正玄波原理图 (2)
正弦波发生电路原理
正弦波发生电路原理正弦波发生电路 正弦波发生电路能产生正弦波输出，它是在放大电路的基础上加上正反馈而形成的，它是各类波形发生器和信号源的核心电路。
正弦波发生电路也称为正弦波振荡电路或正弦波振荡器。
产生正弦波的条件 产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似。
只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端，产生了足够的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈。
在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信号，无所谓附加相移。
比较图1（a）和（b）就可以明显地看出负反馈放大电路和正反馈振荡电路的区别了。
正弦波发生电路组成 正弦波发生电路由放大电路、正反馈网络、选频网络以及稳幅电路组成。
为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。
但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈量。
如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。
反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。
为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。
选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。
正弦波振荡器的名称般由选频网络来命名。
正弦波发生电路及工作原理 图示为RC桥式正弦波振荡器。
其中RC串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，R3、R、Rs 及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。
调节电位器Rw，可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。
利用两个反向并联二极管D2、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。
D、D2采用硅管（温度稳定性好），且要求特性匹配，才能保证输出波形正、负半周对称。
Rs 的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。
电路的振荡频率：F=2πRC分之一。
起振的幅值条件。
调整反馈电阻Rs，使电路起振，且波形失真最小。
正弦波振荡电路基本原理.ppt
f02π
1 LC1C2 (C1+C2)
若C C1且C C2，则
f0
2π
1 LC
电路特点：波形好，振荡频率调整范围小，适于频
率固定的场合。 用LC并联回路担任选频网络的ＬＣ正弦波振器。其 振荡频率一般在１MHz以上，甚至可高达 1000MHz。
9.2.3 石英晶体振荡器 1.石英晶体的基本特点 SiO2结晶体按一定方向切割的晶片。 压电效应和压电振荡：机械变形和电场的关系 固有频率取决于其几何尺寸，故非常稳定。
多谐电路
工作波形
输出信号周期：
T = T 1+ T 2= 0 .7 (R 1+ 2 R 2 )C
振荡频率和占空比分别为 ：
1 1.43
f
= T
R1
+2R2C
q=T1 R1 +R2 T R1 +2R2
（2）施密特触发器：
施密特触发器
工作波形
【施密特触发器的应用】 （1）将正弦波（或三角波）变换成矩形波； （2）波形的整形； （3）幅度鉴别。
33 2020/11/14
矩形波发生器
（3）延迟环节：使得两个状态均维持一定的时 间，决定振荡频率。利用RC电路实现。
电容上的波形
输出波形
35 2020/11/14
3.原理分析 （1）电容初始电压为零，设电源接通瞬间电压比较 器输出高电平 +U（Z 第一暂态），电压比较器同相 输入端的电位为
u+
fp
fs与fp值非接近。
28 2020/11/14
3.石英晶体振荡器电路类型 （1）串联型石英晶体振荡器：当石英晶体发生 串联谐振，即 f = fs
正弦波发生电路 (2)
正弦波发生电路
正弦波发生电路是一种电路系统，用于产生连续的正弦波信号。
以下是一种常见的正弦波发生电路。
1. RC相移网络：这是一种简单的正弦波发生电路，使用一个电容和一个电阻构成的相移网络。
根据RC网络的性质，当输入一个方波或方波脉冲时，输出信号会变成更接近正弦波的波形。
2. 晶体管振荡器：这是一种更复杂的正弦波发生电路，通常由几个晶体管和其他电子元件构成。
晶体管振荡器利用放大器的放大作用和反馈回路的控制，使得电路在特定的频率下开始自我启动振荡，产生正弦波信号。
3. 压控振荡器（VCO）：这是一种特殊类型的正弦波发生电路，其频率可以通过改变输入的电压进行控制。
VCO常用于频率调制、频率合成和频率捷变等应用。
4. 数字正弦波发生器：这是一种基于数字信号处理技术的正弦波发生电路。
通过计算机处理器或专用的数字信号处理器，将数字信息转换为模拟的正弦波信号输出。
这些是一些常见的正弦波发生电路，不同的电路有不同的工作原理和实现方式，可以根据具体的需求选择适合的电路。
正弦波发生电路
在电子乐器中，RC正弦波发生电路可以用于合成器、效果器和采样器 等设备，产生音符和音效。
04
在科学实验中，RC正弦波发生电路可以用于模拟地震、潮汐等自然现 象，进行相关研究。
LC正弦波发生电路的应用实例
01 02 03 04
LC正弦波发生电路常用于产生高频信号，如无线电广播和电视信号。
在通信领域，LC正弦波发生电路可以作为载波信号，用于调制解调器 和无线传输系统。
晶体振荡器的工作原理
总结词
晶体振荡器是一种利用晶体元件的压电 效应产生振荡的电路。
VS
详细描述
晶体振荡器由一个晶体元件和两个电容组 成，通过调节电容的大小，可以改变振荡 频率。当晶体元件受到外力作用时，会产 生形变，进而产生交变电场，形成正弦波 。晶体振荡器的优点是输出信号的频率稳 定度高、精度高，但价格较高。
正弦波发生电路
目录 CONTENT
• 正弦波发生电路概述 • 正弦波发生电路的工作原理 • 正弦波发生电路的设计与实现 • 正弦波发生电路的性能指标与测
试方法 • 正弦波发生电路的应用实例
01
正弦波发生电路概述
正弦波的定义与特性
正弦波是一种周期性变化的波形，其幅度和频率均随时间变 化。在数学上，正弦波可以用三角函数表示，其波形呈正弦 曲线形状。
选择合适的晶体振荡器型号，根据晶 体振荡器的频率计算输出频率，选择 合适的运放配置以获得理想的输出波 形。
实现方法
根据设计步骤搭建电路，将晶体振荡 器接入电路中，通过运放进行信号放 大和缓冲，输出理想的正弦波信号。
数字信号发生器正弦波发生电路的设计与实现
设计步骤
选择合适的数字信号发生器芯片，根据芯片的规格和功能编写程序以生成正弦波信号， 选择合适的DAC配置以获得理想的输出波形。
4章正弦波振荡器
u 反馈振荡器的工作原理 u LC正弦波振荡器 u 振荡器的频率和振幅稳定度 u 石英晶体振荡器
高频电子线路
西南科技大学网络教育学院
振荡器作用：产生一定频率和幅度的信号
按振荡波形分 按振荡原理分
正弦波振荡器
非正弦波振荡器 利用负阻器件的负阻
负振荡器
效应产生振荡
利用正反馈原理构成 反馈振荡器
U IQ
Q’点是不稳定平衡点。若要使该振荡器进入稳定的平衡点，在起
振时给晶体管加一电冲激，并使冲激电压大于UIB，这样自由振荡 就可以产生，这种起振时需要外加冲激的振荡称为“硬激励”。
与此相对，那些冲激能自由产生振荡的现象称为“软激励”。
高频电子线路
西南科技大学网络教育学院
2）相位稳定条件
相位稳定条件是指：当处于平衡状态的系统受到某一 外来因素的干扰，相位平衡状态被破坏，总相角φ大于或 小于2nπ时，环路自动恢复平衡状态φ＝2nπ的条件。
v 若有正反馈环路的话，其不断补偿消耗掉的能量，则能 维持正弦振荡。
高频电子线路
西南科技大学网络教育学院
一、 反馈振荡器的组成
放大器
Ui
Au
无外加输入信号
Uo
正弦波振荡器由放大器、
反馈网络
Uf
Fu
反馈网络组成
T&
=
U& f U& i
= A& F&
高频电子线路
西南科技大学网络教育学院
二、 反馈振荡器的工作原理
φ（ω）曲线在平衡 点附近应为负斜率， 如图所示。
j (w )
¶j (w )
<0
¶w w =w0
ω ω0
正弦波、方波、三角波发生电路解析
一、设计目的及要求：1.1、设计目的：（1）.掌握波形产生电路的设计、组装和调试的方法；（2）.熟悉集成电路：集成运算放大器LM324，并掌握其工作原理。
1.2、设计要求： （1）设计波形产生电路。
（2）信号频率范围：100Hz ——1000Hz 。
（3）信号波形：正弦波。
二、实验方案：方案一：为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。
但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。
如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。
反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。
为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。
选频网络由R 、C 和L 、C 等电抗性元件组成。
正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。
正弦波发生电路的组成：放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路。
产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似。
只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端，产生了足够的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈。
在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信号，无所谓附加相移。
(a)负反馈放大电路 (b)正反馈振荡电路图1 振荡器的方框图比较图1(a) 和 (b)就可以明显地看出负反馈放大电路和正反馈振荡电路的区别了。
由于振荡电路的输入信号i X =0，所以i X =fX 。
由于正、负号的改变，正反馈的放大倍数为：F AA A -=1f，式中A 是放大电路的放大倍数，.F 是反馈网络的放大倍数。
振荡条件：1..=F A幅度平衡条件：|..F A |=1相位平衡条件：ϕAF = ϕA +ϕF = ±2n π振荡器在刚刚起振时，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一些，即要求1|..|>F A 这称为起振条件。
高频电子线路正弦波振荡器.ppt
单调谐放大器
高频电子线路——第4章 正弦波振荡器
3.相位(频率)稳定条件
相位稳定条件和频率稳定条件实质上是一回事
正弦信号相位φ和频率ω的关系：
d
dt
dt
振荡器的角频率 增大导致相位不断超前 相位 的不断超前表明角频率 增大
高频电子线路——第4章 正弦波振荡器
（1）相位(频率)稳定过程
原平衡态： L (0 ) f F 0
4.1.2 起振条件
1．起振过程分析
单调谐放大器
刚通电：电路中存在很宽的频谱的电的扰动，幅值很小
通电后：
1）谐振回路的选频功能，从扰动中选出 osc 分量(osc 0)
2）放大器工作在线性放大区， |T (josc)|>1 ，形成增幅振荡
3）忽略晶体管内部相移： f ＝0
回路谐振： L＝0
T (josc) =0，相移为零
起振 过程
平衡 状态
起振 过程
平衡 状态
输出波形：
高频电子线路——第4章 正弦波振荡器
4.1.4 稳定条件
1.平衡状态稳定分析：
（1）振荡电路中存在干扰
单调谐放大器
① 外部：电源电压、温度、湿度的变化，引起管子和回 路参数的变化。
② 内部：存在固有噪声(起振时的原始输入电压,进入平 衡后与输入电压叠加引起波动)。
单调谐放大器
外界干扰后： L (0 ) f F 0
Ub 相位超前 Ub 相位
升高
振荡回路相频特性 L 下降
L () f F 下降
L () f F 0
达到新的平衡 > 0
外界干扰消失后： L () f F 0
Ub 相位滞后 Ub 相位
降低
电路识图16-正弦波振荡器电路原理分析
电路识图16-正弦波振荡器电路原理分析振荡器是一种不需要外加输入信号，而能够自己产生输出信号的电路。
输出信号为正弦波的振荡器称为正弦波振荡器。
正弦波振荡器由放大电路和反馈电路两部分组成，反馈电路将放大电路输出电压的一部分正反馈到放大电路的输入端，周而复始即形成震荡，如下图所示。
正弦波振荡器有变压器耦合、三点式振荡器、晶体振荡器、RC振荡器等多种电路形式。
一、变压器耦合振荡器变压器耦合振荡器电路如下图所示。
LC谐振回路接在晶体管VT 集电极，振荡信号通过变压器T耦合反馈到VT基极。
正确接入变压器反馈线圈L1与振荡线圈L2之间的极性，即可保证振荡器的相位条件。
R1，R2为VT提供合适的偏置电压，使VT有足够的电压增益，即可保证振荡器的振幅条件。
满足了相位、振幅两大条件，振荡器便能稳定的产生振荡，经C4输出正弦波信号。
变压器耦合振荡器工作原理可用下图说明：L2与C2组成的LC并联谐振回路作为晶体管VT的集电极负载，VT的集电极输出电压通过变压器Y的振荡线圈L2耦合至反馈线圈L1，从而有反馈至VT基极作为输入电压。
由于晶体管VT的集电极电压与基极电压相位相反，所以变压器Y的两个线圈L1与L2的同名段接法应相反，使变压器T同时起到倒相作用，将集电极输出电压倒相后反馈给基极，实现了形成振荡所必须的正反馈。
因为并联谐振回路在谐振时阻抗最大，且为纯电阻，所以只有谐振频率f0能够满足相位条件而形成振荡，这就是LV回路的选频作用。
电路振荡频率计算公式如下变压器耦合振荡器的特点是输出电压大，适用于频率较低的振荡电路。
二、三点式振荡器三点式振荡器是指晶体管的三个电极直接与振荡回路的三个端点相连接而构成的振荡器，如下图所示。
三个电抗中，Xbe，Xce必须是相同性质的电抗（同是电感或同是电容），Xcb则必须是与前两者相反性质的电抗，才能满足振荡的相位条件。
三点式振荡器有多种形式，较常用的有电感三点式振荡器、电容三点式振荡器、改进型电容三点式振荡器等。
正弦波振荡器原理基础PPT课件
第20页/共73页
调基电路
调基电路振荡频率在较宽 的范围改变时，振幅比较平衡。
Rb1
由于基极和发射极之间的
输入阻抗比较低，为了避免过多
地影响回路的Q值，故在调基和
调发这两个电路中，晶体管与振
(n 1, 1, ) (相位平衡)
在平衡条件下，反馈到放大管的输入信号正好等于放大管维持及所需要的输
入电压，从而保持反馈环路各点电压的平衡，使振荡器得以维持。
第8页/共73页
用电路参数表示振荡器的平衡条件：
Ic1 icmax1(c ) gcvb (1 cosc )1(c ) yfeVb1(c ) yfeVi
地影响回路的Q值，故在调基和 b1
调发这两个电路中，晶体管与振 荡回路作部分耦合。
Rb2
VCC L2
M
Ce
Cb
L1 C Ro
（c）调发电路
第23页/共73页
互感耦合振荡器在调整反馈(改变M)时，基本上不影响振荡频率。但由 于分布电容的存在，在频率较高时，难于做出稳定性高的变压器。因此，它 们的工作频率不宜过高，一般应用于中、短波波段。
件应为
＜0
写成偏微分形式，即
或
<0
(Y Z F ) <0
由于y和F对于频率变化的敏感性一般远小于Z对频率变化的敏感性，即
Y Z
F Z
因此， 相位稳定条件应为
Z ＜0
第15页/共73页
振荡器的相位稳定的条件说明只有谐振回路的相频特性曲线Z=f()在工作频 率附近具有负的斜率，才能满足频率稳定条件。
正弦波振荡器29页PPT
三、相位(频率)稳定条件 1．T(osc) 的偏移对振荡频率的影响
① 由相位平衡条件
T(osc) = 2n(n 0，1，2，···)，表明每次放大和反
馈后的电压与原输入电压同相。
② 若某种原因使 T(osc) > 0 ③ 若某种原因使 T(osc) < 0
2．相位(频率)稳定的讨论
① 若某种原因使 T(osc) > 0(即 > osc)，由特性， T() < 0， Vi 的超前势必受到
则：① 振幅平衡条件：环路增益的模 T(osc) = 1
② 相位平衡条件：环路增益的相角
T(osc) = 2n
(n 0，1，2，···)
3．讨论
反馈振荡器需同时满足起振条件与平衡条件：
① 起振时，T(osc) > 1，Vi 迅速增长； ② 随后，T(osc)下降，Vi 的增长速度变慢；
③ 到 T(osc) = 1 时，Vi 停止
② 振荡器有回到平衡状态的趋势。当干扰消失后，能 回到平衡状态。原平衡状态是稳定的。
二、振幅稳定条件
1．稳定过程
若 Vi ViA, T(osc)1，干扰使：
Vi ViA环 路 特 性 T(osc)1 V i T(osc)
最后在新的 ViA 上重新满足平衡条件 T(osc) = 1
Vi ViA环 路 特 性T(osc)1 V i T(osc)
二、平衡条件
1．分析 若在某一频率 osc 上，Vf 与 Vi 同相又等幅，即 Vf Vi
当环路闭合后：
① 主网络将输出正弦振荡电压 Vo ，角频率为 osc 。
② 所需输入电压 Vi 全部由反馈电压 Vf 提供，无需外 加输入电压。
2．平衡条件
第二章正弦波振荡器
2019/11/9
高频电子
16
⑵相位稳定条件
外界因素的变化同样会破坏相位平衡条件，使环路相 移偏离2nπ。相位稳定条件是指相位条件一旦被破坏 时环路能自动恢复φ T=2nπ所应具有的条件。 相位稳定条件是
a
0 0
2019/11/9
高频电子
17
由上面分析可得平衡条件：
振幅平衡条件Uf＝Ui或T(jω )＝1
相位平衡条件φ T=2nπ n=0,1,2,3，…
2019/11/9
高频电子
14
3.稳定条件
任何平衡都应当具有抗干扰能力，即系统应当是 稳定平衡的。
稳定平衡是指外界因素使系统状态稍微偏离原平 衡时，系统具有依靠自身的潜能恢复平衡的能力。
高频电子
3
二、振荡器分类
1.按产生振荡的波形划分：正弦波振荡器和张 弛波（方波、三角波、锯齿波等）振荡器。
2.按振荡电路中有源器件的特性和维持振荡的 原理划分：反馈型振荡器，它是目前应用最 多的一类振荡器；另一类是负阻振荡器，它 是将负阻器件直接接到谐振回路中，利用负 阻器件的负电阻效应去抵消回路中的损耗， 从而产生等幅的自由振荡，这类振荡器主要 工作在微波频段。
第三，对信号环路的讨论都是以时域电压或电流波形 的正弦变化规律为基础，为此外面可采用“正反馈”。
2019/11/9
高频电子
9
2019/11/9
高频电子
10
二、正弦波振荡器的工作原理----振荡三条件
正弦波振荡器是一种不需要输入信号就能自 动将直流能量转换为特定频率和振幅的正弦 交变能量的电路，它将该电路的输出送回到 输入端作为放大器的输入，在满足一定条件 时，该电路就变为正弦波振荡器，产生连续 的具有特定频率和振幅的正弦波。
正弦波振荡电路(2)
第七章 正弦波振荡电路正弦波振荡电路是用来产生一妃频率和幅度的正弦交流信号的电子电路。
它的频率范用 可以从几赫兹到几百兆赫兹，输岀功率可能从几亳瓦到几十千瓦。
广泛用于各种电子电路中。
在通信、广播系统中，用它来作高频信号源;电子测量仪器中的正弦小信号源，数字系统中的 时钟信号源。
另外，作为髙频加热设备以及医用电疗仪器中的正弦交流能源.正弦波振荡电路是利用正反馈原理构成的反馈振荡电路，本章将在反馈放大电路的基础上，先 分析振荡电路的自激振荡的条件，然后介绍LC 和RC 振荡电路，并简要介绍石英晶体振荡电 路.第一节 振荡电路概述在放大电路中，输入端接有信号源后，输岀端才有信号输岀。
如果一个放大电路当输入 信号为零时，输出端有一泄频率和幅值的信号输出，这种现象称为放大电路的自激振荡.一、振荡电路框图图7-1为正反馈放大器的方框图,在放大器的输入端存在下列关系：Xi=X i+Xf(7-1 )其中Xi 为净输入信号，且正反馈放大器的闭环增益最后得到3) 则A ,这就表明，在图7-1中如果有很小的信号X 、输入,便可以有很大的信号X o =A f输岀•如果使反馈信号与净输入信号相等，即 图7-2自激振荡方框图 那么可以不外加信号上而用反馈信号X,取代输入信号仍能确保信号的输岀，这 时整个电路就成为一个自激振荡电路,自激荡器的方框图就可以绘成如图7—2所示的形式。
AX. Xi—XfAXj X.-AFX r .如果满足条件\hAF\=O,或AF=1(7-2)(7 图7-1正反馈放大电路的方框图二、自激振荡的条件由上述分析可知，当AF= 1自激振荡可维持振荡。
AF= 1即为自激振荡的平衡条件，其中A和F 都是频率的函数，可用复数表示：则AF = \AF\ Q+g即\AF\ = AF = \(7-4)和久+冏=2“兀“= 0,1,2,3…(7—5)式(7—4)称为自激振荡的振幅平衡条件，式(7-5)称为自激振荡的相位平衡条件。