 电子/通信 > 综合/其它 > 模拟电子技术基础 第23讲 正弦波振荡电路
第二十三讲正弦波振荡电路2013.07第二十三讲正弦波振荡电路一、正弦波振荡的条件和电路的组成二、RC正弦波振荡电路三、LC正弦波振荡电路四、石英晶体正弦波振荡电路一、正弦波振荡的条件和电路的组成1.正弦波振荡的条件无外加信号,输出一定频率一定幅值的信号。与负反馈放大电路的振荡的不同之处:在正弦波振荡电路中引入的是正反馈,且振荡频率可控。在电扰动下,对于某一特定频率f0的信号形成正反馈:o'ioXXX由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制,最终达到动态平衡,稳定在一定的幅值。。1.正弦波振荡的条件π211FAnFAFA一旦产生稳定的振荡,则电路的输出量自维持,即ooXFAX幅值平衡条件相位平衡条件1FA起振条件:要产生正弦波振荡,必须有满足相位条件的f0,且在合闸通电时对于f=f0信号有从小到大直至稳幅的过程,即满足起振条件。2.起振与稳幅1FA电路如何从起振到稳幅?oX)(ifXXooXFAAFAF稳定的振幅非线性环节的必要性!3.基本组成部分1)放大电路:放大作用2)正反馈网络:满足相位条件3)选频网络:确定f0,保证电路产生正弦波振荡4)非线性环节(稳幅环节):稳幅1)是否存在主要组成部分;2)放大电路能否正常工作,即是否有合适的Q点,信号是否可能正常传递,没有被短路或断路;3)是否满足相位条件,即是否存在f0,是否可能振荡;4)是否满足幅值条件,即是否一定振荡。常合二为一4、分析方法相位条件的判断方法:瞬时极性法断开反馈,在断开处给放大电路加f=f0的信号Ui,且规定其极性,然后根据Ui的极性→Uo的极性→Uf的极性若Uf与Ui极性相同,则电路可能产生自激振荡;否则电路不可能产生自激振荡。在多数正弦波振荡电路中,输出量、净输入量和反馈量均为电压量。iU极性?5.分类常用选频网络所用元件分类。1)RC正弦波振荡电路:几百千赫以下2)LC正弦波振荡电路:几百千赫~几百兆赫3)石英晶体正弦波振荡电路:振荡频率稳定二、RC正弦波振荡电路1.RC串并联选频网络低频段高频段9000Ff,,Uf900Ff,,UfUo.Uf.I.Uo.Uf.I.在频率从0~∞中必有一个频率f0,φF=0º。CRCRCRUUFj1j1j1of∥+∥)1(j31RCRCFRC串并联选频网络的频率响应当f=f0时,不但φ=0,且最大,为1/3。F)(j31π21000ffffFRCf,则令1)是否可用共射放大电路?2)是否可用共集放大电路?3)是否可用共基放大电路?4)是否可用两级共射放大电路?2.电路组成应为RC串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、输入电阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路。不符合相位条件不符合相位条件输入电阻小、输出电阻大,影响f0可引入电压串联负反馈,使电压放大倍数大于3,且Ri大、Ro小,对f0影响小3.RC桥式正弦波振荡电路(文氏桥振荡器)用同相比例运算电路作放大电路。因同相比例运算电路有非常好的线性度,故R或Rf可用热敏电阻,或加二极管作为非线性环节。文氏桥振荡器的特点?1f2RR频率可调的文氏桥振荡器改变电容以粗调,改变电位器滑动端以微调。加稳压管可以限制输出电压的峰-峰值。同轴电位器讨论一:合理连接电路,组成文氏桥振荡电路讨论二:判断图示电路有可能产生正弦波振荡吗?RC移项式电路RC双T选频网络iU选频网络和正反馈网络是两个网络。1)RC移相电路有几级才可能产生正弦波振荡?2)若R和C互换呢?三、LC正弦波振荡电路1.LC并联网络的选频特性LCfCLRQπ2110,理想LC并联网络在谐振时呈纯阻性,且阻抗无穷大。LCfπ210谐振频率为在损耗较小时,品质因数及谐振频率损耗在f=f0时,电容和电感中电流各约为多少?网络的电阻为多少?构成正弦波振荡电路最简单的做法是通过变压器引入反馈。附加相移LC选频放大电路→正弦波振荡电路当f=f0时,电压放大倍数的数值最大,且附加相移为0。放大电路反馈网络Uo2.变压器反馈式电路)(0iffUfUC1是必要的吗?特点:易振,波形较好;耦合不紧密,损耗大,频率稳定性不高。分析电路是否可能产生正弦波振荡的步骤:1)是否存在组成部分2)放大电路是否能正常工作3)是否满足相位条件为使N1、N2耦合紧密,将它们合二为一,组成电感反馈式电路。必须有合适的同铭端!3.电感反馈式电路反馈电压取自哪个线圈?反馈电压的极性?)(0iffUfU必要吗?电感的三个抽头分别接晶体管的三个极,故称之为电感三点式电路。3.电感反馈式电路特点:耦合紧密,易振,振幅大,C用可调电容可获得较宽范围的振荡频率。波形较差,常含有高次谐波。减小。增大,,则具有相关性;若增大与故阻就是它自身的负载,因为放大电路的输入电FANFA1由于电感对高频信号呈现较大的电抗,故波形中含高次谐波,为使振荡波形好,采用电容反馈式电路。4.电容反馈式(电容三点式)电路iUfU)(π2121210CCCCLf若要振荡频率高,则L、C1、C2的取值就要小。当电容减小到一定程度时,晶体管的极间电容将并联在C1和C2上,影响振荡频率。LCfCCCCπ21021,则且若特点:波形好,振荡频率调整范围小,适于频率固定的场合。C与放大电路参数无关作用?四、石英晶体正弦波振荡电路1.石英晶体的特点SiO2结晶体按一定方向切割的晶片。压电效应和压电振荡:机械变形和电场的关系固有频率只决定于其几何尺寸,故非常稳定。容性感性阻性LCffCCπ21ps0,故因一般LC选频网络的Q为几百,石英晶体的Q可达104~106;前者Δf/f为10-5,后者可达10-10~10-11。2.电路①石英晶体工作在哪个区?②是哪种典型的正弦波振荡电路?①石英晶体工作在哪个区?②两级放大电路分别为哪种基本接法?③C1的作用?(1)并联型电路(2)串联型电路清华大学华成英hchya@tsinghua.edu.cn讨论三同铭端?iU能产生正弦波振荡吗?注意事项:1.放大电路必须能够正常工作,放大电路的基本接法;2.断开反馈,在断开处加f=f0的输入电压;3.找出在哪个元件上获得反馈电压,是否能取代输入电压。
本文标题:模拟电子技术基础 第23讲 正弦波振荡电路
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