模拟电子课件 第6章 正弦波振荡电路

3、振荡的建立与稳定
选频放大
+UCC
RB1 C f0L
uO
C1
初始信号 RB2
T L1 uF
RE
CE
等幅正弦 波振荡
反馈电压
二、三点式振荡电路
电路演变
+UCC
+UCC
RB1 C
L
Cb T L1
RB2
RE
CE
RB1
RC
C2
C1
C
T
e L1
C
RB2
RE CE
L2
b
自耦变压器
1、电感三点式（哈特莱）
R
_∞
A+ +
+
Uf C R
++
R1Ui
Uo
-
-
-
Uo大 Rf 功耗大 Ta
Rf
Auf
Uo
一、变压器反馈式振荡电路 二、三点式振荡电路 三、应用举例
概述
1、选频电路： LC并联谐振回路。
2、分类： 变压器反馈式 三点式 电感三点式 电容三点式
3、应用：振荡频率高，一般可达100MHz 以上。常用来产生高频正弦信号，一般在数百 kHz以上，例如收音机和电视机中所需要的本 机振荡。
+UCC
RC
C2
- -C
- T
+
+e
Li1
RE CE
L2
C
+b
2、电容三点式 (考尔毕兹) （1）电路组成
+UCC
L、C1、C2——选频
RB1
RC
C3
回路。
C
C2——反馈电容。
RB2
T e C1 L
RE CE
C2
C3——隔直电容，防 止L将C－e短路。
b
反馈电压取自C2
+UCC
（2）相位条件
RB1
复习
0
1 LC
或f0
2
1 LC
②当外加信号频率f=f0时，产生并联谐振。
③此时回路的等效阻抗为纯阻性质，且阻抗最大。
外加信号频率
振荡频率：
f
1
f0 2 LC
LC并谐回路
+
C
f0 L u-O
固有振荡频率
I
CL R
回路 损耗
并联谐振频率：
f0
2
1 LC
品质因数：
Q 1 L RC
Q值愈大，选频特性愈好。
二、正弦波振荡电路的基本组成部分
1、放大电路： 供能源，放大，设置合适的Q点。
2、反馈网络：
形成正反馈，满足相位条件。 3、选频电路： 保证产生单一频率的正弦波。
4、稳幅环节：负反馈
按选频网络类型分：
LC振荡电路: 振荡频率高，1MHz以上 RC振荡电路：振荡频率低，1MHz以下 石英晶体振荡电路：振荡频率稳定
三、振荡电路的起振与稳定
1、初始信号由来：接通直流电源瞬间， 有一个电冲击，三极管激起微弱的信号,包 含丰富的频率成分。
2、起振：选频放大。 为保证输出单一频率的正弦波，振荡器
要具有选频特性。只有某一特定频率f0的信 号满足自激振荡条件,从初始信号中挑选出 来。
f0的信号→放大→输出→反馈→放大→…
RC桥式振荡电路
1、电路构成 分立元件电路构成
集成运放电路构成 RC串并联电路 ＋ 同相比例放大电路
R1
Uf
R
Rf
_∞
A+ +
CR
C
Rf
C
UO
R
_∞
+
A+ +
+
UfC R
-
R1+
Ui
-
UO
-
R1
Up
Rf
_∞
A+ +
CR
R
C
正反馈 支路
UO
组成 电桥
R
Rf
C
R C
R1
负反馈 支路
_∞
A+
+
UO
2、RC串并联选频电路的选频特性
•
•
Ui
UO A
将反馈信 号代替外 加信号
•
•
Uf F UO
+
ui A
-
-
uF
+
F
+
•
•
uO UO AU i
-
uF与ui相位相同（正反馈）
uF代替ui必须满足
•
uF与ui幅度相等
F
•
UO
UO A
即AF 1
•
•
A
UO
•
Ui
•
•
F
U
•
F
UO
•
A AA
•
F FF
A ——UO与U
i的
相位差
F ——UF与UO的相位差
起振条件：AF 1 即：UF>U i
3、稳幅：当信号幅度增大到一定幅度时，进
入三极管的非线性区，电压放大倍数A降低，
振荡幅度自动稳定在某一值上，进入稳定状
态。
AF 1
RB1
RC
+UCC iC uO
RS
uS
RB2
T
RF
CF
O
起振
uCE 增幅 稳幅
一、RC桥式振荡电路
二、RC串并联选频电路的选频特性 三、应用举例
•
••
AF
U
•
F
AF A F
Ui
A F ——UF与Ui的相位差
•
••
AF
UF
•
AF A F
Ui
A F ——UF与Ui的相位差
1、幅度平衡条件： AF 1 即：UF=Ui
2、相位平衡条件： A F 2n(n 0,1,2,3...)
即: UF与Ui 同相 为正反馈 结论：对于任何类型的振荡器，只有这两 个条件同时满足，振荡才能维持。
第一节、振荡电路的基本概念 第二节、RC正弦波振荡电路 第三节、LC正弦波振荡电路
概述
正弦波振荡电路——用来产生一定频 率和幅度的正弦交流信号的电子电路。
广泛应用：在无线电技术、测量、控 制技术、工业生产和日常生活中,用作高 频信号源、加工设备中的高频能源，如高 频加热炉、超声波压焊机等。
分类：
变压器反馈式
一、变压器反——选频回路 LF——反馈线圈 C1——隔直电容，防止 L1将直流b－e短路。
什么是同名端?
I1
I2
RB1 C1
+
uBE
–RB2
C f0L
T RE
uO
CE
-
+
N1 N2
R
–
uF
+-
+
LF
(b)振荡回路线圈的接法 (a)分立元件构成的振荡回路
2、选频网络的作用 ①回路的谐振频率为:
（1）电路组成
L1、L2、C——选频回路。
+UCC
RB1
RC
C2
L2——反馈线圈。 C1——隔直电容，防止L2将 b－e短路。
C1
C C2——隔直电容，防止L1将
T
e L1
C－e短路。
C
RB2
RE Ce
L2
b
反馈电压取自L2
（2）相位条件 方法：瞬时极性法；
RB1
+C1
（3）振荡频率
RB2
1
f0 2 (L1 L2 2M )C
幅频特性
C1
R1
C2
R2
+
+ U0
Uf Uf 与 U0 之
- - 间的相移
F
1
3
o
f0
f
相频特性
+90°
在频率f0处， Uf 最大, =0°， o
f
只有f=f0一个频率满足振荡条件。 -900
f0
RC串并联选频电路的谐振频率
1
f0 2RC
(R1=R2=R， C1=C2=C)
谐振时：
Uf 1
U1
出波形好。
电容三点式振荡电路
b e
反馈 电容
C
T
方法：瞬时极性法；
1
R2
R28
2
应用：电子琴电路
R27
3
R26
4
R25
5
R24
6
R23
7
R22
1
R21
RF1 RF2 D1
R1
D1
_
C
+
+
C Rf 可调
uo 功率放 大器
三、应用举例——晶体管接近开关
感应头 接线端
它与运动的被测金属体接近到一定距离时 （不需直接接触）就能发出动作信号。
LC正弦波振荡电路 三点式 电感三点式
电容三点式 RC正弦波振荡电路：RC桥式振荡电路
石英晶体正弦波振荡电路
6.1 基本概念
一、产生自激振荡的条件 二、正弦波振荡电路的组成 三、振荡电路的起振与稳幅
自激振荡——不需外加输入信号，本身 就能产生交流信号的电路。（把直流电转换 成交流电的电路）
一、产生自激振荡的条件
起振条件：
AF > 1
因为AF>1， F=1/3， 则A>3。
对于同相比例运放：
所以取Rf >2R1。 4、负反馈支路的作用
Auf
1 Rf R1
5、自动稳幅措施
反馈电阻RF采用热敏电阻。