正弦波振荡器ppt课件.ppt

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1、Chapter4正弦波振荡器学习重点●掌握振荡器的工作原理●掌握振荡器的的平衡和稳定条件●掌握LC振荡器三端电路的组成原则●了解稳频的方法●了解典型振荡器的电路形式、特点、起振条件、反馈系数和振荡频率的计算以及类型识别4.1概述高频电路高功放注意：从能量的角度来看，前面所讨论的谐振功率放大器是在输入信号的控制下，把直流电源提供的直流能量转换为“按信号规律变化的”交变能量的电路。1.定义:本章讨论的振荡器，它是在无需外加激励信号的情况下，能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅度的交变能量的

2、电路。也称为“自激式振荡器”！区别在于在放大器的输入端加有激励信号源。可称之为他激式振荡器。无线发射机中的载波信号源超外差接收机中的本振信号源电子测试仪器中的正弦波信号源数字系统中的时钟信号源振荡器广泛用于各种电子设备中。例如：振荡器另一类用途：要求是：振荡频率、振荡振幅的准确性和稳定性是作为高频加热设备和医用电疗仪器中的正弦交变电源。要求是：高效率的产生足够大的正弦交变功率正弦波振荡器非正弦波振荡器振荡器波形产生机理反馈式振荡器负阻式振荡器反馈型LC振荡器反馈型RC振荡器石英晶体振荡器振荡频率低

3、频振荡器高频振荡器本章主要介绍反馈型RC、LC振荡器和石英晶体振荡器的工作原理。2.振荡器的分类在放大器电路中加入正反馈，当正反馈足够大时，放大器产生振荡，变成振荡器将一个呈现负阻特性的有源器件直接与谐振电路相连，产生振荡本节主要内容：反馈型正弦波振荡器的基本工作原理振荡器的平衡条件振荡器的起振条件振荡器的平衡稳定条件对于振荡器，最关心的问题是电路是怎样产生振荡？它的基本结构，电路组成以及振荡的波形、频率与哪些因素有关等。4.2　反馈型振荡器基本工作原理实际中的反馈振荡器是由反馈放大器演变而来，如

4、右图。若开关K拨向“1”时，该电路则为调谐放大器，当输入信号为正弦波时，放大器输出负载互感耦合变压器L2上的电压为vf。此时，若将开关K快速拨向“2”点，则集电极电路和基极电路都维持开关K接到“1”点时的状态，即始终维持着与vi相同频率的正弦信号。这时，调谐放大器就变为自激振荡器。1、具体实例——自激振荡建立的物理过程调整互感M及同名端以及回路参数，可以使vi=vf。L22接通电源瞬间引起的电压、电流突变，电路器件内部噪声等在集电极LC振荡电路中激起振荡。选频网络带宽极窄，在回路两端产生正弦波电压

5、vo，并通过互感耦合变压器反馈到基级回路，这就是激励信号。实际上，将开关K与“2”相连，当电源接通瞬间，震荡器就自动地建立起来，并能稳定地持续振荡下去。那么，这种振荡的振幅是否无限地增长呢？那么，最初的激励信号是从哪里来的呢？（从无到有）尽管起始振荡信号开始十分微弱，但是由于不断地对它进行放大—选频—反馈—再放大等多次循环，于是一个与振荡回路固有频率相同的自激振荡便由小到大地增长起来。（由弱到强）由于晶体管特性的非线性，振幅会自动稳定到一定的幅度。因此振荡的幅度不会无限增大。（由增到稳）从无到有由

6、弱到强由增到稳可见：自激振荡建立的过程当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加。即需要稳幅。2、振荡器的平衡条件反馈振荡器方框图当则将S接通，撒去外加信号，而以代替它，放大器将继续维持工作。从而变成振荡器又所以等幅振荡条件为振幅平衡条件相位平衡条件①上述A0是没有考虑电子器件的非线性的，亦即假设晶体管放大器是工作于小信号线性放大状态，它的放大倍数A0为常数。②事实上，放大器的增益是振幅的函数,增益A将不断下降。随着振荡振幅的不断增长，放大器便由线性工作的甲类状态迅速过度到非线性的甲乙类、

7、乙类甚至丙类工作状态。因而增益A将不断下降。(分析见后面)④一般初始信号很微弱.③F是由无源线性网络所决定的参数，与振幅无关。所以如果电路只是刚好满足上式的条件，那么经过放大、选频的信号仍然只能维持在很低的电平上。这样，具有f0的信号虽然存在，但却淹没在同样电平的噪声中，而得不到所需要的一定强度的振荡输出。要维持一定振幅的振荡，反馈系数F应设计得大一些。一般取，这样就可以使得在＞1时的情况下起振，而后随着振幅的增长A0就向A过度。直到振幅增大到某一程度，出现AF=1，振荡就达到平衡状态。由上分析知

8、，因此，起振阶段要求：其物理意义是：振幅起振条件要求反馈电压幅度vf要一次比一次大，而相位起振条件则要求环路保持正反馈。振幅起振条件相位起振条件>1用电路参数表示振荡器的平衡条件()cbmccVgIqcos1max-=式中：称为晶体管平均正向传输导纳为余弦脉冲分解系数的另外一种表示形式振荡器的回路输出电压将各因子写成指数形式，有反馈系数谐振回路的基波谐振阻抗晶体管平均正向传输导纳用电路参数表示振荡器的平衡条件：=1注意：在实际中，往往，为了使电路工作于相位平衡状态，就要求谐振回路工