电子技术 课件 第四章 正弦波振荡电路

第四章正弦波振荡电路主要内容4.1正弦波振荡电路的振荡条件在报告会或演唱会上，使用扩音机不恰当，往往会听到扬声器尖锐的啸叫声。这是因为扬声器发出的声音又反馈到话筒中，话筒将声音变换为电信号，经放大后再推动扬声器，声音信号就这样不断地反馈到放大电路的输入端进行重复放大，结果在不需外加输入信号时，系统自己就可以将信号逐渐增大变成振幅固定的振动，这就是振荡现象，如图所示。扩音系统中的电声振荡正弦波振荡的判别

正弦波振荡电路——用来产生一定频率和幅度的正弦交流信号的电子电路。广泛应用：在无线电技术、测量、控制技术、工业生产和日常生活中,用作高频信号源、加工设备中的高频能源，如高频加热炉、超声波压焊机等。分类：电容反馈式电感反馈式变压器反馈式LC正弦波振荡电路RC正弦波振荡电路：RC桥式振荡电路石英晶体正弦波振荡电路概述正弦波振荡的判别自激振荡——不需外加输入信号，本身就能产生交流信号的电路。AuFFui+-uO+-+-将反馈信号代替外加信号uF代替ui必须满足uF与ui相位相同（正反馈）

uF与ui幅度相等正弦波振荡的判别自激振荡——不需外加输入信号，本身就能产生交流信号的电路。（把直流电转换成交流电的电路）将反馈信号代替外加信号一、产生自激振荡的条件正弦波振荡的判别——UO与Ui的相位差——UF与UO的相位差——UF与Ui的相位差uF代替ui必须满足uF与ui相位相同（正反馈）

uF与ui幅度相等正弦波振荡的判别2、相位平衡条件：即:

UF与Ui

同相1、幅度平衡条件：即：UF=Ui——UF与Ui的相位差结论：对于任何类型的振荡器，只有这两个条件同时满足，振荡才能维持。正弦波振荡的判别1、初始信号由来：接通直流电源瞬间，有一个电冲击，三极管激起微弱的信号,包含丰富的频率成分。2、起振：选频放大。二、振荡电路的起振与稳定

为保证输出单一频率的正弦波，振荡器要具有选频特性。只有某一特定频率f0的信号满足自激振荡条件,从初始信号中挑选出来。起振条件：UF>Uif0的信号→放大→输出→反馈→放大→…正弦波振荡的判别OiCuCE3、稳幅：当信号幅度增大到一定幅度时，进入三极管的非线性区，电压放大倍数A降低，振荡幅度自动稳定在某一值上，进入稳定状态

起振增幅稳幅正弦波振荡的判别2、反馈网络：形成正反馈，满足相位条件。保证产生单一频率的正弦波。1、放大电路：3、选频电路：供能源，放大，设置合适的Q点。三、正弦波振荡电路的基本组成部分4、稳幅环节：使UO稳定正弦波振荡的判别三、正弦波振荡电路的分类石英晶体振荡电路：振荡频率稳定RC振荡电路：振荡频率低，1MHz以下按选频网络类型分：LC振荡电路:

振荡频率高，1MHz以上正弦波振荡的判别主要内容4.2RC正弦波振荡电路RC正弦波振荡电路RC选频网络正反馈网络同相比例电路放大信号

用正反馈信号uf作为输入信号

选出单一频率的信号1.电路组成uf–+R++∞RFR1CRC–uO–+2.RC串并联选频网络的选频特性传输系数：。。RCRC。+–+–。式中

：

分析上式可知：仅当=o时，达最大值，且u2与u1同相，即网络具有选频特性，fo决定于RC。u1u2u2与u1波形相频特性

（f）fo幅频特性ffo133.电路的起振条件和振荡频率

输出电压

uo经正反馈（兼选频）网络分压后，取uf

作为同相比例电路的输入信号ui

。(1)起振（2）起振的条件(3)稳定振荡条件

AuF

=1，|F|=1/3，则起振条件

AuF

>1，因为|F|=1/3，则考虑到起振条件

AuF

>1,一般应选取RF

>2R1。如果这个比值取得过大，会引起振荡波形严重失真。

由运放构成的RC串并联正弦波振荡电路不是靠运放内部的晶体管进入非线性区稳幅，而是通过在外部引入负反馈来达到稳幅的目的。

稳定振荡

A

=

0，仅在f

0处

F=

0满足相位平衡条件，所以振荡频率f

0=12RC。改变R、C可改变振荡频率RC振荡电路的振荡频率一般在200KHz以下。(3)振荡频率

振荡频率由相位平衡条件决定。(4)振荡频率的调整++∞RFRCC–uO–+SSR1R2R3R3R2R1

改变开关K的位置可改变选频网络的电阻，实现频率粗调；改变电容C的大小可实现频率的细调。振荡频率带稳幅环节的电路(1)

热敏电阻具有负温度系数，利用它的非线性可以自动稳幅。

在起振时，由于uO

很小，流过RF的电流也很小，于是发热少，阻值高，使RF>2R1；即

AuF

>1。随着振荡幅度的不断加强，uO增大，流过RF

的电流也增大，RF受热而降低其阻值，使得Au下降，直到RF=2R1时，稳定于

AuF

=1，

振荡稳定。半导体热敏电阻R++∞RFR1CRC–uO–+带稳幅环节的电路(1)

热敏电阻具有负温度系数，利用它的非线性可以自动稳幅。半导体热敏电阻R++∞RFR1CRC–uO–+

稳幅过程：

思考：

若热敏电阻具有正温度系数，应接在何处？uotRFAu带稳幅环节的电路(2)IDUD振荡幅度较小时正向电阻大振荡幅度较大时正向电阻小

利用二极管的正向伏安特性的非线性自动稳幅。R++∞RF2R1CRC–uO–+D1D2RF1稳幅环节带稳幅环节的电路（2）R++∞RF2R1CRC–uO–+D1D2RF1

图示电路中，RF分为两部分。在RF1上正反并联两个二极管，它们在输出电压uO的正负半周内分别导通。在起振之初，由于uo幅值很小，尚不足以使二极管导通，正向二极管近于开路此时，RF>2R1。而后，随着振荡幅度的增大，正向二极管导通，其正向电阻逐渐减小，直到RF=2R1，振荡稳定。主要内容4.3LC正弦波振荡电路LC振荡电路

LC振荡电路的选频电路由电感和电容构成，可以产生高频振荡(几百千赫以上)。由于高频运放价格较高，所以一般用分离元件组成放大电路。本节只对

LC振荡电路的结构和工作原理作简单介绍。6.3.l变压器LC正弦波振荡电路1.电路组成

正反馈2.振荡频率

即LC并联电路的谐振频率uf+–LC+UCCRLC1RB1RB2RECE－－

放大电路选频电路反馈网络

例1：正反馈

注意：用瞬时极性法判断反馈的极性时，耦合电容、旁路电容两端的极性相同，属于选频网络的电容，其两端的极性相反。+UCCC1RB1RB2RECELC

试用相位平衡条件判断下图电路能否产生自激振荡－－－

6.3.2三点式LC振荡电路1.电感三点式振荡电路

正反馈放大电路选频电路反馈网络+UCCC1RB1RB2RECEL1CL2RC－－

振荡频率

通常改变电容C来调节振荡频率。反馈电压取自L2振荡频率一般在几十MHz以下。2.电容三点式振荡电路

正反馈放大电路反馈网络－－

振荡频率

通常再与线圈串联一个较小的可变电容来调节振荡频率。反馈电压取自C2+UCCC1RB1RB2RECEC1LC2RC反