LC正弦波振荡电路课件.ppt

9 3LC正弦波振荡电路 主要用于高频信号的产生 1M赫兹以上 一 LC并联谐振回路的选频特性 阻性 LC并联谐振特点 谐振时 总路电流很小 支路电流很大 电感与电容的无功功率互相补偿 电路呈阻性 用于选频电路 R为电感线圈中的电阻 等效损耗电阻 当时 电路谐振 为谐振频率 谐振时 阻抗最大 且为纯阻性 同时有 即 并联谐振回路 Q为谐振回路的品质因数 Q值越大 曲线越陡越窄 选频特性越好 图中Q1 Q2 并联谐振阻抗为Z0 谐振时LC并联谐振电路相当一个电阻 LC并联谐振回路的幅频特性曲线 LC谐振回路选频放大电路 当f f0时 电压放大倍数的数值最大且附加相移为0 对于其它频率的信号 放大倍数不仅数值小 且有附加相移 若在电路中引入正反馈 并用反馈电压取代输入电压 则电路构成正弦波振荡电路 LC正弦波振荡电路的类型 类型 变压器反馈式 电感反馈式 电容反馈式 说明 振荡频率较高 放大电路采用分立元件电路 可以是共射和共基电路 互感线圈的极性判别 磁棒 初级线圈 次级线圈 同极性端 C L R u i 反馈信号通过互感线圈引出 二 变压器反馈式LC振荡电路 工作原理 满足相位条件 振荡频率 判断是否是正反馈 用瞬时极性法判断 虽然波形出现了失真 但由于LC谐振电路的Q值很高 选频特性好 所以仍能选出 0的正弦波信号 1 电路结构 2 相位平衡条件 3 幅值平衡条件 4 稳幅 5 选频 定性分析 放大电路 共射放大电路选频网络 LC谐振回路正反馈网络 变压器稳幅环节 器件非线性 电路分析 电路为典型的分压式偏置电路 可以设置合适的静态工作点 交流信号能够正常传递 电路可以正常放大 利用瞬时极性法 可以判断电路满足相位平衡条件 合理选择变压器原 副边线圈的匝数及其他电路参数 电路容易满足幅值平衡条件 振荡频率 反馈 满足相位平衡条件 满足相位平衡条件 反馈 正反馈 振荡频率 uo 三 三点式LC振荡电路 电容三点式电感三点式 A 若中间点交流接地 则首端与尾端相位相反 三点的相位关系 B 若首端或尾端交流接地 则其他两端相位相同 三点式电路的瞬时极性判断 中心抽头交流接地 另一端交流接地 电容三点式 电感三点式 震荡频率 1 电容三点式LC振荡电路 振荡频率 2019 12 20 14 可编辑 2019 12 20 15 可编辑 若三点式变为左图电路 则电路是否还是三点式 瞬时极性如何变化 能否震荡 稳定振荡频率的措施 若要振荡频率高 则L C1 C2的取值就要小 当电容减小到一定程度 晶体管的极间电容将并联在C1和C2上 影响振荡频率 改进见图 改进选频网络 加很小的C 特点 波形好 振荡频率调整范围小 适用于频率固定的场合 采用共基放大电路的电容反馈式振荡电路 共基电路频带宽 振荡频率高 2 电感三点式LC振荡电路 振荡频率 特点 耦合紧密 易振 振幅大 C用可调电容可获得较宽范围的振荡频率 波形较差 常含有高次谐波 例 试判断下图所示三点式振荡电路是否满足相位平衡条件 a b Q值越高 选频特性越好 频率越稳定 1 频率稳定问题 频率稳定度一般由来衡量 频率偏移量 振荡频率 LC振荡电路Q 数百 石英晶体振荡电路Q 10000 500000 四 石英晶体振荡电路 2 石英晶体基本特性 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 等效电路 1 串联谐振 频率特性 晶体等效阻抗为纯阻性 2 并联谐振 通常 所以 3 石英晶体的等效电路与频率特性 实际使用时外接一小电容Cs 则新的谐振频率为 由于 由此看出 调整 利用石英晶体的高品质因数的特点 构成LC振荡电路 1 并联型石英晶体振荡器 石英晶体工作在fs与fp之间 相当一个大电感 与C1 C2组成电容三点式振荡器 由于石英晶体的Q值很高 可达到几千以上 所示电路可以获得很高的振荡频率稳定性 2 石英晶体正弦波振荡电路 1 并联型 2 串联型 串联型晶体振荡电路结构如图所示 将石英晶体串联在正反馈支路中 只有当振荡频率时 石英晶体呈电阻性 阻抗最小 而且正反馈最强 相移为零 电路满足相位