正弦波振蕩器(采用)

1、第第8 8章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器8.1 8.1 自激振蕩自激振蕩基本放大基本放大電路電路AodX oX 反饋電路反饋電路FfX iX +fidXXX 改成正反饋改成正反饋正反饋電路才能正反饋電路才能產(chǎn)生自激振蕩產(chǎn)生自激振蕩8.1.1 8.1.1 產(chǎn)生自激振蕩的條件產(chǎn)生自激振蕩的條件如果：如果：ifXXk閉合閉合,去掉去掉,Xi仍有信號輸出。仍有信號輸出?；痉糯蠡痉糯箅娐冯娐稟odX oX 反饋電路反饋電路FfX iX +k基本放大基本放大電路電路AodX oX 反饋電路反饋電路FfX 反饋信號代替了放大電路的輸入信號反饋信號代替了放大電路的輸入信號dfXXOfXFX00dAXX1F

2、A0自激振蕩條件自激振蕩條件自激振蕩的正弦波頻率必須一定，也就自激振蕩的正弦波頻率必須一定，也就是說在放大、反饋回路中應該有選頻作用，是說在放大、反饋回路中應該有選頻作用，將不要的頻率抑制。將不要的頻率抑制。所以將放大倍數(shù)和反饋系數(shù)寫成：所以將放大倍數(shù)和反饋系數(shù)寫成：)(F)(A 、自激振蕩的條件：自激振蕩的條件：1)(F)(A AA)(A FF)(F 自激振蕩條件可以寫成：自激振蕩條件可以寫成：（1）振幅條件：）振幅條件：1AF （2）相位條件：）相位條件： n2FAn是整數(shù)是整數(shù)相位條件相位條件意味著振蕩電路是正反饋，意味著振蕩電路是正反饋，振幅條件振幅條件可以通過調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)達

3、到?？梢酝ㄟ^調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)達到。8.1.28.1.2起振條件和穩(wěn)幅原理起振條件和穩(wěn)幅原理起振條件：起振條件：結(jié)果：產(chǎn)生增幅振蕩結(jié)果：產(chǎn)生增幅振蕩1|FA（略大于）（略大于）穩(wěn)幅過程：穩(wěn)幅過程：起振時，起振時，1|FA穩(wěn)定振蕩時，穩(wěn)定振蕩時，1|FA1 1、被動：器件非線性、被動：器件非線性2 2、主動：在反饋網(wǎng)絡(luò)中加入非線性穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，用以、主動：在反饋網(wǎng)絡(luò)中加入非線性穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，用以調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)放大電路的放大電路的增益增益穩(wěn)幅措施：穩(wěn)幅措施：起振過程起振過程Xdof基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FXX1.1.放大電路放大電路2.2.正反饋網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)3.3.選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)只對一個

4、頻率滿足振蕩條件，從而只對一個頻率滿足振蕩條件，從而獲得單一頻率的正弦波輸出。獲得單一頻率的正弦波輸出。 常用的選頻網(wǎng)絡(luò)有常用的選頻網(wǎng)絡(luò)有RC選頻選頻和和LC選頻選頻4.4.穩(wěn)幅環(huán)節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)使電路易于起振又能穩(wěn)定振蕩，波使電路易于起振又能穩(wěn)定振蕩，波形失真小。形失真小。8.1.38.1.3正弦波振蕩器的一般組成正弦波振蕩器的一般組成_+ + RFuoRCRCR18.2 RC8.2 RC振蕩電路振蕩電路RC選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)同相比例運算電路同相比例運算電路8.2.1 8.2.1 RCRC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性( (文氏橋選頻電路文氏橋選頻電路) )R1C1 串聯(lián)阻抗：串聯(lián)阻抗：

5、)j/1 (111CRZ222222j1 )j/1/(CRRCRZR2C2 并聯(lián)阻抗：并聯(lián)阻抗：R1C1R2C2OUfU)1j()1(1j1j1j11221211222211222CRCRRRCCCRRCRCRRF 通常，取通常，取R1R2R，C1C2C，則有：，則有：)j(3100 F式中：式中：RC10 可見：當可見：當 時，時， F最大，且最大，且 =0RC10F Fmax=1/3RCff210只有當只有當時，時，uo和和ui同相且同相且31UUUUFOfOi1FiOuRR1UUA當當 1F2RR 時，時，1FAu3Au8.2.2RC橋式振蕩器的工作原理橋式振蕩器的工作原理輸出正弦波頻率

6、輸出正弦波頻率：RCf2100A在在 f0 處處,0F滿足相位條件：滿足相位條件：0FAAF=131FA=3振幅條件：振幅條件：uRf1RRRCCufA+o11fRRA1f2RR 引入負反饋：引入負反饋：_+ + RTuoRCRCR1t uotRtA半導體熱敏電阻半導體熱敏電阻能自動穩(wěn)幅的振蕩電路能自動穩(wěn)幅的振蕩電路起振時起振時R Rt t較大較大 使使A A3,3,易起振。易起振。當當u uo o幅度自激幅度自激增長時，增長時， R Rt t減減小，小，A A減小。減小。 當當u uo o幅度達某幅度達某一值時，一值時， A A33。 當當u uo o進一步增進一步增大時，大時， R RT

7、T再減再減小小 , ,使使A A33。 因此因此u uo o幅度自幅度自動穩(wěn)定于某一動穩(wěn)定于某一幅值。幅值。輸出頻率的調(diào)整輸出頻率的調(diào)整_+ + RFuoRCCRK2K1R1R1R2R2R3R3K1K1：開關(guān)，切換：開關(guān)，切換R R，用于粗調(diào)振蕩頻率。用于粗調(diào)振蕩頻率。C：可調(diào)電容，改變：可調(diào)電容，改變C，用于細調(diào)振蕩頻率。，用于細調(diào)振蕩頻率。振蕩頻率振蕩頻率RCf2108.3 LC振蕩電路振蕩電路LC振蕩電路的選頻電路由電感和電容構(gòu)振蕩電路的選頻電路由電感和電容構(gòu)成，可以產(chǎn)生高頻振蕩。由于高頻運放價格成，可以產(chǎn)生高頻振蕩。由于高頻運放價格較高，所以一般用分立元件組成放大電路。較高，所以一般用

8、分立元件組成放大電路。+UCCCC1LRLRB1RB2LiRECEui+-uf-+ibBEC+UCCLiL8.3.1 8.3.1 LCLC振蕩電路振蕩電路一一. . LCLC并聯(lián)諧振回路的選頻特性并聯(lián)諧振回路的選頻特性諧振時回路電流比總電流大的多，電感與電容的諧振時回路電流比總電流大的多，電感與電容的無功功率互相補償，電路呈阻性。無功功率互相補償，電路呈阻性。R為電感和回路中的損耗電阻為電感和回路中的損耗電阻LC10當當 時，時，并聯(lián)諧振。并聯(lián)諧振。諧振時，電路呈阻性諧振時，電路呈阻性-+LCRiCiLiu1234初級線圈初級線圈次級線圈次級線圈同名端同名端1234+ 在在LC振蕩器中，反饋信

9、號通振蕩器中，反饋信號通過互感線圈引出過互感線圈引出-+uiLCfu二二. . 互感線圈的極性判別互感線圈的極性判別判斷是否是滿足判斷是否是滿足相位條件相位條件正正反饋反饋+ccVRb1Rb2eRUfCbo1L2LCU 斷開反饋到放大斷開反饋到放大器的輸入端點，假設(shè)器的輸入端點，假設(shè)在輸入端加入一正極在輸入端加入一正極性的信號，用瞬時極性的信號，用瞬時極性法判定反饋信號的性法判定反饋信號的極性。若反饋信號與極性。若反饋信號與輸入信號同相，則滿輸入信號同相，則滿足相位條件；否則不足相位條件；否則不滿足。滿足。(+)(-)(+)(+)FAu +UCCCC1LRLRB1RB2LiRECEui+-uf-+ib 仍然由仍然由LC并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)8.3.2 8.3.2 三點式三點式LC振蕩電路振蕩電路uf與與uo反相反相uuCLL12fouuo1LC2Lfuf與與uo同相同相電感三點式：電感三點式：電容三點式：電容三點式：uuf2