各种震荡电路设计

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1、第9章波形产生与变换电路9.1正弦波振荡电路9.2非正弦波发生电路正弦波发生电路能产生正弦波输出，它是在放大电路的基础上加上正反馈而形成的，它是各类波形发生器和信号源的核心电路。正弦波发生电路也称为正弦波振荡电路或正弦波振荡器。9.1.1产生正弦波的条件9.1.2RC正弦波振荡电路9.1.3LC正弦波振荡电路9.1正弦波发生电路9.1.1产生正弦波的条件一、正弦波发生电路的组成二、产生正弦波的条件三、起振条件和稳幅原理一、正弦波发生电路的组成为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由

2、于很难控制正反馈的量。如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。正弦波发生电路的组成放大电路正反馈网络选频网络稳幅电路二、产生正弦波的条件产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似。只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端，产生了足够的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈。

3、在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信号，无所谓附加相移。振荡条件幅度平衡条件相位平衡条件AF=A+F=2n(a)负反馈放大电路(b)正反馈振荡电路图11.01振荡器的方框图比较图11.01(a)和(b)就可以明显地看出负反馈放大电路和正反馈振荡电路的区别了。由于振荡电路的输入信号，所以。由于正、负号的改变振荡器在刚刚起振时，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一些，即要求这称为起振条件。三、起振条件和稳幅原理既然，起振后就要产生增幅振荡，需要靠三极管大信号运用时的非线性特性去限制幅度的增加，这样电路必然产生失真。这就要靠选频网络的作用，选出失真波形的基波分量

4、作为输出信号，以获得正弦波输出。也可以在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以调节放大电路的增益，从而达到稳幅的目的。这在下面具体的振荡电路中加以介绍。9.1.2RC正弦波振荡电路一、RC网络的频率响应二、RC文氏桥振荡器一、RC网络的频率响应RC串并联网络的电路如图11.02(a)所示。RC串联臂的阻抗用Z1表示，RC并联臂的阻抗用Z2表示。其频率响应如下:图11.02(a)RC串并联网络1)122Cw1RCR1j()1(2121CRCRw-+++=R/j+)Cj/1(2122221112RCCRCRRRww+++=)j1]()Cj/1([222112RCRRRww+++=谐振频率为:

5、f0=当R1=R2，C1=C2时，谐振角频率和谐振频率分别为:)]j1/([+)Cj/1()j1/(22211222212CRRRCRRZZZwww+++=+=幅频特性:相频特性:当f=f0时的反馈系数,且与频率f0的大小无关。此时的相角F=0。即改变频率不会影响反馈系数和相角，在调节谐振频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。有关曲线见图11.02(b)。图11.02(b)RC串并联网络的频率特性曲线二、RC文氏桥振荡电路(1)RC文氏桥振荡电路的构成RC文氏桥振荡电路如图11.03所示，RC串并联网络是正反馈网络，另外还增加了R3和R4负反馈网络。C1、R1和C2、R2

6、正反馈支路与R3、R4负反馈支路正好构成一个桥路，称为文氏桥。图11.03RC文氏桥振荡电路当C1=C2、R1=R2时:为满足振荡的幅度条件=1，所以Af≥3。加入R3、R4支路，构成串联电压负反馈。F=0(2)RC文氏桥振荡电路的稳幅过程RC文氏桥振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻R4实现的。R4是正温度系数热敏电阻，当输出电压升高，R4上所加的电压升高，即温度升高，R4的阻值增加，负反馈增强，输出幅度下降。反之输出幅度增加。若热敏电阻是负温度系数，应放置在R3的位置。见图11.03。(a)稳幅电路(b)稳幅原理图图11.04反并联二极管的稳幅电路采用反并联二极管的稳幅电路如图

7、11.04所示。电路的电压增益为式中R"p是电位器上半部的电阻值，R'p是电位器下半部的电阻值。R'3=R3//RD，RD是并联二极管的等效平均电阻值。当Vo大时，二极管支路的交流电流较大，RD较小，Avf较小，于是Vo下降。由图(b)可看出二极管工作在C、D点所对应的等效电阻，小于工作在A、B点所对应的等效电阻，所以输出幅度小。二极管工作在A、B点，电路的增益较大，引起增幅过程。当输出幅度大到一定程度，增益下降，最后达到稳定幅度的目的。9.1.3LC正弦