电子技术基础第6章

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1、6.1正弦波振荡电路的基本工作原理6.2RC正弦波振荡电路6.3LC正弦波振荡电路6.4石英晶体振荡器简介本章小结习题第6章正弦波振荡电路6.1.1正弦波振荡的产生条件1.产生自激振荡的条件图6.1.1所示为正弦波振荡电路的方框图。6.1正弦波振荡电路的基本工作原理图6.1.1正弦波振荡电路的方框图根据=的要求，及===，可以推得　　　　　　　　　　　式(6.1.1)称为正弦波振荡的平衡条件，设=

2、

3、∠φA,=

4、

5、∠φF,则可得　　　　将式(6.1.1)分别写成模与相角的形式:(6.1.2a)(6.1.2b)(6

6、.1.1)2.振荡的起振和幅度的稳定起振的幅值条件是：(6.1.3)6.1.2正弦波振荡电路的组成由6.1.1节分析可知，一个正弦振荡电路应具有四个组成部分：放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅电路。6.2.1RC串并联网络的选频特性如图6.2.1所示为一个RC串并联网络。6.2RC正弦波振荡电路图6.2.1RC串并联网络用Z1表示R1、C1的串联阻抗，Z2表示R2、C2的并联阻抗，则有于是可得为了方便，通常取R1=R2=R，C1=C2=C，并令　　　，则上式可化简为(6.2.1)其中，ω0=2πf0，ω=2πf。RC串并联

7、网络的传输系数　可表示为其幅频特性为(6.2.2)其相频特性为(6.2.3)根据式(6.2.2)和式(6.2.3)可以分别画出RC串并联网络的频率特性曲线，如图6.2.2所示。由此可知，当　　　　　时，幅频特性的幅值为最大，即　　　　　　　　　　而相频特性的相位角为零，即φ=0图6.2.2RC串并联网络的频率特性曲线(a)幅频特性曲线；(b)相频特性曲线6.2.2RC桥式正弦波振荡电路如图6.2.3所示为RC桥式正弦波振荡电路。图6.2.3RC桥式正弦波振荡电路根据同相比例放大电路的电压放大倍数得Rf≥2R1(6.2.

8、4)LC并联谐振回路如图6.3.1所示，图中R表示电感和回路其他损耗总的等效电阻，是输入电流。　　由图可知，LC并联谐振回路的等效阻抗为6.3LC正弦波振荡电路图6.3.1LC并联谐振回路通常回路的损耗较小，即R<<ωL，可以略去R得(6.3.1)1.谐振频率当LC回路处于谐振状态时，回路两端电压　　和回路总电流　　同相，即阻抗Z的虚部为零，亦即由此得到LC并联回路的谐振角频率为2.谐振阻抗谐振时回路的等效阻抗称为谐振阻抗，其值最大，且为纯电阻,即(6.3.2)式中，Q称为谐振回路的品质因数，它是用来评价回路损耗大小的

9、指标，通常Q值在几十到几百之间，(6.3.3)3.谐振电流谐振时支路电流IC和IL最大，比回路的总电流大Q倍，即4.频率特性在R<<ωL条件下,有(6.3.4)在谐振频率附近可以认为ω≈ω0，,ω+ω0≈2ω0，再令Δω=ω－ω0，则其幅频特性为(6.3.5)相频特性为(6.3.6)在不同Q值条件下，LC并联回路的频率特性曲线如图6.3.2所示。图6.3.2LC并联回路的频率特性曲线(a)幅频特性曲线；(b)相频特性曲线6.3.2LC正弦波振荡电路的基本类型1.变压器反馈式LC振荡电路如图6.3.3所示为由晶体管放大电

10、路组成的变压器反馈式LC振荡电路。图中LC并联选频网络作为晶体管的集电极负载，它与晶体管及直流偏置电路RB1、RB2和RE共同组成具有选频特性的选频放大电路。CB是耦合电容，CE是旁路电容，当f=f0时，阻抗均较小，可视为短路。图6.3.3变压器反馈式LC振荡电路当LC并联谐振回路的Q值较高时，振荡频率基本上等于LC并联回路的谐振频率，即(6.3.7)2.电感反馈式LC振荡电路电感反馈式LC振荡电路如图6.3.4所示。图6.3.4电感反馈式LC振荡电路设N1的电感量为L1，N2的电感量为L2，当LC并联谐振回路的Q值较高时，

11、振荡频率基本上等于LC并联谐振回路的振荡频率，即(6.3.8)3.电容反馈式LC振荡电路　　电容反馈式LC振荡电路如图6.3.5所示。图6.3.5电容反馈式LC振荡电路当由L、C1和C2所构成选频网络的品质因数Q较高时，振荡频率基本上等于LC并联谐振回路的振荡频率，即(6.3.9)1.石英晶体的基本特性与等效电路石英晶体的化学成分是二氧化硅(SiO2)，它是硅石的一种。从一块石英晶体上按一定的方向角切割下来的薄片，称为晶片。在晶体两面涂敷银层并装上一对金属板，做出引线并密封于金属或玻璃管壳中，便构成了石英晶体谐振器，其结构

12、示意图和符号如图6.4.1所示。6.4石英晶体振荡器简介图6.4.1石英晶体谐振器的结构示意图及符号(a)结构示意图；(b)符号2.压电效应和压电谐振1)等效电路　　石英晶体的等效电路如图6.4.2(a)所示。回路的品质因数(6.4.1)图6.4.2石英