电子技术基础与技能助教课件第4章正弦波振荡电路

1、第第4章章 正弦波振荡电路正弦波振荡电路 知识目标知识目标 1. 掌握正弦波振荡电路的组成框图及类型。掌握正弦波振荡电路的组成框图及类型。 2. 理解振荡器的工作原理和条件。理解振荡器的工作原理和条件。 3. 能识读能识读LC振荡器、振荡器、RC桥式振荡器、石英晶体振荡器桥式振荡器、石英晶体振荡器 的电路图，能估算振荡频率。的电路图，能估算振荡频率。 技能目标技能目标 1学会安装、调试振荡器。学会安装、调试振荡器。 2会用示波器观测振荡波形，会用频率计测量振荡频率。会用示波器观测振荡波形，会用频率计测量振荡频率。 4.1 振荡电路概述振荡电路概述 4.1.1 正弦波振荡电路的组成与分类正弦波振

2、荡电路的组成与分类 正弦波振荡电路的组成正弦波振荡电路的组成 图4-2 正弦波振荡电路框图 正弦波振荡电路的分类正弦波振荡电路的分类 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路 利用电阻和电容组成选频电路的振荡电路，一般用来利用电阻和电容组成选频电路的振荡电路，一般用来 产生频率在几赫兹至几百千赫兹的正弦波信号。产生频率在几赫兹至几百千赫兹的正弦波信号。 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路 利用电感和电容组成选频网络的振荡电路，一般用来利用电感和电容组成选频网络的振荡电路，一般用来 产生几百千赫兹以上的正弦波信号。产生几百千赫兹以上的正弦波信号。 石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路 石英晶体振荡频率非常稳定

3、，一般用来产生频率在几石英晶体振荡频率非常稳定，一般用来产生频率在几 十千赫兹以上的正弦波信号。十千赫兹以上的正弦波信号。 4.1.2 4.1.2 自激振荡的条件自激振荡的条件 【自激振荡条件】【自激振荡条件】 自激振荡必须满足自激振荡必须满足相位平衡条件相位平衡条件 和幅度平衡条件和幅度平衡条件。 【相位平衡条件】【相位平衡条件】 指放大器的反馈信号指放大器的反馈信号x xf f必须与输必须与输 入信号入信号x xi i同相位，即两者的相位差是同相位，即两者的相位差是2 2的整数倍。即的整数倍。即 ( (n n=1,2,3,=1,2,3,) ) 【幅度平衡条件】指反馈信号的幅度满足一定的数值

4、，【幅度平衡条件】指反馈信号的幅度满足一定的数值， 才能补偿振荡中的能量损耗。才能补偿振荡中的能量损耗。在振荡建立的初期，反在振荡建立的初期，反 馈信号馈信号x xf f应大于输入信号应大于输入信号x xi i，使振荡逐渐增强，振幅，使振荡逐渐增强，振幅 越来越大，最后趋于稳定越来越大，最后趋于稳定。即使达到稳定状态，其反。即使达到稳定状态，其反 馈信号也不能小于原输入信号，才能保持等幅振荡。馈信号也不能小于原输入信号，才能保持等幅振荡。 2n 4.2 常见正弦波振荡电路及应用常见正弦波振荡电路及应用 4.2.1 RC4.2.1 RC振荡电路振荡电路 1.1.文氏桥振荡电路如图文氏桥振荡电路如

5、图4-34-3所示。所示。 图图4-3 4-3 文氏桥振荡电路文氏桥振荡电路 文氏桥振荡电路文氏桥振荡电路 R R1 1C C1 1和和R R2 2C C2 2串并联构成选频网络，其中间节点连接到串并联构成选频网络，其中间节点连接到 运算放大器的同相输入端，运算放大器的输出端连接运算放大器的同相输入端，运算放大器的输出端连接 R R1 1，引入正反馈；输出电压的一部分通过反馈网络，引入正反馈；输出电压的一部分通过反馈网络R Rf f ， 反馈回放大器的输入端，形成电压串联负反馈，反馈回放大器的输入端，形成电压串联负反馈，R Rf f和和 R Ri i构成稳幅电路。构成稳幅电路。 理论和实践证明

6、，当理论和实践证明，当R R1 1= R= R2 2= R= R，C C1 1= C= C1 1= C= C时，时，RCRC串、串、 并联选频回路的选频频率为并联选频回路的选频频率为 RC f 2 1 0 2. RC2. RC移相式振荡电路移相式振荡电路 图图4-94-9所示为所示为RCRC移相式振荡电路。移相式振荡电路。 图图4-8 4-8 RCRC移相式振荡电路移相式振荡电路 RCRC移相式振荡器的振荡频率为移相式振荡器的振荡频率为 RC f 2 6 o 4.2.2 LC4.2.2 LC振荡电路振荡电路 1.1.LCLC并联谐振的选频特性并联谐振的选频特性 振荡频率为振荡频率为LCLC回路

7、的固有频率回路的固有频率 2.2.变压器反馈式变压器反馈式LCLC振荡电路振荡电路 图图4-11 4-11 变压器反馈式变压器反馈式LCLC振荡电路振荡电路 LC f 2 1 o 3.电感三点式电感三点式LC振荡电路振荡电路 图图4-12所示为电感三点式所示为电感三点式LC振荡电路振荡电路。 a) b) 图图4-12 电感三点式电感三点式LC振荡电路振荡电路 a)晶体管放大电路组成晶体管放大电路组成 b)运算放大器组成运算放大器组成 3.电容三点式电容三点式LC振荡电路振荡电路 图图4-13所示为电容三点式所示为电容三点式LC振荡电路振荡电路。 a) b) 图图4-13 电容三点式电容三点式L

8、C振荡电路振荡电路 a)晶体管放大电路组成晶体管放大电路组成 b)运算放大器组成运算放大器组成 4.2.3 石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路 振荡频率振荡频率f基本只取决于石英晶体的固有频率基本只取决于石英晶体的固有频率fs，故，故 其频率稳定度极高。谐振频率近似为其频率稳定度极高。谐振频率近似为 LC f 2 1 s 小小 结结 正弦波振荡电路由放大、选频、正反馈及稳幅四部分正弦波振荡电路由放大、选频、正反馈及稳幅四部分 组成。产生振荡的条件是：振幅平衡条件和相位平衡组成。产生振荡的条件是：振幅平衡条件和相位平衡 条件。条件。 RC振荡器频率较低，常采用的是振荡器频率较低，常采用的是RC桥式振荡器，当桥式振荡器，当 R1R2，C1C2=C时，其振荡频率时，其振荡频率 为为 。 LC正弦波振荡器可产生很高的振荡频率，常采用的正弦波振荡器可产生很高的振荡频率，常采用的 是是LC变压器反馈式、电感三点式、电容三点式振荡器，变压器反馈式、电感三点式、电容三点式振荡器， 其振荡频率由其振荡频率由LC谐振