电路与模拟电子技术原理 教学课件 作者 胡世昌 第10章振荡器.ppt

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1、电路与模拟电子技术原理第十章正弦波振荡器02:50:151第10章正弦波振荡器10.1正弦波产生原理10.2选频网络10.3典型正弦波振荡器02:50:15210.1正弦波产生原理放大器设计中，要避免正反馈，只有负反馈才能稳定放大倍数。不过，到了波形发生电路中，正反馈却成了必须实现的好东西。10.1.1正反馈的妙用10.1.2正弦波振荡器的组成02:50:15310.1.1正反馈的妙用1．无输入的正反馈：输出噪声由于电路元件内部始终存在着载流子的热运动，所以即使没有输入信号，放大器的输出也不会是零，而是输出杂乱无章的噪声信号。02:50:1542．选频：只反馈特定频率的信号根据

2、傅立叶分析理论：噪声包含了任意频率正弦信号。02:50:1553．起振：振荡的建立图10-2中，各变量之间关系如下要使输出信号的幅度增加到足够大，必须确保起振条件AF>1，即φA+φF=2nπ02:50:156起振（续）02:50:1574．稳幅：振荡的稳定一旦输出信号达到了期望的幅度，就不应继续增大；而信号的相位不应发生变化，所以必需保证平衡条件AF=1，或φA+φF=2nπ02:50:158稳幅（续）02:50:1595．自激振荡：正弦波振荡器的实质正弦波振荡器实际上是利用了自激振荡的原理，而则被称为自激振荡的平衡条件，其中叫做自激振荡的幅度平衡条件，φA+φF=2nπ叫做自

3、激振荡的相位平衡条件。02:50:151010.1.2正弦波振荡器的组成根据图10-4可知，正弦波振荡器的组成环节如下：放大环节A：利用放大器件实现xo＝Ax'i选频环节F(ω)：xf＝F(ω)xo正反馈环节，包括两个方面φA+φF=2nπ：利用电容、电感等移相实现其次是能够起振和稳幅：利用放大器件的非线性特征自动实现02:50:1511第10章正弦波振荡器10.1正弦波产生原理10.2选频网络10.3典型正弦波振荡器02:50:151210.2选频网络任何对特定频率正弦信号表现出独有特性的电路，都可以用来把特定频率正弦信号从噪声中分离出来，从而构成选频网络。02:50:1513

4、10.2选频网络10.2.1RC串并联选频10.2.2LC选频10.2.3石英晶体选频02:50:151410.2.1RC串并联选频02:50:1515RC串并联选频（续）RC串并联电路的特征频率为当信号频率为特征频率f0时，电压传输特性达到最大值（1/3），且呈现纯电阻特性。02:50:151610.2.2LC选频利用LC谐振电路在谐振频率上所表现出的特性，即可构成选频电路。02:50:15171．LC串联选频电路02:50:1518LC串联选频电路（续）LC串联谐振时，对外阻抗为零，且呈现纯电阻特性。LC串联电路仅对于频率为f0的信号阻抗为零，对其余频率信号的阻抗则很大。02

5、:50:1519LC串联选频电路（续）02:50:1520LC串联选频电路（续）LC串联选频电路如图10-6(c)所示。因为LC串联环节仅仅对频率为f0的正弦波阻抗为零，所以信号us中的频率为f0的正弦电压将不受任何阻碍地通过LC串联环节输出到RL负载上；其余频率的电压则被LC串联环节所阻，从而无法输出到负载上。02:50:15212．LC并联选频电路02:50:1522LC并联选频电路（续）LC并联谐振时，对外导纳为零，且呈现纯电导特性。LC并联电路仅对于频率为f0的信号导纳为零，对其余频率信号的导纳则很大。导纳越大意味着导通能力越强，导纳越小意味着导通能力越弱，导纳为零意味着

6、根本就不能通过。02:50:1523LC并联选频电路（续）频率为f0的信号导纳为零，不能通过LC并联电路，所以能够到达负载。02:50:152410.2.3石英晶体选频LC选频电路的谐振频率取决于L、C的值，但是作为分立元件，L、C的值在温度、电源电压波动下会产生漂移，这会导致LC谐振频率变得不稳定，从而影响LC选频电路的稳定性。LC选频电路的振荡波频率不够稳定。02:50:15251．压电效应正压电效应机械形变使晶体表面带电打火机、话筒逆压电效应（电致伸缩效应）压电晶体在电场作用下将发生机械形变声波发生器02:50:15262．压电晶体的谐振频率某些晶体、陶瓷以及木材、生物骨骼

7、等都具有压电效应，每种材料都具有不同的频率特性。利用石英晶体实现机械能和电能转换的效果并不好，但是温度变化时，石英晶体的谐振频率却非常稳定，利用这个特性，就可获得高稳定度的选频电路。02:50:15273．石英晶体的阻抗特性02:50:1528石英晶体的阻抗特性（续）石英晶体阻抗的频率特性中，有两个极值点，频率fs对应的阻抗最小值，频率fp对应的阻抗最大值。02:50:1529石英晶体串联谐振频率阻抗在频率fs达到最小值，意味着频率fs的电流最容易流过石英晶体，所以只要我们把石英