电子技术基本知识及技能 教学课件 作者 李文 单元4 正弦波振荡电路.ppt

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1、单元概述本单元首先介绍正弦波振荡器的组成及产生振荡的条件，然后介绍各种正弦波振荡器的电路结构、工作原理及特点。单元4正弦波振荡电路学习目标了解正弦波振荡器的组成，各种正弦波振荡器的电路结构。理解各种正弦波振荡器的工作原理及振荡频率与元件参数之间的关系。掌握正弦波振荡器产生振荡的条件，能否振荡的分析方法，及各种正弦波振荡器的特点与应用。单元4正弦波振荡电路4.1.1　正弦波振荡器的基本知识1)相位平衡条件。2)幅值平衡条件。4.1.1　正弦波振荡器的基本知识图4-1　正反馈放大器框图4.1.2　振荡器的起振和稳幅讨论自激振荡条

2、件时，假定的初始输入信号是由外加信号源提供的。实际的振荡器不需要外加输入信号，而是由电路本身自激产生。这是因为电路中存在着各种电的扰动。例如：振荡器接通直流电源瞬时的电冲击、电源电压的波动、电路参数的变化等都会使电路出现一些扰动，从而产生许多不同频率、幅值不等的微弱信号，构成了振荡器的初始信号。4.1.3　振荡电路器的组成(1)放大电路　利用三极管的电流放大作用，使电路具有足够大的放大倍数。(2)选频电路　它仅对某个特定频率的信号产生谐振，从而保证了正弦波振荡器具有单一的工作频率。(3)反馈网络　将输出信号反馈到放大电路的输入端，

3、作为输入信号，并使其具有正反馈的性质。4.1.3　振荡电路器的组成图4-2　正弦波振荡器组成框图4.2.1RC串并联网络的频率特性由带通滤波器的有关知识可知，RC网络具有选频特性，它可以让某一频率通过，也可以阻止其通过，RC正弦波振荡器就是利用这一选频特性工作的。4.2.2　常用的稳幅措施图4-3　LC并联谐振电路及波形a)选频电路b)谐振波形4.3.1　选频放大电路图4-4　选频放大电路及谐波输入信号a)放大电路b)输入信号4.3.2　变压器反馈式振荡器1.电路组成2.振荡电路的工作原理3.瞬时极性法1.电路组成图4-5　变压器

4、反馈式振荡器电路2.振荡电路的工作原理当电路接通电源的瞬间，由于“电冲击”的作用，产生含有多种频率的谐波信号，形成三极管的初始输入信号。3.瞬时极性法图4-6　交流等效电路3.瞬时极性法图4-7　石英晶体谐振器结构示意图4.4.1　石英晶体的压电效应及等效电路图4-8　石英晶体谐振器的符号、等效电路和频率特性a)图形符号b)等效电路c)电抗—频率特性4.4.2　石英晶体振荡器1.并联型石英晶体振荡器2.串联型石英晶体振荡器1.并联型石英晶体振荡器图4-9　ZXB—1型石英晶体振荡器2.串联型石英晶体振荡器(1)目的　加深对正弦波振

5、荡电路构成及振荡条件的认识。(2)能力及标准要求　会用集成运放构成RC正弦波振荡器；会波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法。图4-12　RC正弦波振荡器2.串联型石英晶体振荡器(3)准备　直流电源、双踪示波器、交流毫伏表、频率计各1只，集成运算放大器1块，电阻器、电容器、二极管若干。(4)步骤1)按如图4-12所示连接电路。2)调节电位器，使输出电压幅值最大且不失真，用交流毫伏表分别测量输出电压和反馈电压，分析振荡的幅值条件。3)用示波器或频率计测量振荡频率，然后在选频网络的两个电阻R上并联同一阻值电阻，观察并记录振荡频率的变

6、化情况，并与理论值进行比较。4)断开二极管重复2)中的内容，将测试结果与2)进行比较，分析稳幅作用。单元小结正弦波振荡器属于正反馈电路，由放大电路、正反馈网络和选频网络三部分组成。其中放大电路和正反馈网络共同保证电路满足自激振荡条件，选频网络保证实现单一频率的振荡。电路要产生正弦波振荡，必须同时满足幅度平衡条件和相位平衡条件，即f=i+2nπ（n=0，1,2,…）和Ufm=Uim。若相位条件满足了，就可认为电路能够产生振荡，因为幅度条件是很容易满足的。要求掌握正弦波振荡器能否振荡的分析方法。复习思考题1试述正弦波振荡电

7、路和放大电路的本质区别是什么?2正弦波振荡电路能够自激振荡应满足什么条件?如何判断正弦波振荡电路能否振荡？3正弦波振荡电路有哪些组成部分？如果没有选频网络，输出信号将有什么特点？４RC文氏桥正弦振荡电路能否采用一级或三级共射极放大电路构成？能否采用两个电阻分压组成正反馈电路？为什么？5为什么选频放大的集电极电阻用LC并联回路构成?选频放大器的输出信号和输入信号也具有反相关系吗?６有一LC正弦波振荡电路，已知L=100μH，C=30～300pF，试求振荡频率的范围。7石英晶体振荡电路的基本形式有哪两类？各工作在什么等效状态

8、？