模拟电子技术(西电第三版)第6章 振荡器ppt课件

1、1 1实训6RC音频振荡器6.1振荡的根本概念6.2RC振荡器6.3LC振荡电路第6章 振 荡 器2 2实训6RC音频振荡器(一) 实训目的(1) 了解RC振荡器的电路组成与任务原理。(2) 学习对振荡电路参数的丈量。(3) 察看RC振荡器稳幅电路的作用。(4) 经过实训，对振荡器有个初步了解，为后面的实际学习打下根底。3 3(二) 预习要求(1) 预习RC振荡器的任务原理，以及电路中各元件的作用。(2) 阅读本实训的全部内容。(3) 预习示波器、电子毫伏表的运用方法。(4) 设计记录实训数据的表格。4 4(三) 实训原理实训电路照实图6.1所示。5 5实图6.1RC音频振荡器6 6(四) 实

2、训内容(1) 按实图6.1接线，检查无误后，接通电源。(2) 丈量振荡频率。用示波器察看uo，同时调理电位器RP，至uo为不失真的正弦波。在示波器上丈量uo的频率(或由周期算出频率)。(3) 将R改为100 k，重做第(1)、(2)步内容。(4) 察看二极管的稳幅作用。断开VD1、VD2，看uo波形有何变化。假设无明显变化，可调理RP，配合VD1、VD2的接入与断开，反复察看波形变化。7 7(5) 察看并分析负反响的作用。调理RP使uo变化。用示波器监视波形，坚持波形为正弦波不失真。用电子毫伏表测试uo有效值Uo的最大、中间及最小值，同时测出相应的RP的值。分析振荡器的输出电压与负反响强弱的关

3、系。8 8(五) 实训报告(1) 将所测振荡频率与实际计算值进展比较。(2) 分析实训结果，总结产生振荡的条件。(3) 总结振荡电路的特点。9 9(六) 思索题(1) 找出实训电路中的正反响支路、负反响支路。它们在振荡电路中各起什么作用？(2) RC串并联振荡电路的振荡频率由哪些参数决议？(3) 假设调理RP使负反响过强，电路会停振。那么，该电路的起振条件是什么？上述思索题，他能够暂时不能完全回答，后面的实际学习将会帮他处理。10 106.1振荡的根本概念6.1.1振荡的根本概念在实训6中，我们察看到RC音频振荡器与前面讲的放大器不同。放大器在没有输入信号情况下就没有输出信号，而振荡器是在没有

4、输入信号的情况下，仍有一定频率和幅值的输出信号，这种景象称为放大器的自激振荡。这种自激振荡在放大器中是不希望的，它会使放大器不能正常任务。 11 116.1.2振荡条件及振荡电路的组成1. 振荡条件振荡电路的方框图如图6.1.1所示，是放大电路的电压放大倍数，是反响电路的反响参数。由于振荡电路不需求外界输入信号，因此反响信号就是放大电路的输入信号，就是放大电路的输出信号。AFfXoXidX12 12图6.1.1振荡电路方框图13 13且有 (6.1.1) (6.1.2)当 (6.1.3) 14 141) 幅值平衡条件即放大倍数与反响系数乘积的模为1。在自激振荡开场时，随着振荡的建立，也随着降低

5、，最后到达时，振荡幅度便不再增大，而稳定在某一振荡振幅。从是振荡建立的过程。15 152) 相位平衡条件 反响电压uf和输入电压uid要同相，即放大电路的相移jA与反响网络的相移jF之和为2n，其中n是整数。 (6.1.4)16 162. 振荡电路的组成最简单的振荡电路照实图6.1所示，从此振荡器可看出，振荡器普通由四部分组成。1) 放大电路2) 反响网络3) 选频网络4) 稳幅电路17 176.2RC 振 荡 器RC振荡器普通任务在低频范围，特别是几百千赫兹以下的低频段，常采用RC正弦波振荡器。常用的RC振荡器有RC移相振荡器和RC桥式振荡器。6.2.1 RC移相振荡器1. 电路的组成图6.

6、2.1是采用三级RC超前移相电路组成的RC移相振荡器。 18 18图6.2.1RC移相式振荡电路19 192. 振荡频率和起振条件 在图6.2.1所示电路中，假设把a点断开，它的交流等效电路如图6.2.2(a)所示，为了计算，把图6.2.2(a)画成图6.2.2(b)的等效电压源方式。FA2020图6.2.2RC移相振荡电路等效电路21 21当rbeRb1Rb2时，要使RC振荡电路产生自激振荡，应满足: (6.2.1)2222取C1=C2=C3=C，R1=R2=RC=R，列出图6.2.2(b)电路中 的回路方程：式中2323解得当2424上式两边相等，那么：实部相等 (6.2.2)虚部相等 (

7、6.2.3)2525得出 (6.2.4) (6.2.5)2626当riR时，以上两式近似为 (6.2.6) (6.2.7)2727以上结果阐明，振荡频率主要取决于网络参数RC，且晶体管的值要大于29才可起振。图6.2.3是RC移相振荡电路的相频特性图。2828图6.2.3图6.2.1电路的相频特性 29296.2.2RC桥式振荡器1. 电路组成实训6中的实图6.1是桥式RC振荡电路。其中，运算放大器为放大元件；R1、R2、C1、C2组成正反响电路及选频网络；R3、RP、VD1、VD2组成负反响电路及稳幅电路。实图6.1可以画成图6.2.4(a)的方式，其中RF对应实图6.1中的R3，VD1、V

8、D2并联，RE对应实图6.1中的RP。由正反响电路中R1C1、R2C2和负反响电路中的RE、RF正好构成电桥的四臂，故常将RC串并联正弦波振荡器称为文氏电桥振荡器，简称为桥式振荡器。3030图6.2.4RC桥式振荡电路(a) 采用运放作为放大器件；(b) 采用三极管作为放大器件31 312. 选频特性下面以图6.2.4(a)中R1C1、R2C2组成的RC串并联选频网络为例对其选频特性进展分析，并由此得出其振荡频率。分析中，普通取C1=C2=C、R1=R2=R。由图可得3232整理可得令 (6.2.8)3333代入上式得其中f=/2。上式所代表的幅频特性和相频特性可分别用下面两式表示：3434幅

9、频特性和相频特性分别是RC反响网络的反响系数F和相移jF。由上面二式可知，当f=f0时，反响网络的相移jF=0，且反响系数出现峰值35356.3LC 振 荡 电 路6.3.1变压器反响式振荡电路图6.3.1是一个变压器反响式振荡电路，图中并联回路L1C作为三极管V的集电极负载，是振荡电路的选频网络。变压器反响式振荡电路由放大电路、变压器反响电路和LC选频电路三部分组成。图6.3.1电路中，三个线圈作变压器耦合，线圈L1与电容C组成选频电路，L2是反响线圈，L3线圈与负载相联。3636图6.3.1变压器反响式振荡电路3737由图6.3.1可以看出，集电极输出信号与基极相位差为180，经过变压器的

10、适当衔接，使之从L2两端引回的交流电压又产生180的相移，所以满足相位条件。当产生并联谐振时，谐振频率为 (6.3.1)分析可得到该电路的起振条件为38386.3.2电感反响式振荡电路 电感反响式振荡电路如图6.3.2所示。3939图6.3.2电感反响式振荡电路40401. 相位条件 将图6.3.2电路中A点断开，在输入端加上一个频率为f0的正极性信号，在三极管的集电极得到一个负极性信号。这样1端对地为负，3端对地为正，反响到输入端是正反响。因此同相，电路满足相位条件。通常反响线圈L2的匝数为线圈L1和L2总匝数的1/81/4。41 412. 振荡频率 在分析振荡频率和起振条件时，可以以为LC

11、回路的Q值很高，且电路产生并联谐振。根据谐振条件，电路的振荡频率为 (6.3.2)式中L=L1+L2+2M4242其中，M为线圈L1与L2之间的互感，K为耦合系数。当K=1时，那么43436.3.3电容反响式振荡电路 电容反响式振荡电路与电感反响式振荡电路比较，只是把LC回路中的电感和电容的位置互换。电路如图6.3.3所示，可以看出，回路电容也有3个衔接点，分别接到三极管的3个极，因此也称为电容三点式振荡电路。4444图6.3.3电容反响式振荡电路45451. 相位条件 与电感反响式振荡电路分析方法一样，当LC回路谐振时，回路呈纯电阻性，反相，而反相，因此同相，电路满足相位条件。46462.

12、振荡频率与电感反响式振荡电路一样，电路的谐振频率为 (6.3.3)其中47476.3.4石英晶体振荡电路1. 石英晶体的特性、符号及等效电路1) 石英晶体的特性、压电效应石英晶体是二氧化硅(SiO2)结晶体，具有各向异性的物理特性。从石英晶体上按一定方位切割下来的薄片叫石英晶片，不同切向的晶片其特性是不同的。48482) 石英晶体的符号和等效电路石英晶体的符号如图6.3.4(a)所示, 等效电路如图6.3.4(b)所示, 图6.3.4(c)是石英晶体谐振器忽略R以后的电抗频率特性。由等效电路可见，石英谐振器有两个谐振频率。当L、C、R串联支路发生谐振时，它的等效阻抗最小(等于R)，串联谐振频率为 (6.3.4)4949当频率高于fS时，L、C、R支路呈感性，可与电容C0发生并联谐振，并联谐振频率为 (6.3.5)5050图6.3.4石英晶体的符号、等效电路和电抗频率特性51 512. 石英晶体振荡器 石英晶体振荡器简称晶振，其电路有两种类型。1) 并联型