3.1_反馈振荡器的工作原理ppt课件

第三章正弦波振荡器，概述，3.1反馈振荡器的工作原理，3.2LC正弦波振荡器，3.3LC振荡器的频率稳定性，3.4晶体振荡器，3.5RC正弦波振荡器，3.6负电阻正弦波振荡器，3.7寄生振动，间歇振荡和频率占用，1，1 描述了2，描述了将DC转换为具有特定波形、特定频率和一定振幅的交变能量电路的自激振荡器，而没有额外的激励信号。振荡器分类：波形：正弦波振荡器和非正弦波振荡器，工作方式：负电阻振荡器和反馈振荡器，频率选择网络中使用的组件：LC振荡器，RC振荡器和晶体振荡器类型，3，概述，第一，在功率方面与功率放大器相比较，1。功率放大器，将直流电源的直流能量转换为按照信号规律的交变能量。特征：被动输入信号控制，2 .将正弦波振荡器、直流能量转换为频率和振幅特定正弦交流能量。特性：自动，不需要输入信号控制。4，2，正弦波振荡器应用程序，1 .信号源(本章介绍)，载波信号：无线发射器；本振信号：超级外差接收机；正弦波信号源：电子测量设备；时钟信号：数字系统。要求：振动频率和振幅的准确性和稳定性。2 .正弦交变能量(本章未说明)，用途：高频加热装置和医用电疗仪器的正弦交变能量。要求：充足的电源，高效。5，实际反馈振荡器是从反馈放大器演化而来的，如右图所示。开关k拨号为“1”时，可以调整回路，输入信号为正弦文件时，放大器输出负载互感耦合变压器L2的电压为VF，可以调整互感m和同名端以及回路参数以生成vi=vf。此时，如果将开关k快速拨号到点“2”，则收集器电路和基准电路都保持开关k接收到点“1”时的状态，并且始终保持与VI频率相同的正弦信号。此时调谐放大器成为磁振器。L2，6，7，电源开关关闭的瞬间，电流的跳跃在集电极LC振荡电路中引起振动。频率选择网络带宽非常窄，在电路两端产生正弦波电压VO，通过互感耦合变压器反馈到基本电路。这就是这里的信号。起始振荡信号很弱，但由于持续扩大-频率选择-反馈-再次扩大等多个周期，与振动电路固有频率相同的自激振荡从小到大。由于晶体管特性的非线性，振幅自动稳定在一定振幅。因此，振动的宽度不会无限大。8，2。在相同的连续振动条件下，开机时，应在没有振荡电压的情况下通过逐渐增长的过程。进入均衡状态时，振荡电压的振幅和频率必须能保持在相应的均衡值。外部条件不稳定的时候，没有急剧的变化或振动停止，振幅和频率要稳定。闭合环成为反馈振荡器的三个条件。振动条件通电后，无可能产生振荡。平衡条件进入平衡状态后，输出等振幅的持续振动是可能的。稳定条件平衡状态不被外部不稳定的影响破坏。9，要产生基本配置、稳定正弦振动，振荡器必须满足振荡、平衡、稳定三个条件。1 .配置，可变增益放大器提供了随着输入电压的增加而减少其增益的充分增益。相移网络具有负梯度变化的相位频率特性，为环路提供适当的相移，并保证谐振频率下的相移为2n。，10，第三章正弦波振荡器，3.1反馈振荡器的工作原理，3.1.1平衡和振动条件，3.1.2稳定条件，11，3.1.1平衡和振动条件，1，启动条件，1。分析，刚开机时，有宽光谱的电路的电气扰动(电流突变或管，电路固有噪声)。谐振电路的频率选择功能，仅在每个频率是osc的组件(OSC)的情况下，才能在谐振电路的两端产生更大的电压。变压器正确缠绕后，保证反馈信号与输入信号相同，通过放大和反馈的循环，振荡电压的振幅继续增大。2 .振动条件，(1)振幅振动条件，循环增益，12，(2)相位振动条件的物理意义：振幅振动条件要求反馈电压振幅VF一次至少大一次，相位振动条件要求循环保持正反馈。t (OSC)=a (OSC) f (OSC)=2n (n=0，1，2，)，2，平衡条件，1。分析，主网络是正弦振荡电压，每个频率是。需要的输入电压没有额外的输入电压，全部以反馈电压提供。13，2。由平衡条件，即：振幅平衡条件：循环增益的模式t (OSC)=1，相位平衡条件：循环增益的相位角，t (OSC)=2n (n=0，1，2，)讨论，反馈振荡器必须同时满足振动条件和平衡条件：振动时t (OSC) 1，Vi迅速增加；之后，t (OSC)下降，Vi增长速度减慢； t (OSC)=1时，Vi停止增长，振荡器进入平衡状态，在相应的平衡振幅ViA中保持等角振动。环路增益特性如图3-1-3所示。14，环增益的相位角t (OSC)必须保持在2n。平衡条件更多地使用放大器的非线性实现。示例：变压器耦合反馈振荡器：刚开机时Vi小，放大器作为小信号，增益大，其t (OSC)大于1的水平线。当Vi增加到一定值时，放大器作为大信号工作，放大特性由于非线性而随着Vi的增加，放大器的增益减少，相应地，t (OSC)也随着Vi的增加而减少。满足t (OSC)要求的振动和平衡条件。15，3.1.2稳定条件，1，问题的建议，1。振荡电路有干扰，外部：电源电压、温度、湿度的变化导致了电子管和电路参数的变化。内部：固有噪音(启动时原始输入电压，因输入电压重叠而产生的平衡)。导致t (OSC)和t (OSC)的变更，并破坏平衡条件。2 .干涉对平衡状态的影响(两种)，通过放大和反馈的迭代循环：振荡器离开原始平衡状态，停止或转向新的平衡状态。原始平衡状态不稳定，必须避免。16，振荡器倾向于返回平衡状态。干扰消失后，可以回到平衡状态。原始平衡状态稳定。要讨论稳定条件，振荡器的平衡状态才能稳定。第二，还满足振幅稳定性条件、图3-1-3所示的环路增益特性、振幅稳定性条件。1 .稳定过程，17，2。如果回路增益具有两个平衡点，则振荡器具有两个平衡点a和b，如图3-1-3，图3-1-5所示。其中a稳定，b点稳定吗？分析：启用ViViB后，t (OSC)将增加，Vi将远离平衡b。最后到达平衡点a。这种振荡器不符合振幅振荡条件，产生增加的电冲击，产生大于ViB的起始扰动电压，才能进入平衡点a，产生持续的等角振荡。18，硬激发：冲击振动的方法。软励磁：开机自动进入稳定平衡状态的方法。3 .振幅稳定条件，可见，为了稳定平衡点，t (OSC)必须具有ViA附近随Vi增量减少(负梯度变化)的特性。也就是说，倾斜越陡，Vi中的变化引起的t (OSC)变化越大，系统返回正常状态的时间就越短，调整能力就越强。在非线性状态下工作的活动装置(晶体管、管等)具有此性能，具有稳定振幅的功能。，19，3，必须强调相位(频率)稳定性条件在相位稳定性条件和频率稳定性条件方面本质上相同。振动的每个频率都是相位的变化率，因此如果振荡器的相位发生变化，频率也会发生变化。由于某种原因，相位平衡受损，导致较小的相位增加。也就是说，反馈电压先于原始输入电压的一相角度，相位超前，周期缩短，频率持续增加。相反，如果是负值，则落后于原始输入电压，频率继续降低。在上述分析中，可以看出，由外界引起的相位变化与频率的关系，由相位先行引起的频率增加、由相位延迟引起的频率减少、由相位延迟引起的频率变化关系为20、相位稳定条件、斜率陡时稳定性更敏感。图3-1-6，要使振荡器相位平衡点保持稳定，振荡器本身必须能够恢复相位平衡。也就是说，在振荡频率变化的同时，振荡电路可以产生新的相位变化，以抵消外部原因引起的变化，因此，这两个符号必须相反。即，相位稳定性条件为21，5，使用自偏置确保振荡器可以自振，并将放大器从a类工作状态切换到c类工作状态。根据振荡器的振动条件，可概括如下：1、振幅平衡条件是反馈电压振幅等于输入电压振幅。根据振幅平衡条件，可以确定振动振幅的大小，研究振幅的稳定性。2，相位平衡条件是反馈电压等于输入电压，即正反馈。根据相位平衡条件，可以确定振荡器的工作频率和频率的稳定性。3，振荡振幅的稳定性是器件的非线性保证，因此振荡器是非线性电路。4，振荡频率的稳定性由相位频率特性斜率为负的网络保证。振荡器的配置必须包括放大器和反馈网络，以便执行频率选择、频率稳定、振幅稳定功能。22，4。例如，说明变压器耦合振荡电路满足相位平衡条件。t()包含两部分。(1)输入电压的放大器输出电压的相移a()，(2)反馈网络反馈电压对的相移f()，即t ()=a