《正弦波振荡器 》ppt课件

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1、第3章正弦波振荡器概述3.1反馈振荡器的工作原理3.2LC正弦波振荡器3.3LC振荡器的频率稳定度3.4晶体振荡器3.5RC正弦波振荡器3.6负阻正弦波振荡器3.7寄生振荡、间歇振荡和频率占据正弦波振荡器的振荡原理（振荡三条件），LC三点式振荡电路的组成原则，三点式振荡电路起振条件的工程估算法。1.基本要求与基本知识点正弦波振荡器的振荡原理（振荡三条件）及LC三点式振荡电路的组成原则，三点式振荡电路起振条件的分析方法。2．掌握的基本理论和方法：概　述一、与功放比较(从能量角度)1．功率放大器将直流电源提供的直流能量转换为按信号规律变化的交变能量。特点：被动地，需输入信号控制2．正弦波振

2、荡器(SinewaveOscillator)将直流能量转换为频率和振幅特定的正弦交变能量。特点：自动地，无需输入信号控制。二、正弦波振荡器的应用1．作信号源(本章将讨论)要求：振荡频率和振幅的准确性和稳定性。2．正弦交变能源(本章不讨论)要求：功率足够大，高效。有源器件特性和振荡原理：反馈振荡器，负阻振荡器波形：正弦波振荡器；非正弦波振荡器选频网络：LC振荡器，晶体振荡器，RC振荡器三、分类四、振荡的基本原理LCR回路的自由振荡R=0时，有：振荡器的振荡频率等于选频回路的中心频率。获得等幅持续振荡的条件：1、引入一个负电阻，以抵消LC回路中固有的正电阻；2、引入正反馈；LC正反馈振荡器

3、必须具备的三个条件：1、一套振荡回路，包含两个（或两个以上的）异性质储能元件。能量在储能元件间交换，每秒钟能量交换的次数即为振荡器的振荡频率。该频率值取决于LC的值，即该回路决定f0;2、一个能量来源，即直流电源；3、一个控制元件（设备），由有源器件和正反馈电路组成。1．组成主网络与反馈网络构成闭合环路。图3-1-1反馈振荡器的组成方框及相应电路例：变压器耦合反馈振荡器(交流通路)。3.1反馈振荡器的工作原理2．等幅持续振荡的条件①刚通电时，须经历一段振荡电压从无到有逐步增长的过程。②进入平衡状态时，振荡电压的振幅和频率要能维持在相应的平衡值上。③当外界条件不稳时，振幅和频率仍应稳定，

4、而不会产生突变或停止振荡。闭合环路成为反馈振荡器的三个条件：①起振条件——接通电源后可从无到有建立起振荡。②平衡条件——进入平衡状态后可输出等幅持续振荡。③稳定条件——平衡状态不因外界不稳定因素的影响而受到破坏。3.1.1平衡和起振条件一、起振条件1．分析①刚通电时②谐振回路的选频功能③变压器绕向正确2．起振条件(1)振幅起振条件，或环路增益(2)相位起振条件T(osc)=A(osc)+f(osc)=2n(n=0，1，2，···)二、平衡条件1．分析同相又等幅，即若在某一频率上，与当环路闭合后：①主网络将输出正弦振荡电压，角频率为。②所需输入电压全部由反馈电压提供，无需外

5、加输入电压。2．平衡条件由则：①振幅平衡条件：环路增益的模T(osc)=1②相位平衡条件：环路增益的相角T(osc)=2n(n=0，1，2，···)3．讨论反馈振荡器需同时满足起振条件与平衡条件：①起振时，T(osc)>1，Vi迅速增长；②随后，T(osc)下降，Vi的增长速度变慢；图3-1-2④环路增益的相角T(osc)则必须维持在2n上。例变压器耦合反馈振荡器符合起振与平衡条件对T(osc)的要求。③到T(osc)=1时，Vi停止增长，振荡器进入平衡状态，在相应的平衡振幅ViA上维持等幅振荡。3.1.2稳定条件一、问题的提出稳定条件：保证平衡状态不因外界不稳定

6、因素的影响受到破坏的条件。平衡状态稳定平衡状态不稳定平衡状态1．振荡电路中存在干扰①外部：电源电压、温度、湿度的变化，引起管子和回路参数的变化。②内部：存在固有噪声。均造成T(osc)和T(osc)的变化，破坏平衡条件。2．干扰对平衡状态的影响(两种)通过放大和反馈的反复循环：①振荡器离开原平衡状态，导致停振或突变到新的平衡状态。原平衡状态是不稳定的，应避免。②振荡器有回到平衡状态的趋势。当干扰消失后，能回到平衡状态。原平衡状态是稳定的。二、振幅稳定条件1．稳定过程若，干扰使：最后在新的上重新满足平衡条件T(osc)=1最后达到新的平衡。2．环路增益存在两个平衡点的情况图3-1

7、-3分析：若使Vi>ViB，则T(osc)随之增大，导致Vi进一步增大，从而更远离平衡点B。最后到达平衡点A。反之，若，直到停止振荡。可见，这种振荡器不满足振幅起振条件，必须加大的电冲击，产生大于ViB的起始扰动电压，才能进入平衡点A，产生持续等幅振荡。硬激励：靠外加冲击而产生振荡。软激励：接通电源后自动进入稳定平衡状态。3．振幅稳定条件要使平衡点稳定，T(osc)必须在ViA附近具有随Vi增大而下降(负斜率变化)的特性，即斜率越陡，则Vi