正弦波振荡电路课件PPT推荐.ppt

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,开关合在“1”为无反馈放大电路:

开关合在“2”为有反馈放大电路:

开关合在“2”时，去掉ui仍有稳定的输出。

反馈信号代替了放大电路的输入信号。

自激振荡状态,2.自激振荡的条件,

（1）幅度条件：

（2）相位条件：

n是整数,相位条件意味着振荡电路必须是正反馈；

幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，还必须有足够的反馈量（可以通过调整放大倍数A或反馈系数F达到）。

自激振荡的条件,3.起振及稳幅振荡的过程,设：

Uo是振荡电路输出电压的幅度，B是要求达到的输出电压幅度。

起振时Uo0，达到稳定振荡时Uo=B。

起振过程中Uo1，,稳定振荡时Uo=B，要求AuF=1，,从AuF1到AuF=1，就是自激振荡建立的过程。

可使输出电压的幅度不断增大。

使输出电压的幅度得以稳定。

起始信号的产生：

在电源接通时，会在电路中激起一个微小的扰动信号，它是个非正弦信号，含有一系列频率不同的正弦分量。

4.正弦波振荡电路的组成,

（1）放大电路:

放大信号,

（2）反馈网络:

必须是正反馈，反馈信号即是放大电路的输入信号,（3）选频网络:

保证输出为单一频率的正弦波既：

使电路只在某一特定频率下满足自激振荡条件,（4）稳幅环节:

使电路能从AuF1，过渡到AuF=1，从而达到稳幅振荡。

17.3.2RC振荡电路,RC选频网络正反馈网络,同相比例电路,放大信号,用正反馈信号uf作为输入信号,选出单一频率的信号,1.电路结构,2.RC串并联选频网络的选频特性,传输系数：

式中：

3.工作原理,输出电压uo经正反馈（兼选频）网络分压后，取uf作为同相比例电路的输入信号ui。

（1）起振过程,

（2）稳定振荡,A=0，仅在f0处F=0满足相位平衡条件，所以振荡频率f0=12RC。

改变R、C可改变振荡频率,RC振荡电路的振荡频率一般在200KHz以下。

（3）振荡频率振荡频率由相位平衡条件决定。

振荡频率的调整,改变开关K的位置可改变选频网络的电阻，实现频率粗调；

改变电容C的大小可实现频率的细调。

振荡频率,（4）起振及稳定振荡的条件,稳定振荡条件AuF=1，|F|=1/3，则,起振条件AuF1，因为|F|=1/3，则,考虑到起振条件AuF1,一般应选取RF略大2R1。

如果这个比值取得过大，会引起振荡波形严重失真。

由运放构成的RC串并联正弦波振荡电路不是靠运放内部的晶体管进入非线性区稳幅，而是通过在外部引入负反馈来达到稳幅的目的。

带稳幅环节的电路

（1）,热敏电阻具有负温度系数，利用它的非线性可以自动稳幅。

在起振时，由于uO很小，流过RF的电流也很小，于是发热少，阻值高，使RF2R1；

即AuF1。

随着振荡幅度的不断加强，uO增大，流过RF的电流也增大，RF受热而降低其阻值，使得Au下降，直到RF=2R1时，稳定于AuF=1，振荡稳定。

半导体热敏电阻,带稳幅环节的电路

（1）,半导体热敏电阻,稳幅过程：

思考：

若热敏电阻具有正温度系数，应接在何处？

带稳幅环节的电路

（2）,ID,UD,振荡幅度较小时正向电阻大,振荡幅度较大时正向电阻小,利用二极管的正向伏安特性的非线性自动稳幅。

稳幅环节,带稳幅环节的电路

（2）,图示电路中，RF分为两部分。

在RF1上正反并联两个二极管，它们在输出电压uO的正负半周内分别导通。

在起振之初，由于uo幅值很小，尚不足以使二极管导通，正向二极管近于开路,此时，RF2R1。

而后，,随着振荡幅度的增大，正向二极管导通，其正向电阻逐渐减小，直到RF=2R1，振荡稳定。

例：

电子琴的振荡电路电路：

文氏电桥电路,ube,RC网络正反馈，RF、RE1组成负反馈，调整到合适的参数则可产生振荡。

17.3.3LC振荡电路,LC振荡电路的选频电路由电感和电容构成，可以产生高频振荡（几百千赫以上）。

由于高频运放价格较高，所以一般用分离元件组成放大电路。

本节只对LC振荡电路的结构和工作原理作简单介绍。

一、变压器反馈式LC振荡电路,1.电路结构,正反馈,2.振荡频率即LC并联电路的谐振频率,放大电路,选频电路,反馈网络,谐振时回路电流比总电流大的多，外界对谐振回路的影响可以忽略！

选频电路,在调节变压器反馈式振荡电路中，试解释下列现象：

（1）对调反馈线圈的两个接头后就能起振；

（2）调RB1、RB2或RE的阻值后即可起振；

（3）改用较大的晶体管后就能起振；

（4）适当增加反馈线圈的圈数后就能起振；

（5）适当增加L值或减小C值后就能起振；

（6）反馈太强，波形变坏；

（7）调整RB1、RB2或RE的阻值后可使波形变好；

（8）负载太大不仅影响输出波形，有时甚至不能起振。

例1：

解:

（2）调RB1、RB2或RE的阻值后即可起振；

原反馈线圈接反，对调两个接头后满足相位条件；

（1）对调反馈线圈的两个接头后就能起振；

调阻值后使静态工作点合适，以满足幅度条件；

（3）改用较大的晶体管后就能起振；

改用较大的晶体管，以满足幅度条件；

（5）适当增加L值或减小C值后就能起振；

增加反馈线圈的圈数，即增大反馈量，以满足幅度条件；

（4）适当增加反馈线圈的圈数后就能起振；

当适当增加L值或减小C值后,等效阻抗|Zo|增大，因而就增大了反馈量，容易起振；

LC并联电路在谐振时的等效阻抗,解:

（7）调整RB1、RB2或RE的阻值可使波形变好；

反馈线圈的圈数过多或管子的太大使反馈太强而进入非线性区，使波形变坏。

（6）反馈太强，波形变坏；

调阻值,使静态工作点在线性区，使波形变好；

（8）负载太大不仅影响输出波形，有时甚至不能起振。

负载大，就是增大了LC并联电路的等效电阻R。

R的增大,一方面使|Zo|减小,因而反馈幅度减小,不易起振;

也使品质因数Q减小,选频特性变坏,使波形变坏。

例2：

正反馈,注意：

用瞬时极性法判断反馈的极性时，耦合电容、旁路电容两端的极性相同，属于选频网络的电容，其两端的极性相反。

试用相位平衡条件判断下图电路能否产生自激振荡,二、三点式LC振荡电路,1.电感三点式振荡电路,正反馈,放大电路,选频电路,反馈网络,振荡频率,通常改变电容C来调节振荡频率。

反馈电压取自L2,振荡频率一般在几十MHz以下。

正反馈,频率由C、L1、L2谐振网络决定。

设uB,uC,uD,uB,uL2,ube,uL1,D,+,+,+,例1：

正反馈,频率由LC谐振网络决定。

2.电容三点式振荡电路,正反馈,放大电路,反馈网络,振荡频率,通常再与线圈串联一个较小的可变电容来调节振荡频率。

反馈电压取自C2,振荡频率可达100MHz以上。

选频电路,正反馈,设uB,uC,uC1,uC2,uB,频率由L、C1、C2组成的谐振网络决定。

uC1,uC1减小时，uC2如何变化？

设L、C1、C2组成的谐振网络中的电流为i，则,例2：

图示电路能否产生正弦波振荡,如果不能振荡，加以改正。

解：

直流电路合理。

旁路电容CE将反馈信号旁路，即电路中不存在反馈，所以电路不能振荡。

将CE开路，则电路可能产生振荡。

反馈电压取自C1,正反馈,例3：

半导体接近开关,LC振荡器,开关电路,射极输出器,继电器,半导体接近开关是一种无触点开关，具有反映速度快、定位准确、寿命长等优点。

它在行程控制、定位控制、自动计数以及各种报警电路中得到了广泛应用。

LC振荡器,开关电路,射极输出器,继电器,例3：

半导体接近开关,变压器反馈式振荡器是接近开关的核心部分，L1、L2及L3绕在右图所示的的磁芯上（又称感应头）,例3：

半导体接近开关,当某金属被测物体移近感应头时，金属体内感应出涡流，由于涡流的消磁作用，破坏了线圈之间的磁耦合，使L1上的反馈电压显著降低，破坏了自激振荡的幅值条件，振荡器停振，使L3上输出交流电压为零。

例3：

半导体接近开关,当L3上输出交流电压为零时，二极管的整流输出电压也为零，因此T2截止，T3饱和导通，继电器KA通电。

继电器KA的常闭触点接在电动机的控制回路内，可在被测金属体接近危险位置时，立即断电使电动机停转；

也可将KA的常开触点接在报警电路上，同时发出声光报警。

半导体接近开关,当金属被测物体离开感应头后，振荡电路立即起振，在L3上输出正弦电压，经二极管的整流后，使T2饱和导通，T3截止，继电器KA断电，常闭触点重新闭合，电动机运转。

RP1用来调节振荡输出幅度，RP2可使振荡电路迅速而可靠的停振，也能促使振荡电路在被测金属物体离开感应头时迅速恢复振荡。

17.3.4石英晶体振荡电路,1.石英晶体的基本特性与等效电路,结构,极板间加电场,极板间加机械力,压电效应,交变电压,机械振动的固有频率与晶片尺寸有关，稳定性高,当交变电压频率=固有频率时，振幅最大。

压电谐振,17.3.4石英晶体振荡电路,等效电路,A.串联谐振,特性,晶体等效阻抗为纯阻性,B.并联谐振,通常,所以,感性,容性,阻性,17.3.4石英晶体振荡电路,实际使用时外接一小电容Cs,则新的谐振频率为,由此看出,调整,17.3.4石英晶体振荡电路,3.石英晶体振荡电路,end,