正弦波振荡器相位平衡条件的讨论

1、正弦波振荡器相位平衡条件的讨论摘要： 在“电子线路”课程的教学过程中，针对判断正弦波振荡器能否振荡这个难点，通过对放大电路、反馈网络移相的分析，可直观迅速地得出正弦波振荡器的相位条件，从而判定振荡器能否振荡。这在教学中取得了很好的效果。关键字：正弦波振荡器 相位条件正弦波振荡器是一种不需外加信号，能自动将直流电能转换成具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流信号的自激振荡电路。正弦波振荡器要产生稳定的正弦波振荡，电路必须要满足振荡的起振和平衡的振幅和相位条件，实现放大 选频 正反馈 再放大，不断自激，产生输出信号的过程，如图1。这里仅就正弦波振荡器相位平衡条件进行讨论，以直观迅速地判断正弦波振荡

2、器能否产生振荡。一 相位平衡条件正弦波振荡器要稳定产生持续等幅振荡的平衡过程，除满足振幅平衡条件外，还必须满足相位平衡条件，即：A + F = 2n （n = 0，1，2，）A是放大电路的移相；F是反馈网络的移相。二 电路能否自激振荡的判断正弦波振荡器中，能出现相位变化的有放大和反馈两部分，对这两部分电路的移相进行分析、归纳，有助于增强振荡器自激振荡条件的理解，提高自激振荡判断的解题能力。1放大电路的移相A放大电路的移相主要决定于放大电路的形式。常用的放大电路有：晶体三极管放大器、场效应管放大器、差分放大器和集成运放等。职业中专只讨论晶体三极管放大器和集成运放电路。1）晶体三极管放大器分共射、

3、共基、共集三种组态。共射电路移相A = 。（见图2）共基电路移相A = 0。（见图3）共集电路移相A = 0。（见图4）2）集成运放电路有同相输入和反相输入两种。同相输入移相A = 0。反相输入移相A =。2反馈网络的移相F反馈网络的移相F与信号的频率有关。通过选频电路，保证了振荡器具有单一的工作频率，也保证了反馈网络移相F的单一值。在各种不同的振荡电路中，反馈网络有的就是选频电路，有的反馈网络与选频电路分开，有的反馈网络是选频电路的一部分。1）RC选频电路（选频电路就是反馈网络）ARC串并联网络（见图19左半部分电路）当f = f0 = 时，输出电压与反馈电压同相，即F = 0。BRC移相网

4、络RC移相网络有超前移相和滞后移相两种。选取不同的R和C值，可获得一定频率下的超前移相（F > 0）（图5）和滞后移相（F < 0）（图6）值。2)LC选频电路A 变压器反馈式（选频电路与反馈网络分开）“*”表示变压器的同名端。图7、图8的变压器初、次级线圈同名端接地，与同相，F = 0。图9、图10的变压器初、次级线圈异名端接地，与反相，F =。B电感电容反馈式（反馈网络是选频电路一部分）由于电感电容反馈网络是LC选频电路一部分，LC中的多个电感可看作顺向串联，多个电容也可看作串联。图11、图13，与公共点极性相反，与反相，F =。图12、图14，与公共点极性相同，与同相，F =

5、 0 。三 应用举例：判断下列电路是否产生自激振荡：1.解：A判断：VT1为共基放大电路（交流信号从基极-发射极输入，基极-集电极输出）A= 0。F判断：选频反馈电路为变压器反馈式，直流电源VCC对交流信号内阻小，交流通路视为短路接地。变压器初、次级线圈异名端接地，与反相，F =。所以A+F = 0+=，不符合相位平衡条件，不能够自激振荡。2解：A判断：VT1 、VT2为均共射放大电路，A1=A2=。但图16中VO在L整段，而图17中的VO在L上半段。F判断：反馈网络是选频电路一部分，属电感电容式，图16 L上与公共点极性相同，与同相，F1=0；而图17 L上与公共点极性相反，与反相，F2=。所以A1+F1 =+0 =，图16不符合相位平衡条件，不能够自激振荡。而A2+F2 =+=2，图17满足相位平衡条件，能够自激振荡。（此图即电感三点式）3解：A判断：VT1为共射放大电路，A =。F判断：选频反馈网络是电感电容式，C1上的与C2上的公共点极性相反，与反相，F2=。所以A+F=+=2，满足相位平衡条件，能够自激振荡。（此图即为改进型电容三点式）4解：此图为文