第6章 正弦波振荡电路

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1、第6章正弦波振荡电路6.1振荡的基本概念6.2RC振荡电路6.3LC振荡电路6.1振荡的基本概念6.1.1振荡电路的基本概念和组成正弦振荡电路由放大器和反馈网络等组成，当输入量为零时，净输入量等于反馈量。正弦波振荡电路必须由四个部分组成：（1）放大电路：保证电路有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅度的输出量。下一页返回6.1振荡的基本概念（2）选频网络：确定电路的振荡频率，使电路产生单一频率的振荡。（3）正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于反馈信号。（4）稳幅环节：非线性电路，是输出信号

2、的幅度不能无限增长同时又稳定在一定幅度。上一页下一页6.1振荡的基本概念6.1.2振荡条件1）振荡的平衡条件当反馈信号等于放大器的输入信号时，振荡电路的输出电压不再发生变化，电路达到平衡状态，因此将称为振荡的平衡条件，即（6-1）2）振荡的起振条件式（6-1）是指振荡电路进入平衡状态以后维持振荡的平衡条件。振荡的起振条件也包括两个方面，即幅度条件式上一页返回6.2RC振荡电路6.2.1RC移相振荡器RC移相式振荡电路具有结构简单、经济方便等优点。其不足是选频特性差，频率调节不方便，输出不够稳定，输出波形差

3、，一般只能用于振荡频率固定，稳定性要求不高的场合，其频率范围为几赫兹到几十千赫兹。下一页返回6.2RC振荡电路6.2.2RC桥式振荡器将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路，放大器可采用集成运算放大器。由集成运算放大器和RC选频网络构成的RC桥式振荡电路如图6-3、图6-4所示。图中RC选频网络接在放大器的输出端和同相输入端之间，构成正反馈，RF、R1接在放大器的输出端和反上一页下一页图6-3返回图6-4返回6.2RC振荡电路相输入端之间，构成负反馈。正反馈电路与负反馈电路构成文氏桥电路

4、，见图6-3。所以也称这种振荡电路为文氏桥振荡电路。采用双联可调电位器或双联可调电容器即可方便的调节振荡频率。在常用的RC振荡电路中，一般采用切换高稳定度的电容来进行频段的转换，即频率的粗调，再采用双联可变电位器进行频率的细调。上一页返回图6-3返回6.3LC振荡电路6.3.1变压器振荡式反馈电路LC并联谐振回路如图6-5所示。R为线圈L的等效耗损电阻，由于电容的耗损很小而忽略。可得并联谐振回路的等效阻抗为若维持电流源幅度不变，在谐振频率附近改变其频率，则输出电压的变化规律与回路的阻抗频率特征相似，显然并

5、联谐振回路具有很好的选频作用。下一页返回图6-5返回6.3LC振荡电路6.3.2电感反馈式振荡电路电感反馈式正弦波振荡电路又称为哈特利振荡电路，其原理电路如图6-6所示。图中三极管构成共发射极放大电路，电感L1、L2和电容C构成正反馈选频电路。由于振谐回路的三个端点分别与三极管的三个极相接，反馈信号取自电感线圈L2两端电压，故也称为电感三点式振荡电路。电感反馈式振荡电路的特点是由于L1和L2耦合好，正反馈较强，所以容易起振。该电路只要改变振荡回路的电容值，就可以调节振荡回路的频率。上一页下一页图6-6返回

6、6.3LC振荡电路6.3.3电容反馈式振荡电路在图6-7所示的电路中，将电感L1和L2换成C1和C2，电容C换成电感L，并增加电阻RC，就构成电容反馈式正弦波振荡电路。由于C1和C2的三个接头分别接到三极管的三个极，故称为电容三点式正弦波振荡电路，又称为考毕兹电路。电容三点式振荡电路的反馈信号取自电容C2两端，因为C2对高次谐波呈现较小的容抗，反馈信号中高次谐波的分量小，故输出的波形较好。但当通过调整C1或C2来调节振荡频率时，同时会改变正反馈量的大小，因而输出信号幅度会发生变化，甚至可能会使电路停振。所

7、以这种电路的调节很不方便。上一页下一页图6-7返回6.3LC振荡电路6.3.4石英晶体振荡电路1.石英晶体谐振器的阻抗特性石英是一种各向异性的结晶体，其化学成分为二氧化硅。从一块晶体上按一定的方位角切下的薄片称为晶片，其形状可以是正方形、矩形或圆形等，然而在晶片的两个面上镀上银层作为电极，再用金属或玻璃外壳封装并引出电极，就成为石英晶体振谐器，简称石英晶体。石英晶体使用时必须注意以下几点：（1）石英晶体按规定要接一定的负载电容CL，用来补偿生产过程中晶片的频率误差，以达到标称频率。上一页下一页6.3LC振

8、荡电路（2）石英晶体工作时，必须要有合适的激励电平。假如激励电平过大，频率稳定度会显著变坏，甚至可能将晶片损坏；假如激励电平过小，则噪声影响大，振荡输出幅度减小，甚至可能停振。2.石英晶体振荡电路用石英晶体构成的正弦波振荡电路的基本电路有两类。一类是石英晶体作为一个高Q值的电感元件，和回路中的其他元件形成并联谐振，称为并联型晶体振荡电路；另一类是石英晶体作为一个正反馈通路元件，工作在串联谐振状态，称为串联型晶体振荡电路。上一页