正弦波振荡器学习课件
93页1、第四章第四章 正弦波振荡器正弦波振荡器4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 反馈式振荡器的基本工作原理反馈式振荡器的基本工作原理4.3 4.3 LCLC正弦振荡电路正弦振荡电路 4.3.14.3.1互感反馈振荡器互感反馈振荡器 4.3.2 4.3.2 三点式振荡电路三点式振荡电路 4.3.3 4.3.3 改进型电容三点式振荡电路改进型电容三点式振荡电路4.4 4.4 石英晶体振荡器石英晶体振荡器补充补充 RCRC振荡器振荡器本章小结本章小结高频电子线路高频电子线路第四章第四章 正弦波振荡器正弦波振荡器4.1 概述概述一、振荡器与放大器的区别一、振荡器与放大器的区别w放大器:对外加的激励信号进行不失真的放大器:对外加的激励信号进行不失真的放大。放大。w振荡器:不需外加激励信号,靠电路本身振荡器:不需外加激励信号,靠电路本身产生具有一定频率、波形和幅度的交流信产生具有一定频率、波形和幅度的交流信号。号。二、振荡器的分类二、振荡器的分类 按振荡原理分按振荡原理分 反馈式振荡器:反馈式振荡器:依靠外加正反馈而得到依靠外加正反馈而得到的自激振荡。的自激振荡。RC低频振荡器低频振荡器 LC高频振
2、荡器高频振荡器 负阻式振荡器负阻式振荡器二、振荡器的分类二、振荡器的分类 按振荡的波形分按振荡的波形分 正弦波振荡器正弦波振荡器 非正弦波振荡器非正弦波振荡器三、本章主要内容三、本章主要内容w反馈式振荡器的工作原理反馈式振荡器的工作原理w对基本振荡器电路以及几种典型振荡电路对基本振荡器电路以及几种典型振荡电路进行分析进行分析高频电子线路高频电子线路第四章第四章 正弦波振荡器正弦波振荡器4.2 反馈式振荡器的基本工作原理反馈式振荡器的基本工作原理一、从调谐放大到自激振荡一、从调谐放大到自激振荡 调谐放大器分析调谐放大器分析 反馈式振荡器可以看成是由调谐放大器反馈式振荡器可以看成是由调谐放大器演变而来。演变而来。二、反馈式振荡器的组成二、反馈式振荡器的组成w反馈振荡器的基本原理就是利用正反馈方反馈振荡器的基本原理就是利用正反馈方法来获得等幅的正弦振荡。法来获得等幅的正弦振荡。w反馈振荡器是由主网络和反馈网络组成的反馈振荡器是由主网络和反馈网络组成的一个闭合环路。一个闭合环路。二、反馈式振荡器的组成二、反馈式振荡器的组成二、反馈式振荡器的组成二、反馈式振荡器的组成w主网络一般由放大器和选频网
3、络组成(可主网络一般由放大器和选频网络组成(可以看成为一个调谐放大器),反馈网络一以看成为一个调谐放大器),反馈网络一般由无源器件组成。般由无源器件组成。二、反馈式振荡器的组成二、反馈式振荡器的组成三、自激振荡的平衡条件三、自激振荡的平衡条件 相位平衡条件相位平衡条件 UF和和Ui同同相,即相,即=2n 振幅平衡条件振幅平衡条件 UF=Ui,即即AuFu=1(即环路增益即环路增益T(jw)=1)四、起振过程和起振条件四、起振过程和起振条件w起振起振过程:在刚接通电源时,电路中存在过程:在刚接通电源时,电路中存在各种电子的扰动,比如接通电源瞬间引起各种电子的扰动,比如接通电源瞬间引起的电流突变,电路中的热噪声等等,这些的电流突变,电路中的热噪声等等,这些扰动均具有很宽的频谱,包含着各种频率扰动均具有很宽的频谱,包含着各种频率分量。由于选频网络是由分量。由于选频网络是由Q值极高的值极高的LC并并联谐振回路组成带宽极窄,这些扰动中只联谐振回路组成带宽极窄,这些扰动中只有角频率为谐振角频率的分量才能通过反有角频率为谐振角频率的分量才能通过反馈产生较大的反馈电压。馈产生较大的反馈电压。四、起振过
4、程和起振条件四、起振过程和起振条件w若反馈电压与输入电压同相且具有更大的若反馈电压与输入电压同相且具有更大的振幅,则经过线性放大和反馈的不断循环,振幅,则经过线性放大和反馈的不断循环,振荡电压振幅就会不断增大。振荡电压振幅就会不断增大。w起起振振条件条件 相位起振条件相位起振条件 UF和和Ui同同相,即相,即=2n 振幅起振条件振幅起振条件 UFUi,即即AuFu1 (即环路增益即环路增益T(jw)1)互感互感反馈振荡电路反馈振荡电路自激自激振荡的建立过程振荡的建立过程自激自激振荡器的平衡过程振荡器的平衡过程w为为便于起振,必须给晶体管加较大的正向便于起振,必须给晶体管加较大的正向偏置,使放大器偏置,使放大器开始时工作在甲类工作状开始时工作在甲类工作状态态,随着振幅的增大随着振幅的增大,放大器由放大区进放大器由放大区进入饱和区或截止区入饱和区或截止区,工作于非线性的丙类工作于非线性的丙类状态状态,其增益逐渐下降。当增益下降到反,其增益逐渐下降。当增益下降到反馈电压等于输入电压时,振幅的增长过程馈电压等于输入电压时,振幅的增长过程将停止,振荡器达到平衡,进入等幅振荡将停止,振荡器达到平衡
5、,进入等幅振荡状态。状态。五、平衡状态的稳定性和稳定条件五、平衡状态的稳定性和稳定条件 振幅平衡稳定条件振幅平衡稳定条件 振幅平衡稳定条件振幅平衡稳定条件w振幅的稳定条件是振幅的稳定条件是:在平衡点曲线在平衡点曲线Au Ubem斜率为负,即斜率为负,即 dAu/dUbem|Au=(1/Fu)0或或dT(jw)/dU|Ubem=UQ0 相位平衡稳定条件相位平衡稳定条件 相位平衡稳定条件相位平衡稳定条件 相位稳定平衡的条件是:在平衡点,相位稳定平衡的条件是:在平衡点,f曲线的斜率为负,即曲线的斜率为负,即 d/df|f=f00 高频电子线路高频电子线路第四章第四章 正弦波振荡器正弦波振荡器4.3 LC正弦振荡电路正弦振荡电路4.3.1互感反馈振荡器互感反馈振荡器一、振荡器的频率稳定度一、振荡器的频率稳定度w反馈振荡器如满足起振、平衡、稳定三个反馈振荡器如满足起振、平衡、稳定三个条件,就能够产生等幅持续的振荡波形。条件,就能够产生等幅持续的振荡波形。当受到不稳定因素影响时,振荡器的相位当受到不稳定因素影响时,振荡器的相位或振荡频率可能发生些微小变化,虽然能或振荡频率可能发生些微小变化,虽然能
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