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1、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：,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,一旦产生稳定的振荡，则电路的输出量自维持，即,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
2、= 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,电路如何从起振到稳幅？,稳定的振幅,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。,常合二而一,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 ff0的信号Ui，且规定其极性
3、，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。,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kHz以下 2) LC正弦波振荡电路：几百kHz几百MHz 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,在频率从0中必有一个频率f0，F0o。,RC串并联选频网络的频率响应,当 f=f0时，不但=0，且 最大，为1/3。,1)是否可用共射放大电路？ 2)是否可用共集放大电
4、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。,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
5、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,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,理想LC并联网络在谐振时呈纯阻性，且阻抗无穷大。,谐振频率为,在损耗较小时，品质因数及谐振频率,损耗,当ff0时，,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。,2、变压器反馈式电路,特点： 易振，波形较好；耦合不紧
6、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，将它们合二而一，组成电感反馈式电路。,必须有合适的同铭端！,谐振频率为,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？,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。,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
7、容三点式）电路,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，晶体管的极间电容将并联在C1和C2上，影响振荡频率。,特点：波形好，振荡频率调整范围小，适于频率固定的场合。,与放大电路参数无关,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。,感性,一般LC选频网络的Q为几百，石英晶体的Q可达104106；前者f/f为105，后者可达10101011。,2、电路,石英晶体工作在哪个区？ 2) 是哪种典型的正弦波振荡电路？,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？ 3) C1的作用？,并联型电路,串联型电路,讨论三,同铭端？,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。,
