LC 正弦波振荡电路.doc

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1、LC正弦波振荡电路      LC振荡电路主要用来产生高频正弦波信号，电路中的选频网络由电感和电容组成。常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式、电感三点式和电容三点式。它们的选频网络采用LC并联谐振回路。图XX_01      LC并联回路如图XX_01所示，其中R表示回路的等效损耗电阻。由图可知，LC并联回路的等效阻抗为（1）   考虑到通常有，所以（2）   由式（2）可知，LC并联谐振回路具有以下特点：   （1）回路的谐振频率当或（3）   （2）谐振时，回路的等效阻抗为纯电阻性质，并达到最大值，即（4）   式中，，称为回路品质因数，其值一

2、般在几十至几百范围内。图XX_02(a)阻抗频率响应(b)相频响应   由式（2）可画出回路的阻抗频率响应和相频响应如图XX_02所示。由图及式（4）可见，R值越小Q值越大，谐振时的阻抗值就越大，相角频率变化的程度越急剧，选频效果越好。   LC振荡电路主要用来产生高频正弦波信号，电路中的选频网络由电感和电容组成。常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式、电感三点式和电容三点式。它们的选频网络采用LC并联谐振回路。   （3）谐振时输入电流与回路电流之间的关系由图XX_01和式（4）有   通常，所以。可见谐振时，LC并联电路的回路电流或比输入电流大得

3、多，即的影响可忽略。这个结论对于分析LC正弦波振荡电路的相位关系十分有用。图XX_01   图XX_01所示为变压器反馈式LC振荡电路。由图可见，该电路包括放大电路、反馈网络和选频网络等正弦波振荡电路的基本组成部分，其中LC并联电路作为BJT的集电极负载，起选频作用。反馈是由变压器副边绕组N2为实现的。下面首先用瞬时极性法来分析振荡回路的相位条件。   如果在反馈线点b处断开，同时加入输入信号vb，其瞬时极性为（+），在谐振频率f0下，LC并联电路呈电阻性，而电容Cb和Ce通常较大，可视为短路，因此vc和vo反相（即ja为180°），故变压器的1端为

4、（–）极性。图中变压器的3端和2端分别接直流电压源和地，对于交流信号而言，它们都相当于接地，而绕组N2的4端和绕组N1的1端互为异名端，它们的相位相反，故4端为（+）极性，即为vf为（+），这样vf与vc反相（jf=180°），而vf与vb同相，满足相位平衡条件（）。   变压器反馈式LC正弦波振荡电路的幅值条件容易满足，只要变压器的变比和BJT选择适当，一般都可以满足幅值条件。而振荡的稳定是利用放大器件的非线性来实现的。当振幅大到一定程度时，虽然BJT集电极的电流波形可能明显失真，但由于集电极的负载是LC并联谐振回路，具有良好的选频作用，因此输出电

5、压的波形一般失真不大。       LC振荡电路除变压器反馈式，还常用电感三点式和电容三点式振荡电路，现分别讨论如下。   图XX_01所示为电感三点式振荡电路的原理图。这种电路的LC并联谐振电路中的电感有首端、中间抽头和尾端三个端点，分别与放大器件的集电极、发射极（地）和基极相连，反馈信号取自电感L2上的电压，因此，习惯上将图XX_01所示电路称为电感三点式LC振荡电路，或电感反馈式振荡器。①   前面讨论LC并联谐振回路时已得出结论：谐振时，回路电流远比流入或流出LC回路的电流大得多。因此，电感中间抽头的瞬时电位一定在首、尾两端点的瞬时电位之间，

6、即图XX_01电感三点式振荡电路（1）若电感的中间抽头交流接地，则首端与尾端的信号电压相位相反。（2）若电感的首端或尾端交流接地，则电感其它两个端点的信号电压相位相同。   现在分析图XX_01电路的相位条件。设从反馈线点b处断开，同时输入vb为（+）极性的信号，则共射极电路的输出信号应为（–）极性，而电路中的电感中间抽头交流接地，因此3端与1端的极性相反，即vf为（+）极性，vf与vb同极性，满足相位平衡条件。   至于振幅条件，则容易满足，只要适当选择BJT的b和L2/L1的比值，就可以实现起振。考虑到L1、L2间的互感M后，电路的振荡频率可近似

7、表示为（1）   电感三点式正弦波振荡电路不仅容易起振，而且采用可变电容器能在较宽的范围内调节振荡频率，其工作频率范围可以从数百千赫兹至数十兆赫兹，所以用在经常改变频率的场合（例如收音机、信号发生器等）。电路的缺点是，反馈电压取自L2上，L2对高次谐波（相对于f0而言）阻抗较大，因而引起振荡回路输出谐波分量增大，输出波形较差。①又称哈特莱振荡器。