模拟电子技术-第十章-正弦波振荡器.pptx

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1、补充讲义第10章正弦波振荡器在没有输入信号的条件下，能够自行产生一定幅度、一定频率的输出信号的电路。振荡电路的定义：振荡电路的特点：（1）不需要输入信号控制，与电压放大器不同。（2）属于信号发生电路，不属于信号处理电路。振荡器正弦波振荡器非正弦波振荡器（三角波、方波、锯齿波等）图10.1反馈放大器10.1振荡的基本原理AF＋(10.1―1)产生正弦波振荡的条件由放大到振荡的示意框图放大电路反馈网络oU&fU&iU&12当K接在1端时，；再将K接到2端，，要维持不变则必须使。事实上，自激振荡器并不需要外部Ui激发。开关始终接在2

2、端。只要接通电源，UO就会从无到有，逐渐增大，最后达到平衡，输出稳定的正弦波。整个过程实现由三个条件保证：（1）起振条件（2）平衡条件（3）稳定条件要实现正弦波振荡还有一个条件：整个环路中必须含有选频网络（LC选频、RC选频或石英晶体选频），用来选出振荡频率。起振条件振幅起振条件：AF>1(使信号从无到有逐渐增大)相位起振条件：φA+φF=2nπ（正反馈）oU&fU&平衡条件起振后，为了防止输出UO无限制的增大，整个环路必须有稳幅电路，使输出稳幅振荡。稳幅振荡的平衡条件：振幅平衡条件：AF=1(使信号稳幅振荡)相位平衡条件：φ

3、A+φF=2nπ（正反馈）振荡平衡条件可归纳如下：(1)根据振幅平衡条件，可以确定振荡幅度的大小并研究振幅的稳定。(2)根据相位平衡条件可以确定振荡器的工作频率和频率的稳定。稳幅电路内稳幅：通过放大器本身的非线性特性实现。过程：AF>1Ui’↑放大器进入非线性区间A↓AF↓AF=1外稳幅：反馈网络采取措施，随着AF的增大，正反馈减弱或负反馈增强，使AF下降最终达到平衡条件。稳定条件由于振荡电路内部或外部（温度、UCC等）的干扰，使AF发生改变，破坏了原有的平衡状态。电路本身必须具有自动恢复平衡的能力。鉴于此，除了平衡

4、条件外还必须有稳定条件。振幅稳定条件：相位稳定条件：维持或者说维持与同相的条件。方法：如果能实现ω的变化引起的φΣ变化与外界因素引起的φΣ变化相反，则相位稳定平衡就可实现。以n=0为例，这一过程可用如下流程关系表示：相位稳定条件说明判断电路是否产生正弦波振荡的步骤：（1）是否为正反馈（2）是否有选频网络，且选频网络是否满足相位条件（3）是否AF>1（4）是否有稳幅电路（5）是否满足稳定条件。判断下面电路是否能产生正弦波振荡：无选频网络判断下面电路是否能产生正弦波振荡：选频网络无法实现选频判断下面电路是否能产生正弦波振荡：可以产

5、生正弦波振荡根据选频网络不同，振荡器的分类：（1）RC振荡器（2）LC振荡器（3）石英晶体振荡器10.2RC正弦波振荡器10.2.2RC选频振荡器选频网络由RC网络实现。图3.22文氏电桥振荡器图10.20RC串并联网络首先讨论正反馈网络：图10.20RC串并联网络令：幅频特性和相频特性表达式为其中根据以上两式可画出相应的频率特性曲线图3.21RC串并联网络的频率特性曲线根据相位平衡条件，当ω=ωO时，为正反馈。因此振荡频率为：当ω=ωO时，F=1/3。根据相位起振条件求振荡频率ωOSC由振幅起振条件求开环增益A将正反馈环断开

6、得到开环电路：同相放大器根据振幅起振条件AF>1：得到：A>3因此：通常R1或者Rf为热敏电阻。起到外稳幅的作用：R1是正温度系数,Rf是负温度系数。Rf和R1引入的电压串联负反馈有助于改善波形减小失真。稳幅过程：UO↑负反馈电流↑T↑R1↑、Rf↓负反馈↑UO↓文氏电桥振荡器信号波形质量和稳定性好，故得到了广泛的应用。R2V1V2R3例：电路中V1和V2的作用是什么？为使电路起振R1、R2和R3应满足什么条件？例：下图电路能否产生正弦波振荡？说明理由解：不能，因为A=1，F=1/3，AF<1,不能起振。10.3LC

7、正弦波振荡器LC正弦波振荡器电路构成的原则凡采用LC谐振回路作为选频网络的反馈式振荡器称为LC正弦波振荡器。LC振荡电路的形式很多，按反馈网络的形式来分，有变压器耦合反馈式及三点式振荡电路两种。10.3.1变压器耦合反馈式振荡器选频网络：LC谐振回路反馈网络：变压器耦合电路。相位平衡条件：依靠变压器的初次级线圈的同名端保证的。特点：共射接法共基接法10.3.2三点式振荡器X2X3X1+_Ui’=UfUO+_X1,X2,X3组成并联LC谐振网络。谐振网络中的三个引出点分别接至三极管的三个极。因此称为三点式振荡器。讨论：X1,X2

8、,X3放置何种电抗元件，才能满足相位条件？X2X3X1+_UO+_Ui’=Uf为了满足相位条件，Uf与UO呈反相关系。X2、X3代表的电抗元件极性必须相反。即一个为电容，则另一个必为电感。谐振时，LC回路呈现纯电阻特性，即：X1+X2+X3=0,因此，X2+X3=–X1，带入