模拟电子技术第九章.ppt

1、电子工业出版社,模拟电子技术,徐丽香编著,第9章 正弦波振荡器,学习目标： （）了解正弦波振荡器常用的电路类型； （）理解正弦波振荡电路的设计。 （）能够设计振荡电路，输出额定频率的正弦波。,9.1 正弦波振荡器的基本知识,正弦波振荡器：一种不需外加信号作用，能够输出正弦信号的自激振荡电路 根据选频网络所采用的元件不同，正弦波振荡器又分为 LC振荡电路、 RC振荡电路、 石英晶体振荡器。,正弦波振荡器 实例,9.1.1 自激振荡的工作原理,1LC并联谐振回路,2自激振荡电路的结构,(1)放大电路：具有信号放大作用，通过电源供给振荡电路所需的能量。 (2)反馈网络：作用是形成正反馈。 (3)选频

2、网络：选择满足振荡条件的某一个频率，形成单一频率的正弦波振荡。 (4)稳幅电路：使振幅稳定，改善波形。,自激振荡器能够振荡的条件,自激振荡器能够振荡的相位条件是： = A+F =2n （n=0，1，2，3）其中A为放大器的增益，F反馈电路和 起振和平衡的幅度条件 其中 A是放大器的电压增益，F是反馈电路的反馈系数。,3正弦波振荡电路的判断,判断能否产生正弦波振荡的步骤如下： (1)检查电路的基本组成，一般应包含放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节等。 (2)检查放大电路是否工作在放大状态。 (3)检查电路是否满足振荡产生的条件。,3正弦波振荡电路的判断,判断电路是否满足相位条件采用瞬时极性法

3、。要为正反馈。具体判断步骤如下。 断开反馈支路与放大电路输入端的连接点。 在断点处的放大电路输入端加信号ui，并设其极性为正(对地)，然后，按照先放大支路，后反馈支路的顺序，逐次推断电路有关各点的电位极性，从而确定ui和uf的相位关系。 如果ui和uf在某一频率下同相，电路满足相位平衡条件。否则，不满足相位平衡条件。,例9.1： 判断图9.4(a)所示电路能否产生自激振荡。,解：, 在图9.4(a)中，VT基极偏置电阻RB2被反馈线圈Lf短路接地，使VT处于截止状态，不能进行放大，所以电路不能产生自激振荡。 相位条件： 采用瞬时极性法，设VT基极电位为“正”，根据共射电路的倒相作用，可知集电极

4、电位为“负”，于是L同名端为“正”，根据同名端的定义得知，Lf同名端也为“正”，则反馈电压极性为“负”。 电路不能自激振荡。如果把图9.4(a)改成图(b)即可,9.2 LC振荡器,9.2.1 变压器耦合式LC振荡器 电路特点： 用变压器耦合方式把反馈信号送到输入端。,1 电路结构,2 工作原理,满足相位条件,例9.2：调试图9.4(b)所示电路时，如果出现下列现象，请予以解释。,（1）对调反馈线圈的两个接头后就能起振； （2）调R1、R2或R3阻值后就能起振； （3）改用较大的晶体管后就能起振； （4）适当增加反馈线圈的匝数后就能起振； （5）适当增大L值或减小C值后就能起振； （6）调整R

5、1、R2或R3的阻值后可使波形变好； （7）减小负载电阻时，输出波形产生失真，有时甚至不能起振。,解：,（1）对调反馈线圈的两个接头后就能起振，说明原电路中反馈线圈极性接反了，形成了负反馈而不能起振。 （2）调节R1、R2或R3阻值可改变电路的静态工作点。调R1、R2或R3阻值后就能起振，说明原电路的工作点偏低，电压放大倍数偏小；而调整工作点后电压放大倍数提高，故能起振。 （3）原电路中的太小，使电压放大倍数不满足自激振荡的幅度条件。改用较大的晶体管可使电压放大倍数提高，易于振荡。 （4）原电路中的反馈强度不够（反馈系数F太小），不能起振。增加反馈线圈的匝数可增大反馈值，使电路易于起振。 （5

6、）适当增大L值或减小C值，可使谐振阻抗增大，从而增大电路的电压放大倍数，使电路易于起振。 （6）调整R1、R2或R3的阻值可使静态工作点合适，放大器工作在靠近线性区时稳定振荡，所以波形变好。 （9）负载RL过小，折算到变压器原边的等值阻抗下降，晶体管的交流负载线变陡，容易产生截止失真，故波形不好；同时使输出电压下降，电压放大倍数减小，故有时不能起振。,9.2.2 三点式LC振荡电路,三点式LC振荡电路的特点：LC振荡回路三个端点与晶体管三个电极相连。 连接满足“射同基反”的原则 当发射极所接元件同为容性时，称为电容三点式振荡器，当发射极所接元件同为感性时，称为电感三点式振荡器。,1电感三点式振

7、荡器,2.电感三点式振荡器的电路特点,(1) 易起振 (2)调节频率方便。 (3) 波形较差，且频率稳定度也不高。,3电容三点式振荡器,4.电容三点式振荡电路的特点,(1) 输出波形较好。 (2振荡频率较高，一般可以达到100MHz以上。 (3)调节C1或C2可以改变振荡频率，但同时会影响起振条件，适用于产生固定频率的振荡。如果要改变频率，可在L两端并联一个可变电容。,例9.3：试判断图9.8(a)所示电路是否有可能产生振荡。若不可能产生振荡，请指出电路中的错误。,解：,(1)图（a）电路存在的问题是：晶体管V是放大元件，但直流偏置不合适；电容C1两端电压可作为反馈信号，但放大电路的输出信号（

8、晶体管集电极信号）没有传递到选频网络。 所以，该电路不可能产生振荡。 (2)修改后的电路见图（b），,调频发射机电路分析,IN-PUT端输入音频信号，电路直接发射出调频信号，该信号可由调频收音机接收,9.3 石英晶体振荡器,9.3.1石英晶体的基本特性及其等效电路 1符号和等效电路,2有源晶体振荡器,有源晶体振荡器习称有源晶振，它是一个完整的振荡器。,9.3.2石英晶体振荡电路,1并联型晶体振荡电路 石英晶体振荡器起电感L的作用,2串联型晶体振荡电路,振荡频率等于晶体的固有频率fs时，晶体阻抗最小，且为纯电阻,9.4 RC正弦波振荡电路,当振荡电路要求振荡频率较低时，采用RC正弦波振荡器。典型

9、电路如图。,9.4.1 RC网络的频率响应,谐振频率f0,输出电压与输入电压之间的比值,9.4.2 RC桥式正弦波振荡电路,例9.4： 图9.19(a)所示电路是没有画完整的正弦波振荡器。（1）完成各节点的连接；（2）选择电阻R2的阻值；（3）计算电路的振荡频率；,解：,（1）结点K应与M相连接。 （2）反馈系数等于1/3（f=f0时），所以电路放大倍数应大于等于3，即R22R14k。故R2应选则大于4k的电阻。 （3）电路的振荡频率,本章回顾,（1）正弦波振荡电路按选频网络不同，可分为LC振荡电路、晶体振荡电路和RC振荡电路。它们由放大电路、正反馈电路、选频电路和稳幅电路组成。 （2）电路产生自激振荡必需同时满足相位条件和振幅条件。具体判别的关键为：电路必需是一个具有正反馈的正常放大电路。相位条件必须满足： = A+F =2n （n=0，1，2，3）；起振和平衡幅度条件为：,本章回