1、正弦波振蕩電路,一、正弦波振蕩的條件和電路的組成,二、RC正弦波振蕩電路,三、LC正弦波振蕩電路,四、石英晶體正弦波振蕩電路,一、正弦波振蕩的條件和電路的組成,1. 正弦波振蕩的條件 在沒(méi)有輸入信號(hào)，輸出一定頻率一定幅值的信號(hào)。 與負(fù)反饋放大電路的振蕩的不同之處：在正弦波振蕩電路中引入的是正反饋，且振蕩頻率可控。,在電擾動(dòng)下，對(duì)于某一特定頻率f0的信號(hào)形成正反饋：,由于半導(dǎo)體器件的非線性特性及供電電源的限制，最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，穩(wěn)定在一定的幅值。,1.正弦波振蕩的條件,一旦產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩，則電路的輸出量自維持，即,起振條件：,要產(chǎn)生正弦波振蕩，必須有滿足相位條件的f0，且在合閘通電時(shí)對(duì)于f=f0

2、信號(hào)有從小到大直至穩(wěn)幅的過(guò)程，即滿足起振條件。,2. 起振與穩(wěn)幅,電路如何從起振到穩(wěn)幅？,穩(wěn)定的振幅,3. 基本組成部分,1) 放大電路：放大作用,使電路獲得一定幅值的輸出量 2) 正反饋網(wǎng)絡(luò)：使放大電路的輸入信號(hào)等于反饋信號(hào) 3) 選頻網(wǎng)絡(luò)：確定f0，保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩 4) 非線性環(huán)節(jié)（穩(wěn)幅環(huán)節(jié)）：穩(wěn)幅，使輸出信號(hào)幅值穩(wěn)定,1) 是否存在主要組成部分； 2) 放大電路能否正常工作，即是否有合適的Q點(diǎn)，信號(hào)是 否可能正常傳遞，沒(méi)有被短路或斷路； 3) 是否滿足相位條件，即是否存在 f0，是否可能振蕩 ； 4) 是否滿足幅值條件，即是否一定振蕩。,4、分析方法,相位條件的判斷方法：瞬時(shí)極性

3、法,斷開(kāi)反饋，在斷開(kāi)處給放大電路加 ff0的信號(hào)Ui，且規(guī)定其極性，然后根據(jù) Ui的極性Uo的極性Uf的極性 若Uf與Ui極性相同，則電路可能產(chǎn)生自激振蕩；否則電路不可能產(chǎn)生自激振蕩。,在多數(shù)正弦波振蕩電路中，輸出量、凈輸入量和反饋量均為電壓量。,極性？,在滿足相位條件下，判斷AF是否大于1。,5. 分類,常用選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件分類。 1) RC正弦波振蕩電路：幾百千赫以下 2) LC正弦波振蕩電路：幾百千赫幾百兆赫 3) 石英晶體正弦波振蕩電路：振蕩頻率穩(wěn)定,二、RC 正弦波振蕩電路,1. RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò),低頻段,高頻段,在頻率從0中必有一個(gè)頻率f0，F(xiàn)0。,RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng),

4、當(dāng) f=f0時(shí)，不但=0，且 最大，為1/3。,1)是否可用共射放大電路？ 2)是否可用共集放大電路？ 3)是否可用共基放大電路？ 4)是否可用兩級(jí)共射放大電路？,2. 電路組成,應(yīng)為RC 串并聯(lián)網(wǎng)路配一個(gè)電壓放大倍數(shù)略大于3、輸入電阻趨于無(wú)窮大、輸出電阻趨于0的放大電路。,不符合相位條件,不符合相位條件,輸入電阻小、輸出電阻大，影響f0,可引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使電壓放大倍數(shù)大于3，且Ri大、Ro小，對(duì)f0影響小,3. RC橋式正弦波振蕩電路（文氏橋振蕩器）,用同相比例運(yùn)算電路作放大電路。,因同相比例運(yùn)算電路有非常好的線性度，故R或Rf可用熱敏電阻，或加二極管作為非線性環(huán)節(jié)。,文氏橋振蕩器的特

5、點(diǎn)？,頻率可調(diào)的文氏橋振蕩器,改變電容以粗調(diào)，改變電位器滑動(dòng)端以微調(diào)。,加穩(wěn)壓管可以限制輸出電壓的峰-峰值。,同軸電位器,思考題：合理連接電路，組成文氏橋振蕩電路,思考題：判斷圖示電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩嗎？,RC 移項(xiàng)式電路,RC 雙T選頻網(wǎng)絡(luò),選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)。,1) RC 移相電路有幾級(jí)才可能產(chǎn)生正弦波振蕩？ 2) 若R 和C 互換呢？,三、LC 正弦波振蕩電路 1. LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性,理想LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在諧振時(shí)呈純阻性，且阻抗無(wú)窮大。,諧振頻率為,在損耗較小時(shí)，品質(zhì)因數(shù)及諧振頻率,損耗,在ff0時(shí)，電容和電感中電流各約為多少？網(wǎng)絡(luò)的電阻為多少？,構(gòu)成正弦波振蕩電路最簡(jiǎn)

6、單的做法是通過(guò)變壓器引入反饋。,附加相移,LC選頻放大電路正弦波振蕩電路,當(dāng)f=f0時(shí)，電壓放大倍數(shù)的數(shù)值最大，且附加相移為0。,2. 變壓器反饋式電路,C1是必要的嗎？,特點(diǎn)：易振，波形較好；耦合不緊密，損耗大，頻率穩(wěn)定性不高。,分析電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩的步驟： 1) 是否存在組成部分 2) 放大電路是否能正常工作 3) 是否滿足相位條件,為使N1、N2耦合緊密，將它們合二為一，組成電感反饋式電路。,必須有合適的同銘端！,3.電感反饋式電路,反饋電壓取自哪個(gè)線圈？ 反饋電壓的極性？,必要嗎？,電感的三個(gè)抽頭分別接晶體管的三個(gè)極，故稱之為電感三點(diǎn)式電路。,3. 電感反饋式電路,特點(diǎn)：耦合

7、緊密，易振，振幅大，C 用可調(diào)電容可獲得較寬范圍的振蕩頻率。波形較差，常含有高次諧波。,由于電感對(duì)高頻信號(hào)呈現(xiàn)較大的電抗，故波形中含高次諧波，為使振蕩波形好，采用電容反饋式電路。,4. 電容反饋式（電容三點(diǎn)式）電路,若要振蕩頻率高，則L、C1、C2的取值就要小。當(dāng)電容減小到一定程度時(shí)，晶體管的極間電容將并聯(lián)在C1和C2上，影響振蕩頻率。,特點(diǎn)：波形好，振蕩頻率調(diào)整范圍小，適于頻率固定的場(chǎng)合。,與放大電路參數(shù)無(wú)關(guān),作用？,四、石英晶體正弦波振蕩電路 1.石英晶體的特點(diǎn),SiO2結(jié)晶體按一定方向切割的晶片。,壓電效應(yīng)和壓電振蕩：機(jī)械變形和電場(chǎng)的關(guān)系,固有頻率只決定于其幾何尺寸，故非常穩(wěn)定。,感性,一般LC選頻網(wǎng)絡(luò)的Q為幾百，石英晶體的Q可達(dá)104106；前