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1、缓冲器高频放大器调制器高频功率放大器主振器低频功率放大器前置放大器声电变换器混频中频放大低频电压放大低频功率放大本机振荡高频小信号放大第一节概述发射系统框图接收系统框图解调第一节概述一、振荡电路的功能在没有外加输入信号的条件下,电路自动将直流电源提供的能量转换为具有一定频率,一定波形,一定振幅的交变振荡信号输出。二、振荡电路的分类正弦波振荡器非正弦波振荡器反馈型负阻型(100MHz以上)振荡器RC振荡器LC振荡器晶体振荡器按波形分按原理分按元件分负阻振荡器是指直接把一个呈现负阻特性的有源器件与谐振回路相接,以产生等幅振荡。三、主要技术指标1、振荡频率;2、频率稳定度;3、振荡幅度;4、振荡
2、波形;用途:发射机中载波振荡器;超外差接收机中的本机振荡器;测量仪器中的时间标准、频率标准等。反馈型振荡器的基本原理振荡的产生一、并联谐振回路中的自由振荡现象图3.3.1中,是并联回路的谐振电阻。在t=0以前开关S接通1,使。在t=0时,开关S很快断开1,接通2。3.1.1图3.1.1并联谐振回路的自由振荡现象(a)RLC并联谐振回路在的情况下,以后,并联回路两端电压的表达式,即回路在欠阻尼情况下的零输入响应为:其中振荡角频率衰减系数可见,当谐振电阻较大时,并联谐振回路两端的电压变化是一个振幅按指数规律衰减的正弦振荡。其振荡波形如图3.1.1(b)所示。3.1.1图3.1.1(b)阻尼振荡
3、波形二、产生无阻尼振荡的方法RLC并联谐振回路中自由振荡衰减(产生阻尼振荡)的原因在于损耗电阻的存在。若回路无损耗,即→∞,则衰减系数→0,回路两端电压为(等幅正弦振荡)所以产生无阻尼振荡的方法是:正反馈的方法:利用正反馈不断地适时给回路补充能量,使之刚好与损耗的能量相等,那么就可以获得等幅的正弦振荡了;负阻法:在电路中引入一个具有负阻特性的器件,使之等效电阻刚好与电路的损耗电阻大小相等,相互抵消,以获得一个等幅的正弦振荡。3.1.1第二节反馈型LC振荡原理一、组成反馈型LC振荡器是由调谐放大器和正反馈网络构成.调谐放大器正反馈网络条件①放大器必须是调谐放大器,具有选频滤波的功能②反馈网络
4、必须是正反馈二、振荡的建立与起振条件实际中的反馈振荡器是由反馈放大器演变而来,如右图。自激振荡建立的物理过程若开关K拨向“1”时,该电路则为调谐放大器,当输入信号为正弦波时,放大器输出负载互感耦合变压器L2上的电压为vf,调整互感M及同名端以及回路参数,可以使vi=vf。此时,若将开关K快速拨向“2”点,则集电极电路和基极电路都维持开关K接到“1”点时的状态,即始终维持着与vi相同频率的正弦信号。这时,调谐放大器就变为自激振荡器。反馈型振荡器基本工作原理L2+–vfvoLC+–+viK12Rb2ReCe+VCCM+–在电源开关闭合的瞬间,电流的跳变在集电极LC振荡电路中激起振荡。选频网络带
5、宽极窄,在回路两端产生正弦波电压vo,并通过互感耦合变压器反馈到基级回路,这就是激励信号。起始振荡信号十分微弱,但是由于不断地对它进行放大—选频—反馈—再放大等多次循环,于是一个与振荡回路固有频率相同的自激振荡便由小到大地增长起来。A0F>1(n=0,1,2,…,n)物理意义是振荡为增幅振荡物理意义是振荡器闭环相位差为零,即为正反馈。微小的扰动电压经放大选频反馈再放大再选频再反馈‥‥如此循环,振荡电压就会增长起来,建立了振荡.起振过程:相位起振条件其中,A0为当电源接通时的电压增益。1、起振条件振幅起振条件稳定条件1、振荡建立后,振幅会不会无限增大?——“不会”由于放大器的放大特性,在小信
6、号放大时是线性的,而大信号放大时是非线性的。放大信号的增大会使集电极电流产生失真,谐振回路取出的电压是基波电流和谐振电阻的积。放大器的电压增益随信号电压增大而减小。直到AF=1时,达到等幅振荡。2、振荡建立后,电路工作于什么状态才达到平衡?因为平衡时,AF=1,且为大信号工作状态。这时放大器的电压增益为稳定条件起振时的,是小信号放大,通角=,故=。即进入平衡状态应满足AF=1,(n=0,1,2…n)因而从,可以看出起振条件的大小决定平衡的工作状态。例如,(1)=2时,=0.5,=,平衡于乙类放大状态;(2)>2时,<0.5,<,平衡于丙类放大状态;(3)1<<2时,0.5<<1,>>,平衡
7、于甲乙类放大状态。3.结论:平衡时一定进入非线性工作状态,最终状态由值决定。Pspice仿真振荡器输出波形三、振荡的平衡与平衡条件1、振荡的平衡条件平衡过程:刚起振时A0F>1,增幅振荡,随着反馈回来的输入振幅的不断增大,谐振放大器进入非线性状态。非线性状态电压增益A随着振幅增大而降低,直到AF=1时,达到平衡.AF=1(n=0,1,2,…)物理意义:等幅振荡物理意义:正反馈振荡器刚起振时,工作于甲类,起振后由甲类逐渐向