电子技术 教学课件 作者 陈瑞 第5章 正弦波振荡电路2.ppt

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1、第5章正弦波振荡电路内容提要：本章介绍正弦波振荡的基本概念，振荡电路，振荡电路和石因英晶体振荡电路。重点讨论：振荡电路和振荡电路的振荡原理和振荡频率的计算，简单介绍石英晶体振荡电路的知识。5.1振荡电路的基本概念5.2RC正弦波振荡电路5.3LC正弦波振荡电路5.4石英晶体振荡电路5.5实用的振荡电路本章小结本章主要内容5.1.1振荡电路基本概念振荡电路是一种不需要外接输入信号，在输出端仍有一定频率、一定幅度信号输出的电路。振荡电路↙↘正弦波振荡电路非正弦波振荡电路本节重点介绍正弦波振荡电路。5.1振荡电路的基本概念5.1.2产生正弦波振荡的条件

2、如图所示由于振荡电路不需要外界输入信号，因此反馈信号就是放大电路的输入信号,就是放大电路的输出信号。当，则有图5-1振荡电路方框图（5-1）式（5-1）就是振荡电路的自激振荡条件。这个条件包含幅值和相位两个条件：（1）幅值平衡条件即放大倍数与反馈系数乘积的模为1（2）相位平衡条件即反馈信号和输入信号要同相5.1.3正弦波振荡电路的组成上图为RC音频振荡器可分为四部分（1）放大电路（2）反馈网络（3）选频网络（4）稳幅电路构成电桥的四臂起到稳幅的作用。VCCuo两级放大电路构成选频网络都是反馈电路5.2RC正弦波振荡电路5.2.1RC串并联网络图5

3、-4RC串并联的频率特性RC串并联网络相频特性幅频特性图5-5是由运算放大器和串并联网络构成的正弦波振荡电路。当时，RC正弦波振荡电路电路的振荡频率为图5-5采用运算放大器的RC振荡电路5.3LC正弦波振荡电路LC正弦波振荡电路是由并联回路作为网络。电感三点式电容三点式LC正弦波振荡电路有变压器反馈式变压器反馈式振荡电路如图5-6所示。电路中的选频网络由LC并联电路组成，反馈由变压器绕组N2来实现。图5-6变压器反馈式振荡电路1.相位条件将图5-6电路中A点断开，在输入端加上一个频率为的正极性信号，三极管的集电极得到一个负极性信号，变压器绕组N

4、1同名端为正极性信号。变压器同名端如图中所示，因而在变压器绕组N2的同名端得到一个正极性信号，反馈到输入端形成正反馈。因此与同相，电路满足相位条件。2.振荡频率只有在谐振频率时谐振阻抗最且为纯阻性，即：看作成一个电阻性负载，电路才满足振荡条件。振荡频率就是LC回路的谐振频率即.5.3.2电感三点式LC振荡电路电感三点式振荡电路又称电感反馈式振荡电路。图5-7电感反馈式振荡电路和C组成振荡回路起选频和反馈作用1.相位条件将上图中A点断开，在输入端加上一个频率为的正极性信号，在三极管的集电极得到一个负极性信号。这样1端对地为负，3端对地为正，反馈到输

5、入端形成正反馈。因此与同相电路满足相位条件。通常反馈线圈的为线圈和总匝数的1/8~1/4。2.振荡频率在分析振荡频率和起振条件时，可以认为LC回路的Q值很高，且电路产生并联谐振。根据谐振条件，电路的振荡频率为M为线圈和之间的互感K为耦合系数当K等于1时电感反馈式振荡电路的特点（1）振荡电路的和是自耦变压器，耦合很紧，容易起振，改变抽头位置可获得较好的正弦波振荡，且输出幅度较大。（2）频率的调节可采用可变电容，调节方便。（3）不足之处由于反馈电压取自，对高次谐波分量的阻抗大，输出波形中含较多的高次谐波，所以波形较差。振荡频率的稳定性较差。一般电感

6、反馈式振荡电路用于收音机的本机振荡以及高频加热器等振荡频率在几十兆赫兹以下的场合。5.3.3电容三点式LC振荡电路和上面电感反馈式振荡电路比较，只是把回路中的电感和电容的位置互换。电容三点式LC振荡电路如图5-8所示。图5-8耦合电容耦合电容旁路电容1.相位条件当回路谐振时，LC回路呈纯电阻性。反馈信号取自于电容两端的电压，输入到三极管VT的基级。如果将反馈端A点断开，用瞬时极性法判断可知与同相，电路满足相位平衡条件。2.振荡频率与电感反馈式振荡电路一样，电路的谐振频率为式中，电容反馈式振荡电路的特点（1）由于反馈电压取自电容，它对高次谐波分量

7、的阻抗较小，因此，振荡波形较好。（2）电感反馈式振荡电路受三极管极间电容的影响比较小，即频率稳定性较高。（3）电路不足之处：频率调节不便，调节范围较小。一般只用于高频振荡器中。为了克服调节范围小的缺点，常在支路中串联一个容量较小的可调电容，用它来调节振荡频率。5.4石英晶体振荡电路石英晶体振荡器采用石英晶体代替选频电路。上面讨论的电路很难达到无线电广播，无线电通信的要求。因此，采用石英晶体振荡器可以达到频率稳定度很高的要求。1.石英晶体的特性、符号及等效电路（1）石英晶体的特性。石英晶体是二氧化硅（）结晶体，具有各向异性的物理特性。石英晶片之

8、所以能做成谐振器是基于它的压电效应。石英晶体的符号如图5-9a所示，（2）石英晶体的符号和等效电路图5-9等效电路如图b)所示由等效电路