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1、第13章 正弦波振荡电路,13.1 正弦波振荡电路的工作原理,一、振荡产生的基本原理,1.什么是正弦波振荡器？,2.如何产生正弦波振荡？,二、电路自激振荡的条件,1.振荡的平衡条件：,(a+f)=1,2.振荡的建立与稳定,振荡的稳定：负反馈；晶体管的非线性；,振荡的建立过程中：,2.振荡的建立与稳定,振荡的稳定：,振荡的建立过程中：,要有选频网络；,负反馈；,晶体管的非线性；,3.正弦波振荡器的组成：,放大电路+反馈网络(正)，其中包括选频和稳幅环节。,4.正弦波振荡器的分类（依据选频网络）,RC正弦波振荡器（低）,LC正弦波振荡器（高）,石英晶体振荡器（fo的稳定性高）,13.2 RC正弦波
2、振荡器,一、RC桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）,R1 Rf负反馈用于稳幅；,1、RC串并联网络的选频特性,=,幅频特性：,=,相频特性：f=arctg,当=o=,即f=fo=,则：Fu=Fumax=,f=0,相频特性：f=arctg,3 振荡电路分析,（1）起振条件：,由自激振荡条件：,及RC串并联网络的选频特性：,（2）实际振荡电路：,R1 Rf负反馈用于稳幅；,RC串联、RC并联及R1 Rf构成电桥；,a 分析电路是否满足振荡条件,只需Au=3即可,相频条件：已知 f=0；且可分析出a=0,a+f=0 满足相频条件。,R1 Rf构成电压串联负反馈 Au=1+,其实一般情况下，只要是正反
3、馈就一定可以满足a+f=2n,相频条件的判断可用瞬时极性法解决。,b 振荡频率fo fo=,c 其它：R1、Rf构成负反馈用于稳幅；以保证输出为 不失真的正弦波，其中V1、V2非线性起到了 自动稳幅作用，还可将R2或Rf换成热敏电阻（R2为正温度系数；Rf为负温度系数；）。,试用振荡平蘅条件判断各图所示电路能否产生正弦波振荡？为什么？（Rt为正温度系数）,一、LC选频电路,(2)等效阻抗,通常R L，,Z=,13.3 LC正弦波振荡器,(3)特点：,(b)谐振时，Z为纯阻性且最大用Zo表示。,（Q：品质因数）,(4)LC并联谐振回路的选频特性,=o 即f=fo时,=0 纯电阻,(3)特点：,(
4、b)谐振时，Z为纯阻性且最大用Zo表示。,（Q：品质因数）,(4)LC并联谐振回路的选频特性,=o 即f=fo时,=0 纯电阻,二、变压器反馈式LC振荡器,(1)电路分析：,幅频条件：只要初次级间有足够的耦 合度，一般都能满足。,相频条件：=o即f=fo时，LC回路 为纯电阻，用瞬时极性 法分析反馈为正反馈，即满足a+f=2n。,(2)振荡频率 fo=,(1)电路分析：,幅频条件：只要初次级间有足够的耦 合度，一般都能满足。,相频条件：=o即f=fo时，LC回路 为纯电阻，用瞬时极性 法分析反馈为正反馈，即满足a+f=2n。,(2)振荡频率 fo=,三、三点式LC振荡器,(1)电感三点式,2.
5、从下图的交流通路 看，晶体管的三个 电极接L的三个端点 电感三点式；,3.Uf=UL2,1.电路分析：,相平条件：=o即f=fo时，LC回路为纯电阻，正反馈；,2.振荡频率：fo=,3.特点：,L1、L2耦合紧，因此容易起振。,b.调节频率方便。（可调节C）,c.由于Uf 取自L，Uf中含高 次谐波多，Uo波形差。,(2)电容三点式：,1.电路分析（相平条件）：,=o 即f=fo时，LC回路为纯电阻 正反馈；,满足相平条件。,振荡频率：fo=,3.特点:,a.由于Uf 取自C，Uf中含 高次谐波少，Uo波形好。,b.C1 C2可以很小 fo 可以很高。,c.调节fo 可使Uf改变，改进型电容三
6、点式：,(2)电容三点式：,1.电路分析（相平条件）：,=o 即f=fo时，LC回路为纯电阻 正反馈；,振荡频率：fo=,3.特点:,a.由于Uf 取自C，Uf中含 高次谐波少，Uo波形好。,b.C1 C2可以很小 fo 可以很高。,c.调节fo 可使Uf改变，改进型电容三点式：,(3)三点式振荡器的组成原则：,三点式:,电感三点式,三点式:,电容三点式,X1 X2必须是同类电抗，而X3的电抗类型与X1 X2相反。,例：分析下列电路，标明二次线圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。,Q值很高（105）振荡频率的稳定度高。,13.4 石英晶体振荡器,1.结构示意图（a）及电路符号(b
7、)：,一、石英晶体的阻抗特性,2.等效电路（左右图a）：,Co：静态电容；,rq为损耗；,Cq、Lq：动态参数；,3.阻抗特性(见右图b),感性区很窄，Lq很大，,Q很高；机械振动稳定。,f=fs时，Cq、Lq 串联谐振；,f=fp时，Lq 起主要作用，Lq与Co并联谐振；,二、石英晶体振荡电路,1.串联型石英晶体振荡器,电路如图所示：,交流通路：,此时JT工作于串联谐振以低阻抗接入电路,原理：f=fs时，JT为纯电阻最 小，正反馈最强，电路产 生自激振荡。,ffs时，JT为一阻抗使 幅（相）平条件难以满 足无法振荡。,振荡频率f0=fs,2 并联型石英晶体振荡器,电路如图所示：,交流通路：,根据三点式振荡器的组成条件，,JT应工作于fs与fp之间的感性区，,构成改进型电容三点式,例：根据相平条件，判断下列 电路能否产生正弦波振荡。,
