电路基础电子技术与元器件教案 第67章.pdf

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1、第6章正弦波振荡器【学习要点】：本章主要讲述振荡器的振荡条件，正弦波振荡器的主要分类及工作原理。要求读者掌握两方面内容：1.充分理解反馈型正弦波振荡器的相位平衡条件及振幅平衡条件，并能以此为依据分析各类振荡器的工作原理；2.掌握LC振荡器的主要类型及特点，并能画出振荡器的交流通路和计算振荡频率。6.1正弦波振荡器的基本工作原理6.2LC正弦波振荡器6.3石英晶体振荡器6.1正弦波振荡器的基本工作原理一.自激振荡现象在没有输入信号的条件下，电路能自动将直流电源提供的能量转换为具有一定频率、一定波形和一定幅度的交流信号输出的现象，称为自激振荡现象。二.自激振荡的产生1.产生自激振荡的条件

2、参考图下图，当v与v相位相同，大小相等时，v就能代替vfifi使电路产生振荡。要想使电路产生振荡，必须满足两个条件：相位平衡条：电路中有正反馈存在。振幅平衡条件：正反馈强度足够。即A·F=1。VAvS基本放大器ivAvoBv正反馈网络fF2.正弦波振荡器的结构要想输出正弦波，还必须在振荡器中加入选频网络。如图所示。基本放大器基本放大器vv（含有选频网络）oovfvf正反馈网络正反馈网络（含有选频网络）（a）（b）3.起振信号的获得启始信号v是从接通电源的瞬间获得的。i三.选频放大器介绍图（a）为普通共射放大器电路图，若用LC并联谐振回路来替代集电极负载电阻R3后，就构成了选频放大器，

3、或称调谐放大器。如图（b）所示，LC并联谐振回路的阻抗特性如图（c）所示。EECCR1R3R1C2LZC2选频网络C1C1选择频率VTVT为的信号foR2R2R4C3R4C3ffo（a）普通放大器（b）选频放大器（c）并联谐振回路阻抗特性既使选频放大器输入信号的频率很多，在它的输出端得到的输出信号却始终是频率等于f的正弦波信号。o由于LC回路具有选频特性，故常称它为选频网络。6.2LC正弦波振荡器一.变压器反馈式振荡器变压器反馈式振荡器分类：集基耦合式和集射耦合式。1.集基耦合式振荡器1）电路结构集基耦合式振荡器如图所示，VT及其周边元件构成放大器。LC是一个选频网络，其固有谐振频率

4、为f，它能将频率为f的信号选出oo来。因此，VT所构成的放大器是一个选频放大器。EC+选频网络，R1选择频率L1输出为的信号，foCL是振荡频率+的决定者-C1L2正反馈绕组+VTT-R2R3C2L2绕组为正反馈绕组，它负责将反馈信号送至VT的基极。2）电路工作原理用瞬间极性法可以判断出电路中有正反馈存在。说明满足相位平衡条件。如果合理安排L2与L的匝数比，就可以满足振幅平衡条件。电路是很容易振荡的。2.集-射耦合式振荡器集射耦合式振荡器如图所示，L1为正反馈绕组，它将反馈信号从集电极引到发射极，故称集射耦合式。用瞬间极性法可以判断出电路中有正反馈存在。说明满足相位平衡条件。若合理安

5、排L1和L的匝数比，就能满足振幅平衡条件，使电路产生振荡。ECR1R2的旁路电容,对交流而言，VT-的基极是接地的选频网络+VTC2决定振荡频率--R2C1R3L1LCT++二.电感三点式振荡器电感三点式振荡器如图（a）所示，图（b）是它的交流等效电路，从交流等效电路可以看出，三极管的三个电极分别与电感的三个端子耦合电容画交流等效电路E时，视为短路CR1画交流等效电路时，-只保留三极管和决定C1+-频率的元件VT-L1CL+VTL2R2R3C2+L2L1选频网络+-+-决定振荡频率+-偏置电阻旁路电容画交流等效电路画交流等效电路时，视为开路时，视为短路C图中标有瞬间极性（a）电感三点

6、式振荡器（b）交流等效电路相连，故称为电感三点式振荡器。反馈信号取自L2两端，用瞬间极性法可以判断出是正反馈存在，说明满足相位平衡条件。若合理安排L1和L的匝数比，就能满足振幅平衡条件，使电路产生振荡。在不考虑L1、L2互感时，电感三点式振荡器的振荡频率为：1fo2LC四.电容三点式振荡器1.基本电路电容三点式振荡器的基本电路如图（a）所示，图（b）是它的交流等效电路。从交流等效电路可以看出，三极管的三个电极分别接在振荡电容的三个端点上，故而称为电容三点式振荡器，反馈电压取自电容C的两端。2ECR1R3-C-3选频网络+VT+决定振荡频率VT-CC21R2R4C4C+-+-1L+

7、-LC2+图中标有瞬间极性（a）电容三点式振荡器（b）交流等效电路用瞬间极性法可以判断出电路中有正反馈存在。说明满足相位平衡条件。合理安排C、C的容量比，就能满足振幅平衡条件，使电路12能够振荡。该电路的振荡频率为：1fo2LCCC上式中，C代表C和C串联后的总容量，其值为：C1212CC122.电容三点式振荡器的改进由于三极管存在一定的极间电容，参考下图。当振荡频率高到一定程度时，极间电容的影响也就变得十分明显。结果使振荡频率变得集电极与发射极