模块五 振荡电路.ppt

1、5.1 正反馈与自激振荡器 5.2 LC正弦波振荡器 5.3 石英晶体振荡器 5.4 应用实例,本模块主要内容,5.1 正反馈与自激振荡器,一、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。,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，),二、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 的条件,各种电扰动形成的微弱激励信号,放大,选频,再放大,

2、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。,5.2 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。,一 、 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,放大电路,选频电路,反馈网络,二. 电感三点式振荡电路,正反馈,放大电路,选频电路,反馈网络,振荡频率,通

3、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。,三、 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,振荡频率可达100MHz以上。,选频电路,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C1C3，且C2C3。因此上式可近似为,5.3 石英晶体振荡器,一、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。,二、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

4、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。,石英晶体的结构,三、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CC0，因此， 和 两个频率非常接近 。,石英谐振器的电抗频率特性,四、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。,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

5、路，显然，它的工作原理可从克莱普（Clapp）振荡电路得到解释,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 。,5.4 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

6、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：,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) 改用较大的晶体管后就能起振；,改用较大的晶体管，以满足幅度条件；,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

7、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,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。,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。,试用相位平衡条件判断下图电路能否产生自激振荡,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接反，电路能否振荡？,解：（1）反馈网络由L3、L1、L2、C3、C4和C5等元件组成。反馈信号从两端L2取出，经电容C2耦合到晶体管VT的发射极，充当输入信号。