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1、2018年10月15日星期一,模拟电子技术,1,第十章 正弦波振荡电路,（1）掌握正弦波振荡电路的组成和振荡原理。 （2）掌握RC桥式正弦波振荡电路的组成、工作原理。 （3）了解LC正弦波振荡电路和石英晶体正弦波振荡电路的组成、工作原理和性能特点。,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,2,10-1 振荡的基本原理,一、反馈放大器的基本方程,二、起振过程和平衡条件,10.2 RC正弦波振荡器,10.2.1 RC移相振荡器,10.2.2 RC选频振荡器,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,3,10.3 LC正弦波振荡器,10.3.1 变压器耦合反馈式振荡器,10.3.2 电容反馈式
2、振荡电路,10.3.3 电感反馈式振荡电路,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,4,10.4 石英晶体振荡器,10.4.1关于振荡频率的几个指标,10.4.2 石英晶体的物理特性和电特性,10.4.4 并联型石英晶体振荡器,10.4.3 串联型石英晶体振荡器,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,5,文氏电桥振荡电路,LC并联谐振回路的特性,LC正弦波振荡电路分析,稳频措施,串联晶体振荡器举例,附 录,振荡频率的确定,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,6,振荡电路是指在没有 输入信号的条件下, 能够自行产生一定幅度、一定频率的输出信号的电路。,张弛振荡电路（产生方波、锯
3、齿波形等）,正弦振荡电路,反馈型,负阻型,RC振荡器,LC振荡器,晶体振荡器,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,7,一、反馈放大器的基本方程,图10.1 反馈放大器,10-1 振荡的基本原理,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,8,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,9,二、起振过程和平衡条件,图10.1 反馈型振荡器组成方框图,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,10,1起振过程及起振条件,相位起振条件,幅度起振条件,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,11,2.平衡条件,振幅平衡条件,相位平衡条件,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,12,
4、起振,平衡,反馈振荡器的振荡过程,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,13,10.2 RC正弦波振荡器,RC 电路作为选频网络的振荡器。振荡频率较低，一般在几十kHz以下。,RC移相振荡器,RC选频振荡器,选频网络采用RC超前或滞后移相网络。,选频网络采用RC串并联谐振网络。,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,14,10.2.1 RC移相振荡器,图10.17 RC串联移相网络,超前移相网络,滞后移相网络,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,15,图10.18 RC串联超前网络的频率特性曲线,截止频率,= RC,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,16,图10.
5、19 RC超前移相网络振荡器,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,17,10.2.2 RC选频振荡器,图10.20 RC串并联网络,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,18,图10.21 RC串并联网络的频率特性曲线,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,19,图10.22 文氏电桥振荡器,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,20,10.3 LC正弦波振荡器,采用LC谐振回路作为选频网络的反馈式振荡器称为LC正弦波振荡器。可以产生几十兆赫以上的正弦波信号。,变压器耦合反馈式,电感或电容反馈式,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,21,10.3.1变压器耦合
6、反馈式振荡器,图10.23 三种不同接法的变压器耦合反馈式振荡器,是否满足正反馈判断方法：“射基（集）同名”规则,(CE),(CB),(CB),CE：射基同名；,-,CB：射集同名。,CC：射基同名。,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,22,L,C,2,c,b,e,C,I,C,I,L,U,b,U,f,U,o,10.3.2. 电容反馈式振荡电路,图10.24电容反馈式振荡器的交流通路（CE）,1,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,23,10.25电容反馈式振荡器电矢量关系,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,24,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,25,图1
7、0.25电容三点式振荡器及其交流通路（CB）,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,26,图10.25电容三点式振荡器及其交流通路（CB）,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,27,10.3.3 电感反馈式振荡电路,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,28,(,b,),U,f,U,b,U,o,I,L,I,C,R,B,R,L,c,L,1,L,2,C,b,e,图10.26电感反馈式振荡电路及其交流通路,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,29,注：L1与L2之间无互感。,(,b,),U,f,U,b,U,o,I,L,I,C,R,B,R,L,c,L,1,L,2,C,b,e
8、,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,30,电感或电容反馈式振荡器是否满足正反馈判断方法,“射同基反”规则,EB,EC:同性质电抗元件;,BE,BC:异性质电抗元件.,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,31,例1 在振幅条件已满足的前提下，用相位条件去判断如下振荡器是否能震荡？,(b),(a),2018年10月15日星期一,模拟电子技术,32,10.4 石英晶体振荡器,10.4.1关于振荡频率的几个指标,1. 频率的准确性,2. 频率的稳定性,中波广播发射机：10-5；,电视发射机：10-7,测量值,设计值,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,33,10.4.2 石英
9、晶体的物理特性和电特性,1. 石英谐振器的物理特性,1) 正压电效应,正压电效应：把机械能转化成电能。,2）反压电效应,反压电效应：把电能转化成机械能。,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,34,交变电场 机械形变振动.,通常机械振动振幅和外加交变电场的振幅都非常微小。只有在外加交变电压的频率为某一 特定频率时，振幅才突然增加，机械振动最强，电路里高频电流最大，此现象称为压电谐振。通常说石英晶体就是指石英谐振器。,谐振在晶体的基音(Fundamental) 或奇次泛音(Overtone)(3、5、7次泛音) 。,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,35,图10.30 石英晶体的
10、等效电路和电抗特性 (a)晶体符号；(b)某振动模式的电等效电路,2. 石英谐振器的电特性,(a),(b),频率丰富的谐振系统,支架电容,几个pF,亨利,0.001pF,百欧,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,36,图10.30 (c)某一频率等效电路； (d)电抗特性,其它支路失谐，近似开路,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,37,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,38,其值约为10-3量级,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,39,10.4.3 串联型石英晶体振荡器,图10.31串联型晶体振荡器,串联型石英晶体振荡器把石英晶体用作选频短路线,2018年
11、10月15日星期一,模拟电子技术,40,10.4.4 并联型石英晶体振荡器,图10.32 并联型石英晶体振荡器 (a)原理电路; (b)交流通路,并联型石英晶体振荡器把石英晶体用作电感元件,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,41,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,42,图10.32 并联型晶体振荡器振荡频率的图解确定,X,e,w,w,p,w,g,1,w,C,1,C,2,C,1,C,2,w,s,+,晶体的标称频率,CL,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,43,作业题,10.1,10.5,10.6,10.9,10.11,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,44
12、,文氏电桥振荡电路,A,+,-,R,R,C,C,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,45,A,+,-,R,R,C,C,文氏电桥多用于产生20HZ200kHZ的低频信号发生器中。,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,46,1. 振荡频率,因为振荡电路的相位条件为,图中，,所以,2. 起振条件,即,3.引入,构成的串联电压负反馈电路，能起到,稳定输出幅度的作用。提高了输入电阻，减小了输出,电阻。,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,47,A,+,-,R,R,C,C,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,48,LC并联谐振回路的特性,C,r,L,电路图,Z,2018年1
13、0月15日星期一,模拟电子技术,49,令,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,50,一 谐振时回路参数,1.谐振角频率,（固有角频率）,2.品质因数,3.谐振阻抗,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,51,二 LC并联回路的频率特性,并令,则,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,52,|Z|,(b)幅频特性,感性,容性,(c)相频特性,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,53,考察不同的值时频率特性，Q越大，幅频特性越尖锐，说明选频特性越好。,时，,纯阻性,时，,Z显容性，,时，,Z显感性，,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,54,LC正弦波振荡电路分
14、析,一 电感反馈式(电感三点式),+,+,图1 电感反馈式振荡器,2,3,1,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,55,(b)交流电路,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,56,1.相位平衡条件,( LC回路呈纯阻性,即满足该条件 ),( 同名端设置正确 ),2018年10月15日星期一,模拟电子技术,57,2.起振条件和振荡频率,为折合到L1两端的等效并联总电阻。,其中,为互感。,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,58,3.缺点,波形较差。因为反馈取自电感,越高，反馈越强，反馈和输出信号中含高次谐波。,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,59,二.电容反馈式振荡电路(电容三点式),图10-14 SMB-10示波器中LC振荡器原理图,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,60,(b)交流通路,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,61,优点：波形较好。因为反馈取自电容,反馈和输出信号中谐波分量小。,2018年10月15日星期一,模拟电子技术,62,一 影响频率稳定度的主要因素,1.电源电压或温度变化，使振荡管的工作点变化，导致谐振回路等效电阻值变化，另外使管子的发射结和集电结等效电容改变，它们都引起振荡频率的变化。,
