电子技术应用课件 任务3.1 正弦波振荡电路的认识

正弦波振荡电路的认识1.反馈的定义3.1.1反馈的基本概念2.反馈的类型将放大电路输出信号(电压或电流)的一部分或全部通过一定方式回送到放大电路的输入端的过程。正反馈和负反馈反馈极性分：反馈信号的交直流特性分：直流反馈和交流反馈反馈信号从输出端取样对象分：电压反馈和电流反馈反馈信号与外加信号在放大电路输入端的连接方式分：串联反馈和并联反馈正弦波振荡电路的认识

（1）输入信号和反馈信号分别加在两个输入端（同相和反相）上的，是串联反馈；加在同一个输入端（同相或反相）上的，是并联反馈；（2）反馈使放大器净输入量增强时是正反馈；使放大器净输入量减弱时是负反馈。对串联反馈，输入信号和反馈信号的极性相同时，是负反馈；极性相反时，是正反馈；对并联反馈，净输入电流等于输入电流和反馈电流之差时，是负反馈；否则是正反馈。（3）反馈回来信号是直流成分，是直流反馈；反馈回来信号是交流成分，是交流反馈；（4）反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈；从负载电阻RL的靠近“地”端引出的，是电流反馈。运算放大器电路反馈类型的判别方法：正弦波振荡电路的认识例1：试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。uf+–uo1uiR+–++

–

uo++

–

RLA1A2解：

因反馈电路直接从运算放大器A2的输出端引出，所以是电压反馈；

因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端和同相输入端上，所以是串联反馈；因输入信号和反馈信号的极性相同，所以是负反馈。－

－

串联电压负反馈

先在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号；正弦波振荡电路的认识例2：试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。解：

因反馈电路是从运算放大器A2的负载电阻RL的靠近“地”端引出的，所以是电流反馈；

因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上，所以是并联反馈;

因净输入电流id等于输入电流和反馈电流之差，所以是负反馈。

－

并联电流负反馈uo1uiR++

–

uo++

–

RLA1A2

－正弦波振荡电路的认识3.1.2负反馈对放大性能的影响1.负反馈的一般表示方法——基本放大电路的放大倍数

——表示反馈网络的反馈系数

、、、——分别表示放大电路的输入信号、净输入信号、输出信号和反馈信号

开环放大倍数：反馈系数：正弦波振荡电路的认识闭环放大倍数：深度负反馈：称为反馈深度，当>>1时，称深度负反馈正弦波振荡电路的认识2.负反馈对放大性能的影响1）降低了放大倍数2）提高了放大倍数的稳定性由式可知，引入负反馈后，由于（１＋AF）＞１，故。即闭环放大倍数减小到只有开环放大倍数的。正弦波振荡电路的认识闭环放大倍数的相对变化量，只有开环放大倍数相对变化量，即放大倍数的稳定性提高了（１＋AF）倍3）减小非线性失真以及抑制干扰和噪声负反馈只能抑制反馈环内的干扰和噪声正弦波振荡电路的认识4）扩展了通频带设放大器的开环放大倍数为Af，闭环放大倍数为，开环带宽为BWf，闭环带宽为负反馈使放大器通频带展宽（１＋AF）倍正弦波振荡电路的认识5）改变输入电阻和输出电阻对输入电阻的影响：对输出电阻的影响：凡是串联负反馈，都能使输入电阻提高，即Rif＞Ri

凡是并联负反馈，都能使输入电阻降低，即Rif＜Ri

Ri为无反馈时放大电路的输入电阻，称为开环输入电阻；Rif为引入负反馈后放大电路的输入电阻，称为闭环输入电阻。凡是电压负反馈，都能稳定输出电压，使输出电阻降低，即Rof＜R

。凡是电流负反馈，都能稳定输出电流，使输出电阻增大，即Rof＞Ro。

Ｒo为无反馈时放大电路的输出电阻，称为开环输出电阻；Rof为引入负反馈后的输出电阻，称为闭环输出电阻。正弦波振荡电路的认识3.负反馈的应用举例——反馈式音调控制器正弦波振荡电路的认识3.1.3正反馈与自激振荡器1.自激条件如右图中，的极性由“－”改成“+”，则净输入信号变成，这样，就成为正反馈放大器。如果足够大，则可以实现在没有输入（）时，保持有稳定的输出信号，即产生自激振荡。这种不需要外部输入，靠自身电刺激和正反馈引起输出的现象，称自激振荡。如右图。正弦波振荡电路的认识自激时稳定振荡时产生振荡条件幅度平衡条件相位平衡条件，

(=0，1，2，…)

正弦波振荡电路的认识2.振荡的建立欲使一个振荡电路能自行建立振荡，就必须满足＞１的条件

各种电扰动形成的微弱激励信号放大选频再放大再选频再正反馈……振荡器输出电压增大器件进入非线性区限幅稳幅振荡=1（）振荡电路中包含选频网络。根据选频网络不同，正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器以及石英晶体振荡器。正弦波振荡电路的认识3.LC正弦波振荡器

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。以下对

LC振荡电路的结构和工作原理作简单介绍。正弦波振荡电路的认识1）变压器反馈式LC振荡电路（1）电路结构

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正弦波振荡电路的认识2）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。正弦波振荡电路的认识3)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反相

振荡频率可达100MHz以上。选频电路正弦波振荡电路的认识改进式电容三点式LC振荡电路（克莱普振荡电路）振荡频率为了减小三极管极间电容的变化对振荡频率的影响，通常C1＞＞C3，且C2＞＞C3。因此上式可近似为

正弦波振荡电路的认识4.石英晶体振荡器1）石英晶体振荡器的定义用石英晶体作为谐振选频元件的振荡器。2）石英晶体的特性压电效应若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形；若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上产生电场。

在一般情况下，这种机械振动的振幅和交变电场的振幅都很微小，只有在外加交变电压的频率为某一特定频率时，振幅才会突然增加，比其它频率下的振幅大得多的现象。正弦波振荡电路的认识石英晶体的结构正弦波振荡电路的认识3）石英晶体的符号和等效电路1符号2等效电路3频率串联谐振频率并联谐振频率由于C«C0，因此，和两个频率非常接近。正弦波振荡电路的认识石英谐振器的电抗—频率特性

4）石英晶体正弦波振荡电路分为并联型晶体振荡电路和串联型晶体振荡电路两类。正弦波振荡电路的认识（1）并联型石英晶体振荡电路

石英晶体作为电容三点式电路的感性元件，起电感L的作用。其振荡频率应落在与fp之间，外接电容C3和C1、C2组成并联回路，显然，它的工作原理可从克莱普（Clapp）振荡电路得到解释正弦波振荡电路的认识（2）串联型晶体振荡电路

石英晶体（起电阻R的作用）与电容C和R组成选频及正反馈网络，运放A与电阻Rf、R1组成同相负反馈放大电路，其中具有负温度系数的热敏电阻Rf和R1所引入的负反馈用于稳幅。

应使振荡频率f0既等于，又等于。进行参数的匹配：选电阻R等于石英晶体串联谐振时的等效电阻；选电容C满足等式＝。正弦波振荡电路的认识5.应用实例

在调节变压器反馈式振荡电路中，试解释下列现象：

（1）对调反馈线圈的两个接头后就能起振；

（2）调RB1、RB2或RE的阻值后即可起振；

（3）改用β较大的晶体管后就能起振；

（4）适当增加反馈线圈的圈数后就能起振；

（5）适当增加L值或减小C值后就能起振；

（6）反馈太强，波形变坏；

（7）调整RB1、RB2或RE的阻值后可使波形变好；

（8）负载太大不仅影响输出波形，有时甚至不能起振。例1：正弦波振荡电路的认识解:(2)调RB1、RB2或RE的阻值后即可起振；原反馈线圈接反，对调两个接头后满足相位条件；(1)对调反馈线圈的两个接

头后就能起振；调阻值后使静态工作点合适，以满足幅度条件；(3)改用β较大的晶体管后就能起振；改用β较大的晶体管，以满足幅度条件；LC+UCCRLC1RB1RB2RECE正弦波振荡电路的认识解:(5)适当增加L值或减小C值后就能起振；增加反馈线圈的圈数，即增大反馈量，以满足幅度条件；(4)适当增加反馈线圈的圈数后就能起振；

当适当增加L值或减小C值后,等效阻抗|Zo|增大，因而就增大了反馈量，容易起振；

LC并联电路在谐振时的等效阻抗LC+UCCRLC1RB1RB2RECE正弦波振荡电路的认识解:(7)调整RB1、RB2或RE的阻值可使波形变好；反馈线圈的圈数过多或管子的β太大使反馈太强而进入非线性区，使波形变坏。(6)反馈太强，波形变坏；调阻值,使静态工作点在线性区，使波形变好；(8)负载太大不仅影响输出波形，有时甚至不能起振。

负载大，就是增大了LC并联电路的等效电阻R。R的增大,一方面使|Zo|减小,因而反馈幅度减小,不易起振;也使品质因数Q减小,选频特性变坏,使波形变坏。LC+UCCRLC1RB1RB2RECE正弦波振荡电路的认识

例2：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－－－

正弦波振荡电路的认识例3：如图所示电路是收录机的本机振荡电路。（1）指出反馈网络；（2）说明是否满足振荡的相位条件；（3）若L3