第7章 正弦波振荡器.ppt

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1、第7章正弦波振荡器7.1概述7.2LCR回路中的瞬变现象性7.3LC振荡器的基本工作原理7.4由正反馈的观点来决定振荡的条件7.5振荡器的平衡和稳定条件7.6反馈型LC振荡器线路17.1概述1,振荡器的定义不需外来信号激励，自身将直流电能转换为交流电能的装置，称为振荡器。2,振荡器的用途无线电发送设备、超外差式接收机等通信设备；信号发生器、数字式频率计等电子测试仪器；感应加热、介质加热等功率振荡器。24，电子振荡器分类电子振荡器非正弦波振荡器正弦波振荡器反馈式振荡器负阻式振荡器本身静止不动，不需作机械转动或移动；产生等幅振荡

2、；使用方便，灵活性大。3，电子振荡器用电子管、晶体管等器件与L、C、R等元件组成的振荡器称为电子振荡器。电子振荡器的优点：波形工作原理35，正弦波振荡器的分析方法用甲类线性工作状态来分析振荡器：起振时是小信号，所以是线性的；振荡时是丙类方式，但对基频仍基本是线性的；线性分析虽不完全符合实际情况，但可以获得近似的情况，易于理解。正弦波振荡器通常工作于丙类，工作状态是非线性的。严格的分析应该是非线性理论，但是很困难。大多数振荡器都是利用LC回路来产生振荡的，因此首先研究在LC回路中如何可以产生振荡。47.2LCR回路中的瞬变现象

3、由基尔霍夫定律可列方程1，列方程将上式微分一次，整理得其中称为回路的衰减系数，称为回路的固有角频率。为线性微分方程，5该线性微分方程的解法：特征方程为2),1),3),6线性微分方程的初始条件是：t=0时，与则解分为三种情况：1),72),83),时，令此时，回路中的电流作周期性的变化，也即产生了自由振荡，振荡频率为9图（a）表示在正电阻时，产生衰减振荡波形；当电阻减为零时，得到等幅振荡波形(b)；当电阻小于零时，得到增幅振荡波形(c)。10结论：为了获得等幅振荡，必须设法使LC回路中的电阻等于零。实际情况总有正电阻存在，所

4、以需要引入一个负电阻来抵消。方法一：在电路中引入正反馈，等效于引入一个负电阻。方法二：利用有源器件本身的负阻特性，使之抵消LC回路的正电阻。117.3LC振荡器的基本工作原理由上节讨论可以知道，用LC构成一个振荡器必须具备下列三个条件：1），一套振荡电路（包含两个或两个以上的储能元件）。2），一个能量来源，补充由振荡回路电阻所产生的能量损失。在晶体管振荡器中，是直流电源VCC。3），一个控制设备，控制在正确的时刻补充电路的能量损失，以维持等幅振荡。由有源器件和正反馈电路组成。12振荡回路反馈电路上图为调集电极振荡电路，满足上

5、述三个条件。为了完成正反馈作用，L和L1的同名端必须分别接到集电极和发射极两端。假设振荡器在线性区工作，且工作频率不高，等效电路可用h参数等效电路表示。＋－－13可以得到一个线性微分方程其中产生等幅振荡时必须有它可以看成是，由互感与晶体管的正反馈作用所产生的负电阻成分。振荡角频率为147.4由正反馈的观点来决定振荡的条件用反馈放大器的观点来分析振荡条件。首先假设基极电路在S处断开。当加上一个输入信号Vi，输出信号Vo经过反馈网络得到反馈信号Vf。如果反馈信号与输入信号完全相同，那么接通S的同时撤去外加输入信号，放大器将继续维

6、持工作，变成了振荡器。-15由图可知：输出等于输入时，产生等幅振荡，因此振荡条件为16用正反馈的观点来分析调集电极振荡器的振荡条件和振荡频率。17代入振荡条件得到实部、虚部分别等于零，可以分别得到振荡条件为振荡频率为187.5振荡器的起振、平衡与稳定条件振荡器的工作过程：振荡器接通电源后，正向偏置，开始有瞬变电流产生，甲类工作状态。瞬变电流很微弱但频带很宽，谐振回路选出谐振频率信号。由于正反馈作用，谐振频率信号越来越强，达到一定数值后，自动稳定下来，形成稳定的振荡。反向偏置，丙类工作状态。瞬变电流中所包含的其它频率信号则被谐

7、振回路滤掉，不被放大，而逐渐消失。19一、振荡器的起振条件和平衡条件在晶体管放大器的线性近似分析中，正反馈放大器产生振荡的条件是此时，放大倍数A0是常数。事实上，放大器增益是振荡信号振幅的函数。由于自给偏压的作用，振荡器起振后，随着振荡幅度的不断增长，放大器便由线性工作的甲类状态迅速过渡到丙类工作状态。这时，晶体管就是非线性器件。20定义：负载谐振阻抗上基波电压与基极输入电压之比称为平均电压放大倍数，也称为折合放大倍数。即式中为小信号线性放大倍数；为余弦脉冲分解系数的一种表示方式。21可见振荡器在起振后，随着振幅的不断增长，

8、基极偏压由大变小直至小于零，使振荡管的工作状态逐渐向乙类、丙类过渡，因而A值也在不断下降。反馈系数F完全由无源线性网络所决定，与振荡幅度无关。如果放大器电路只是恰好满足产生振荡的条件，那么经放大、选频后的信号只能维持在很低的电平上，淹没在同样电平的噪声中，而得不到所需的一定强度的振荡输出。