判别和选用正弦波振荡器课件

1、第1页电工与电子技术安徽省肥西金桥高级职业中学第7章 放大电路和集成运算放大器7.8 正弦波振荡器教学导航第2页1了解振荡器的类型；2了解LC振荡器、RC振荡器、石英晶体振荡器的基本结构和工作原理；3理解振荡的基本结构和工作原理。 7.8 正弦波振荡器一、 正弦波振荡器的基本原理电路中无外加输入信号，而在输出端有一定频率和幅度的信号输出，这种现象称为电路的自激振荡。uf当 S 合于 1 时ui = ui输出电压为 uo ；当 S 合于 2 时，ui = uf如果 uf = ui ，输出电压 uo 不变。即产生自激振荡。1. 自激振荡的概念2uo1ui基本放大电路(A)Sui+_正反馈电路(F)

2、第3页2. 自激振荡的平衡条件uf2uo1ui基本放大电路(A)Sui+_正反馈电路(F) 当 uf = ui 时，电路能维持振荡。uo = Auiuf = FuoA 基本放大电路的电压放大倍数；F 反馈电路的反馈系数。得自激振荡器平衡条件：AF = 1 。第4页(2) 相位平衡条件:即：反馈电压与输入电压同相, 为正反馈；(1) 振幅平衡条件：即：反馈电压与输入电压的大小相等；Uf = Ui自激振荡器平衡条件：AF = 1A 输入信号经放大电路的相移量；F 输出信号经反馈网络产生的相移量。结论：自激振荡电路是一个具有足够强正反馈的放大电路。(n = 1 , 2 , )第5页3. 自激振荡的建

3、立振荡电路利用外界微弱的干扰信号(如刚接通电源时各极电压、电流的扰动)作为初始信号，该信号包含各种频率成分，经放大器放大后，由选频网络选出某一频率的信号，经正反馈电路送回到输入端、再放大、再选频、再反馈，使输出信号从无到有，从小到大，从而建立起振荡。由于晶体管的非线性及直流电源供给的能量有限，输出信号不会无限制地增大。可见，产生自激振荡的条件是：AF 1 。第6页4. 正弦波振荡器的基本组成放大电路：为满足振幅平衡条件必不可少的电路。正反馈电路：为满足相位平衡条件必不可少的电路。选频电路图：为输出单一频率正弦波信号所必须的电路。 正弦波振荡器的类型：RC 正弦波振荡器：选频电路由 R、C 元件

4、组成。LC 正弦波振荡器：选频电路由 L、C 元件组成。第7页二、 RC 正弦波振荡器1. 电路组成：同相比例运放构成的放大器；RC 串并联网络构成的正反馈选频电路。2. 振荡频率：由振荡条件知：当 RF 2R1 时，振荡频率为正反馈选频电路同相比例运放uou+CCRR+RFR1ui适用于产生频率小于一千赫的低频信号。第8页三、 LC 正弦波振荡器 LC 正弦波振荡器的类型：变压器反馈式：选频电路由变压器原绕组与电容组成；正反馈电压取自变压器副绕组。利用电感 L 和电容 C 组成选频电路，由 LC 并联谐振电路确定振荡频率。电感三点式：选频电路由电感与电容组成；正反馈电压取自部分电感线圈。电容

5、三点式：选频电路由电感与电容组成；正反馈电压取自电容。第9页1. 变压器反馈式 选择合适的匝数比，可满足振幅平衡条件。组成：用瞬时极性法判断满足自激振荡的相位平衡条件。振荡频率： 适用于产生频率在几十千赫到几兆的低信号。集成运放组成放大电路；L1 和 C2 并联谐振电路组成选频电路； L2 为反馈绕组。C1+RFR1R2RFR1-L2C2L1第10页 2. 电感三点式电感线圈的三个端钮 a、b、c，对于交流分别与集成运放的两个输入端和输出端连接。正反馈信号取自 L1 两端。振荡频率：优点：振荡频率很高，一般可做到几十兆赫；缺点：波形失真较大。第11页 3. 电容三点式电容的三个端钮 a、b、c

6、，对于交流分别与集成运放的两个输入端和输出端连接，正反馈信号取自 C2 两端。振荡频率：电路特点：频率较高，可达 100 MHz 以上。优点：输出波形好。缺点：调节频率不方便。第12页第12页四、石英晶体振荡器1. 石英晶体的结构和特性结构：将天然石英按一定方位角切成薄片，称为石英晶体。在晶片的两个特定的对应表面各引出一个电极，再加上外壳封装即制成石英晶体振荡器。 外形符号第13页石英晶体在电路中可等效为一损耗很小的谐振回路。它有两个很接近的谐振频率：串联谐振频率fs 、并联谐振频率 fp 。 特性：石英晶体具有压电效应。 若在石英晶体两电极加上电压，晶片将产生机械形变；反之，如在晶片上施加机

7、械压力使其发生形变，则将在相应方向上产生电压。石英谐振器在 fs 和 fp 之间呈感性；在 fs 上呈纯电阻性，相当于一个小电阻；在其它区域呈容性。电抗频率特性第14页2. 石英晶体振荡器特点：石英晶体与 RP组成正反馈选频电路。对于频率为 fs 的信号，石英晶体阻抗最小，且呈纯电阻性，为正反馈，电路满足自激振荡条件，能产生振荡；对于其它频率，石英晶体既不为纯电阻，且阻抗增大，不满足自激振荡条件，不能振荡。振荡频率近似为 fs 。(1) 串联型石英晶体振荡器第15页(2) 并联型石英晶体振荡器电路特点：石英晶体在电路中相当于一个电感，因此，其工作原理同电容三点式LC 振荡器。振荡频率近似为 f

8、s 。石英晶体振荡器的优点是：振荡频率稳定，适宜制作标准频率信号源。第16页小 结第17页1正弦波振荡器是一种不需外加输入信号也能产生一定频率和一定幅度正弦信号的正反馈放大电路，通常作为信号源广泛应用于电子测量、无线电通信、广播电视等电子技术设备。2、理解正弦波振荡器的组成，3、学会根据相关特性，判别和选用正弦波振荡器。第18页学习效果检验1.正弦波振荡器电路的频率由()决定。 A.基本放大电路 B.选频网络 C.稳幅电路 D.反馈网络 2.正弦波振荡器的基本组成：_、_、_、和_，其各自的作用是_、_、_和_。 3石英晶体在电路中可以等效为：_，石英晶体振荡器有_和_两种，石英晶体最大的优点是_适宜制作_，多用在_场合。 作业布置 P217 一、是非题：22-26； 二、选择题：23-25；三、填空题：12。A