正弦波振荡器解析课件.ppt

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1、第三章正弦波振荡器重点反馈式振荡器的基本工作原理，起振与平衡条件三点式振荡器的组成原则及电路分析方法晶体振荡器的分类及分析方法难点起振与平衡条件分析三点式振荡器的分析判断方法概述一、振荡器的功能无输入信号情况下，将直流电源的能量转换成按特定频率变化的交流信号的能量二、振荡器分类1.定义：2.用途：凡是从输出信号中取出一部分反馈到输入端作为输入信号，无需外部提供激励信号,能产生等幅正弦波输出称为正反馈振荡器电子设备高频加热设备医疗仪器发射机(载波频率fC）接收机（本地振荡频率fL）仪器仪表振荡源数字系统时钟信号三、反馈振荡器的定义与用途§3.1反馈振荡器的工作原理放大器选频网络反馈网络放大器：具

2、有放大能力的有源器件。它的作用是不断地向振荡系统补充能量，以维持等幅振荡并输出给负载。选频网络：由储能元件组成。选频网络决定振荡频率。反馈网络：控制能量补充的正反馈网络。该网络控制能量适时、适度地补充给振荡系统。一、基本构成1.当刚接通电源时，振荡电路中各部分总是会存在各种电的扰动，它们包含了非常多的频率分量。2.由于选频网络的选频作用，只有频率等于振荡频率fO的分量才能被送到反馈网络。3.通过反馈网络送到放大器输入端的频率为fO的信号，就是原始的输入电压。4.该输入电压被放大器放大后，再经选频和反馈网络，得到反馈电压再送到放大器输入端。该输入电压（即反馈电压）与原输入电压相位相同，振幅增大。

3、这样，经放大、选频和反馈的反复循环，振荡电压振幅就会不断增大。二.振荡的建立过程5.随着振幅的增大，放大管进入大信号的工作状态。当振幅增大到一定程度后，由于晶体管的自限幅作用，放大倍数A将下降（反馈系数F一般为常数），于是环路增益AF逐渐减小，输出振幅Uom的增大变缓，直至AF=1时，反馈电压振幅与原输入电压振幅相同，电路达到平衡状态，于是振荡器就输出频率为fO、且具有一定振幅的等幅振荡电压。这样，一个微弱的电扰动就能使振荡器建立起自激振荡。AuFu=1uouiuf平衡条件放大器Au反馈网络FuUoUfUi1/FuOuiuoAuuoAuFu>1AuFu<1Ui1Uo1Uf1Ui2Uo2Uf2U

4、i3Uo3Uf3Ui4Uo4ufuf起振稳幅起振条件AuFu=1三．振荡器的平衡条件和起振条件起振条件：平衡条件：振荡两个条件中，关键是相位平衡条件，如果电路不能满足正反馈要求，则肯定不会振荡。至于振幅条件，可以在满足相位条件后，调节电路的参数来达到。判断相位条件，通常采用“瞬时极性法”。振幅条件：相位条件:相位条件:振幅条件：四.振荡器的平衡稳定条件当平衡破坏时，振荡器能自动恢复平衡的条件：1.振幅平衡稳定条件：AF对Ui的变化率为负值：由于F一般为常数，当Ui减小时，放大器的A增大；Ui增大时，放大器的A减小。这个条件可以通过正确设置放大器的工作点来满足。如前述振荡建立曲线所示。2.相位平

5、衡稳定条件：相位对频率的变化率为负值：当f发生变化时，产生一个新的、反方向的相位变化。对于反馈式正弦波振荡器，相位平衡稳定条件一般都能够满足。振荡频率的稳定度=五.频率准确度与稳定度频率准确度绝对频率准确度：相对频率准确度：Δf＝f－f0频率稳定度（时间间隔）一、影响频率稳定度的因素1.振荡回路参数对频率的影响振荡频率2.回路品质因素Q值对频率的影响。Q值越高，则相同的相角变化引起频率偏移越小。3.有源器件的参数对频率的影响振荡管为有源器件，若它的工作状态(电源电压或周围温度等)有所改变，也会引起振荡频率的改变。（a）低Q曲线f△Φ-△f(b)高Q曲线fΦ△Φ△f二、振荡器稳定频率的方法1.减

6、小外因变化，根除“病因”减小温度的变化，可将振荡器放在恒温槽内；减小电源的变化，采用二次稳压电源供电；或者振荡器采取单独供电。3)减小湿度和大气压力的影响，通常将振荡器密封起来。4)减小磁场感应对频率的影响，对振荡器进行屏蔽。5)消除机械振动的影响通常可加橡皮垫圈作减振器。2.减小负载的影响，在振荡器和下级电路之间加缓冲器。3.优化设计，选用优质元器件，提高回路Q值；本级采用低阻抗输出等。一、变压器反馈式振荡器变压器反馈式振荡电路,又称互感耦合振荡电路,它是利用变压器耦合获得适量的正反馈来实现自激振荡的。§3.2LC正弦波振荡器1、相位平衡条件在放大电路的输入端加信号,回路谐振时,U0与Ui反

7、相选择变压器同名端,使反馈电路又引入180o相移，即Uf与U0反相因此Uf与Ui同相，电路满足振荡的相位平衡条件。放大器必须有选频网络（LC回路），其Q值尽量高。变压器的同名端必须保证正反馈（射同基异）。与晶体管集电极和基极相连的绕组必须互为异名端，与晶体管集电极和发射极相连的绕组必须互为同名端。2、振荡频率在Q值足够高（回路的损耗很小）的条件下,振荡电路的振荡频率就是L1C回路的谐振频率,即3、