第3章 正弦波振荡器10现象
正弦波振荡器基本原理
调整反馈网络的参数使反 馈可信这以号时代X把替·f与XSX·输·打f=a 。X入至·a电信X·路f号端不X,·a需相则要同X·。f 输入就有输出。
X·i S X·a 基本A放·、大? 电a 路 X·f 反F馈·、网?络f
正反馈放大电路
输入注信意号:X·a反相馈同信的号含义X·f与为 大小相等,相位一致。
本 区别正、负反馈电路比较环节
节
学学 正 弦 波 振 荡 电 路 的 振 荡 条 件 习习
要要 点点
正弦波振荡电路起振条件
和
要 正弦波振荡电路的基本组成部分及作用
求
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正、负反馈电路比较环节的区别
正弦波振荡电路的振荡条件
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正弦波振荡电路起振条件
正弦波振荡电路的基本组成部分
西藏第一神山·冈仁波齐峰 返回
引言
正弦波振荡电路是一个没有输入信号但有输出信号 的、带选频网络的正反馈放大电路。
振荡电路(即正反馈放大电路)与负反馈放大电路 在电路结构上的根本区别之一就是反馈信号 Xf 在输入 端与输入信号 Xi的迭加是相加的,所以在分析其相位条 件时与负反馈自激振荡有所不同。
本页完 返引回言
X·
o
本继页续完
正弦波振推导出荡结果 器的基本原理
一、正、负反馈电路比 较环节的区别
二、正弦波振荡电路维 持振荡的两个条件
一先个把信开号关X·a打(称至为X激·i 端励,信输号入)。 经基本放大电路放大后
输出X·o X·o = A··Xa
调整反馈网络的参数使反 馈信号X·f与X·输f=X入·a信号X·a相同。
二、正弦波振荡电路维 持振荡的两个条件
第3章 正弦波振荡器答案
第3章 正弦波振荡器3.1 为什么振荡电路必须满足起振条件、平衡条件和稳定条件?试从振荡的物理过程来说明这三个条件的含义。
答:(1)在刚接通电源时,电路中会存在各种电扰动,这些扰动在接通电源瞬间会引起电路电流的突变(如晶体管b i 或c i 突变),这些突变扰动的电流均具有很宽的频谱,由于集电极LC 并联谐振回路的选频作用,其中只有角频率为谐振角频率o ω的分量才能在谐振回路两端产生较大的电压()o o u j ω。
通过反馈后,加到放大器输入端的反馈电压()f o u j ω与原输入电压()i o u j ω同相,并且有更大的振幅,则经过线性放大和正反馈的不断循环,振荡电压振幅会不断增大。
故要使振荡器在接通电源后振荡幅度能从小到大增长的条件是:()()()()f o o i o i o u j T j u j u j ωωωω=>即: ()1o T j ω> ……起振条件 (2)振荡幅度的增长过程不可能无休止地延续下去。
随着振幅的增大,放大器逐渐由放大区进入饱和区截止区,其增益逐渐下降。
当因放大器增益下降而导致环路增益下降至1时,振幅的增长过程将停止,振荡器达到平衡状态,即进入等幅状态。
振荡器进入平衡状态后,直流电源补充的能量刚好抵消整个环路消耗的能量。
故平衡条件为:()1o T j ω=(3)振荡器在工作过程中,不可避免地要受到各种外界因素变化的影响,如电源电压波动、噪声干扰等。
这些会破坏原来的平衡条件。
如果通过放大和反馈的不断循环,振荡器能产生回到原平衡点的趋势,并且在原平衡点附近建立新的平衡状态,则表明原平衡状态是稳定的。
振荡器在其平衡点须具有阻止振幅变化、相位变化的能力,因此:振幅平衡状态的稳定条件是:()0i iAo iU U T U ω=∂<∂;相位平衡状态的稳定条件是:()0oT o ωωϕωω=∂<∂3.2 图题3.2所示的电容反馈振荡电路中,1100pF C =,2300pF C =,50μH L =。
正弦波振荡器-PPT
2
2001年9月--12月
6
导致振荡频率不稳定得原因(续2)
2、 影响环路 Q 值得因素
o
Q1 Q2
2
Q2
Q1
f01 f02
f0
f
▪ 器件输入、输出阻抗中得有功 部分。
▪ 负载电阻得变化。
▪ 回路损耗电阻尤其就是电抗元 件 得高频损耗,环路元器件得高频 响应等。
2
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导致振荡频率不稳定得原因(续3)
• 泛音晶体振荡器:利用石英谐振器得泛音振动特性对频率 实行控制得振荡器称为泛音晶体振荡器。这种振荡器可以将 振荡频率扩展到甚高频以至超高频频段。
2001年9月--12月
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1、 并联型晶体振荡电路
(1)皮尔斯(C-B)电路
RFC
Rb1
C
B
VCC
Rb 2
E
C1
Cb Re C2
JT
C
C1
E
C2
B
Lq
• 温度隔离法:将关键电抗元件置于特制得恒温槽内,使槽内得 温度基本上不随外界环境温度得变化。
▪ 利用石英谐振器等固体谐振系统代替由电感、电容构成得电 磁谐振系统,她就是高稳频率源得一个重要形式。 由于这种谐振系统构成得振荡器,不但频率稳定性、频率准确 度高,而且体积、耗电均很小,因此,在许多领域已被广泛地 采用。
0
2 L C
▪ 等号右边得负号表示频率变化得方向与电抗变化得方向刚好 相反。如电感量加大,振荡频率将降低。
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9
主要稳频措施(续1)
▪ 温度补偿法和温度隔离法:引起电抗元件电感量和电容量 变化最明显得环境因素就是温度得变化。
正弦波振荡器原理
正弦波振荡器原理
正弦波振荡器是一种产生正弦波信号的电路或设备,它的工作原理基于反馈回路和谐振现象。
首先,正弦波振荡器通常由放大器和反馈网络组成。
放大器负责提供信号的放大,而反馈网络则将一部分输出信号返回输入端,从而使电路产生振荡。
具体来说,当正弦波振荡器开始工作时,放大器会放大输入信号。
将一部分放大后的信号通过反馈网络返回到放大器的输入端,与输入信号相叠加。
这就形成了一个反馈回路。
在反馈回路中,存在向前传输的放大路径和反馈传输的路径。
放大路径将输入信号进行放大,而反馈路径则将一部分输出信号返回输入端。
在理想情况下,放大路径和反馈路径的增益相等,从而使得回路保持稳定。
当反馈回路的增益满足特定的条件时,回路会产生谐振现象。
也就是说,输入信号和反馈信号在回路中互相加强,形成一个持续不衰减的振荡。
为了保持回路稳定,正弦波振荡器会引入一些稳定元件,如电容和电感。
这些元件能够提供适当的频率选择和谐振调节,以确保输出信号的频率稳定和准确。
总之,正弦波振荡器通过反馈回路和谐振现象来产生稳定的正弦波信号。
合适的放大器、反馈网络和稳定元件的组合能够实
现不同频率范围内的正弦波振荡器。
这在电子通信、信号处理、声音合成等许多应用领域中都有着广泛的应用。
第3章正弦波振荡电路.
.
.
F ()
V
.
f
V0
jM
r jL1
A( )
.
F
( )
1
jMgm 2L1C jrC
rC
Mg m j(1
2 L1C)
00:56
21
.
根据相位平衡条件,A() F() 的模值应该为实数,则可以得到:
1
1 2 L1C 0 振荡角频率o为: o = L1C
9
振荡平衡条件: A( j )F( j ) 1
它是维持振荡的基本条件,通常也称为振荡的平衡条件。
A ( j ) Ae j A
又由于
F
(
j
)
Fe
j F
所以振荡平衡条件的约束方程可以分为两个方程:
AF 1
A F 2n (n 0,1,2)
一、开环法
开环法是先假定将振荡环路在某一点处断开,计算它的开环传递函数
.
A() F()
,然后用巴克豪森准则确定平衡条件,从而确定电路的
振荡频率和起振条件。
00:56
18
开环法步骤
1.画出振荡电路的交流通路,判别其是否能构成正反馈电路,即 是否有可能满足振荡的相位平衡条件。
2.画出微变等效电路,并在某一点(一般取晶体管输入端)开环。
3.计算开环传递函数
.
A() F ()
4.利用相位平衡条件确定振荡角频率0。
5.利用o角频率下的幅度平衡条件,确定维持振荡幅度所需要的gm值gmo。
6.选择晶体管的gm使gm >gmo 。此时电路就能够满足起振条件。
00:56
正弦波振荡器
设计实例分析
RC正弦波振荡器
适用于低频信号源,电路简单,但频率稳定性较差。
LC正弦波振荡器
适用于高频信号源,频率稳定性较高,但电路较为复 杂。
石英晶体振荡器
具有极高的频率稳定性和精度,广泛应用于各种高精 度测量和控制系统。
05
正弦波振荡器的调试与测试
调试步骤
01
检查电路连接
确保所有元件都正确连接,没有短 路或断路。
相位平衡条件
正弦波振荡器的相位平衡条件要求系统内部的相移与反馈路径上的相移之和为 整数倍的圆周,即相移之和必须等于2nπ(n为整数)。
幅度平衡条件
正弦波振荡器的幅度平衡条件要求系统内部的增益与反馈路径上的衰减之比等 于1,即系统内部的放大倍数与反馈路径上的衰减倍数相等。
04
正弦波振荡器的设计
设计流程
奈奎斯特判据
奈奎斯特判据通过分析系统的开环频率响应,判断闭环系统的稳定性。如果系统的开环频率响应在复平面的右半平面 没有极点,则闭环系统是稳定的。
伯德图判据
伯德图判据通过绘制系统开环频率响应的幅值和相位图,观察幅频特性和相频特性的变化趋势,判断系 统是否具有足够的相位裕量和幅值裕量以保证稳定性。
相位和幅度平衡条件
正弦波振荡器的应用
01
02
03
信号源
正弦波振荡器可作为各种 电子设备和系统的信号源, 提供稳定的正弦波信号。
通信
在无线通信领域,正弦波 振荡器用于生成载波信号, 实现信息的传输。
测量
正弦波振荡器产生的信号 可用于各种电学、磁学和 光学测量。
正弦波振荡器的分类
按照频率调节方式
01
分为固定频率和可调频率正弦波振荡器。
(完整版)高频电子线路杨霓清答案第三章-正弦波振荡器
思考题与习题3.3 若反馈振荡器满足起振和平衡条件,则必然满足稳定条件,这种说法是否正确?为什么? 解:不正确。
因为满足起振条件和平衡条件后,振荡由小到大并达到平衡。
但当外界因素(温度、电源电压等)变化时,平衡条件受到破坏。
若不满足稳定条件,振荡起就不会回到平衡状态,最终导致停振。
3.4 分析图3.2.1(a)电路振荡频率不稳定的具体原因?解:电路振荡频率不稳定的具体原因是晶体管的极间电容与输入、输出阻抗的影响,电路的工作状态以及负载的变化,再加上互感耦合元件分布电容的存在,以及选频回路接在基极回路中,不利于及时滤除晶体管集电极输出的谐波电流成分,使电路的电磁干扰大,造成频率不稳定。
3.7 什么是振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件?各有什么物理意义?振荡器输出信号的振幅和频率分别是由什么条件决定的? 解:(1) 起振条件: 振幅起振条件 01A F >相位起振条件 2A F n ϕϕπ+=(n=0,1,…)(2)平衡条件:振幅平衡条件AF=1相位平衡条件 2A F n ϕϕπ+=(n=0,1,…)(3) 平衡的稳定条件:振幅平衡的稳定条件0AU ∂<∂ 相位平衡的稳定条件0Zϕω∂<∂振幅起振条件01A F >是表明振荡是增幅振荡,振幅由小增大,振荡能够建立起来。
振幅平衡条件AF=1是表明振荡是等幅振荡,振幅保持不变,处于平衡状态。
相位起振条件和相位平衡条件都是2A F n ϕϕπ+=(n=0,1,…),它表明反馈是正反馈,是构成反馈型振荡器的必要条件。
振幅平衡的稳定条件A ∂/0U ∂<0表示放大器的电压增益随振幅增大而减小,它能保证电路参数发生变化引起A 、F 变化时,电路能在新的条件下建立新的平衡,即振幅产生变化来保证AF=1。
相位平衡的稳定条件Z ϕ∂/ω∂<0表示振荡回路的相移Z ϕ随频率增大而减小是负斜率。
它能保证在振荡电路的参数发生变化时,能自动通过频率的变化来调整A F ϕϕ+=YF Z ϕϕ+=0,保证振荡电路处于正反馈。
正弦波振荡器实验报告
正弦波振荡器实验报告
实验目的:验证正弦波振荡器的工作原理,并探究其参数对振荡频率的影响。
实验原理:
正弦波振荡器是一种能够产生稳定振荡信号的电路。
其基本原理是通过反馈回路将一部分输出信号重新引入到输入端,形成自激振荡。
常见的正弦波振荡器电路有震荡放大器电路和LC 震荡电路等。
实验器材:
- 正弦波振荡器电路板
- 函数发生器
- 示波器
- 电阻、电容等元器件
实验步骤:
1. 将正弦波振荡器电路与函数发生器、示波器连接起来。
2. 调节函数发生器产生一个适当的输入信号,通过示波器观察输出信号的波形。
3. 根据需要,可以调节电阻、电容等元器件的数值,观察输出信号波形的变化。
4. 记录各个参数对输出信号频率的影响。
实验结果:
根据实验步骤进行操作后,记录输出信号的波形和频率,以及各个参数的数值。
根据实验数据绘制实验曲线。
实验讨论:
根据实验结果分析各个参数对输出信号频率的影响,并探究为什么正弦波振荡器能够产生稳定振荡信号。
结论:
正弦波振荡器能够产生稳定振荡信号,并且其频率可以通过控制元器件的数值来调节。
实验结果与原理相符合,说明正弦波振荡器的工作原理有效。
实验三LC正弦波振荡器
压增益, 为反馈系数。
实验三 LC正弦波振荡器
相位起振条件为: o 2 s c L C 1 C 2 C 1 C 2 L g ig L 0
振幅起振条件为: gmgL (1C C 1 2 )gi(1o 2sc1LC 1)
g L R 1 L ( R L R L //R p ) ,g i R 1 i( R i R E //r e r e ) ,C 2 C 2 C b e
(1)改变CT电容,当分别接C9、C10、C11时,记录相应的频率值, 并填入表。
(2)改变CT电容,当分别接C9、C10、C11时,用示波器测量振荡 电压的峰峰值VP-P,并填入表
(3)比较起振前后工作点的变化,其中起振前 VBEQ=VBQ-VEQ 起振后为VBE0=VB0-VE0
实验三 LC正弦波振荡器
3、测试当C、 不同时,起振点振幅与工作电流IEQ的关系 (R=110k )
实验三 LC正弦波振荡器
3、测试当C不同时,起振点振幅与工作电流IEQ的关系 (R=110k )
实验三 LC正弦波振荡器
4、回路的Q值、改变晶体管的静态电流值,对振荡频率的影响 实验条件:C T 1 0 0 p F ,C C 1 0 0 1 2 0 0 、 I E Q 3 m A时。改变L两端的并 联电阻R,使其分别为 ,分别记录电路的振荡频率,并填入表 3-3。(注意:频率计后几位跳动变化的情况)
实验三 LC正弦波振荡器
六、实验报告
1、画出实验电路图及其交流等效电路。 2、整理实验数据、分析实验结果,比较LC振荡器与晶体振荡
器的优缺点。 3、以IEQ为横轴,输出电压峰值VP-P为纵轴,将不同 C C 值下
测得的三组数据,在同一坐标纸上绘制成曲线。 4、回答思考题1、2、5。
正弦波振荡器实验报告
正弦波振荡器实验报告正弦波振荡器实验报告引言:正弦波振荡器是电子学中常见的一种电路,它能够产生稳定的正弦波信号。
在本次实验中,我们将通过搭建一个简单的正弦波振荡器电路,来探索正弦波振荡器的工作原理以及其在电子学中的应用。
一、实验目的本实验的主要目的有以下几点:1. 了解正弦波振荡器的基本原理;2. 学习如何搭建一个简单的正弦波振荡器电路;3. 观察并测量正弦波振荡器输出的波形特性;4. 分析正弦波振荡器的频率稳定性和幅度稳定性。
二、实验器材和原理1. 实验器材:- 信号发生器- 电容- 电感- 晶体管- 电阻- 示波器- 电压表- 电流表2. 实验原理:正弦波振荡器的基本原理是利用反馈回路中的放大器和RC(电阻-电容)网络来实现自激振荡。
在本次实验中,我们将使用一个简单的放大器电路和RC网络来构建正弦波振荡器。
三、实验步骤1. 搭建电路:根据实验原理,我们将放大器电路和RC网络按照图中的连接方式搭建起来。
确保电路连接正确且稳定。
2. 调节电路参数:通过调节电容、电感和电阻的数值,使得电路能够产生稳定的正弦波信号。
调节电路参数时,可以使用示波器来观察输出波形,并通过电压表和电流表来测量电路中的电压和电流数值。
3. 观察和测量输出波形:连接示波器,并调节示波器的设置,使其能够显示电路输出的正弦波信号。
观察输出波形的频率、幅度以及波形的稳定性。
4. 分析波形特性:通过改变电路参数,观察和测量不同条件下的输出波形特性。
分析正弦波振荡器的频率稳定性和幅度稳定性,并记录实验数据。
四、实验结果和数据分析在本次实验中,我们成功搭建了一个正弦波振荡器电路,并通过示波器观察到了稳定的正弦波输出。
通过测量电路中的电压和电流数值,我们得到了一系列实验数据。
根据实验数据,我们可以分析正弦波振荡器的频率稳定性和幅度稳定性。
频率稳定性是指正弦波振荡器输出信号的频率是否能够保持在一个稳定的数值范围内。
幅度稳定性是指输出信号的振幅是否能够保持稳定。
实验三 正弦波振荡器
实验三正弦波振荡器一、正反馈LC振荡器1)电感三端式振荡器通过示波器观察其输出波形,并说明该电路的不足3.1 电感三端式振荡器不足:振荡器的输出功率很低,输出信号是非常微小的值,未达到振幅起振条件。
2)电容三端式振荡器(a)(b)3.2 电容三端式振荡器(1)分别画出(a)(b)的交流等效图,计算其反馈系数(2)通过示波器观察输出波形,与电感三端式振荡器比较(2)答:下图为电路(a)的输出波形:下图为电路(b)的输出波形:比较:电容三点式反馈电压中高次谐波分量很小,因而输出波形好,接近正弦波,电感三点式反馈电压中高次谐波分量较多,输出波形差。
3)克拉泼振荡器3.3 克拉泼振荡器(1)通过示波器观察输出,输出波形如下图所示:(2)在该电路的基础上,将其修改为西勒振荡器,并通过示波器观察波形在电感旁并联一个可变电阻器即改为西勒振荡器,输出波形如下如所示:二、晶体振荡器(a)(b)3.4 晶体振荡器(1)(a)(b)分别是什么形式的振荡器?答:A是并联型皮尔斯晶体振荡器,B是串联型晶体振荡器(2)通过示波器观察波形,电路的振荡频率是多少?答:电路波形如下图所示,由图可得T=2.339ms,则f=1/T=427.5Hz问题:(1)振荡器的电路特点?电路组成?答:并联型晶体振荡器中晶体起等效电感的作用,它和其他电抗元件组成决定频率的并联谐振回路与晶体管相连,工作原理和三点式振荡器相同,只是把其中一个电感元件换成晶体。
串联型晶体振荡器中晶体以低阻抗接入电路,晶体相当于高选择性的短路线,通常将石英晶体接在正反馈支路中,利用其串联谐振时等效为短路元件的特性,电路反馈作用最强,满足起振条件。
(2)并联型和串联型晶体振荡器中的晶体分别起什么作用?并联型晶体振荡器中晶体起等效电感的作用,串联型晶体振荡器中晶体以低阻抗接入电路,晶体相当于高选择性的短路线。
第3章 正弦波振荡器
)
AF = 1 = n = 0,1,2, L ϕ A + ϕ F = 2 nπ
分别称为振幅平衡条件和相位平衡条件。
1. 振幅平衡条件
Uo
U0 U f U f AF = . = =1 Ui U0 Ui U f = Ui
Uf
0
Uo
θ>90° θ<90°
放大特性
A B
Ui
① ②
F 0 Uo
0
C Ui=Uf
ω02 < ω g < ω01
图3.9 多回路三点式振荡器组成
ωg < M min (ω01 , ω02 )
实际上电抗元件总有电阻损耗;管子各极间存在极间 阻抗,这些都影响振荡器的工作状态。工程中,振荡器工 作频率ωg近似等于回路谐振角频率ω0。
例3.1 在右图所示振 荡器交流等效电路中, 三 个LC并联回路的谐振频 率分别是f01, f02, f03, 试问 f01、 f02、f03满足什么 条件时该振荡器能正常工 作? 解: 只要满足三点式组成 法则, 该振荡器就能正常 工作。
(6)利用自偏置保证振荡器能自行起振,并使放大器由甲 类工作状态转换成丙类工作状态。 根据振荡条件,振荡器应包括放大器、选频网络、反馈 网络。 放大器采用有源器件,如晶体三极管、场效应管、差分 放大器、运算放大器等。 选频网络可用LC并联谐振回路、RC选频网络、晶体滤波 LC RC 器等。 反馈网络可以是RC移相网络、电容分压网络、电感分压 网络、变压器耦合反馈网络或电阻分压网络等。
V X1 C2 X3 L (a) X2 C1 L2 X1 X3
V L1 X2 C (b)
反馈网络是由电容元件完成的, 称为电容反馈振荡器, 也称 为考必兹(Colpitts)振荡器。图(b)称为电感反馈振荡器,也 称哈特莱(Hartley)振荡器。
第三章正弦波振荡器ppt课件
相位平衡的稳定条件为:
Байду номын сангаас
T (osc )
T ()
0SC
0
' osc
osc
()arctanQ0 2 0
——当相位平衡条件遭到破坏时,线路本身 重新建立起相位平衡点的条件。
在整堂课的教学中,刘教师总是让学 生带着 问题来 学习, 而问题 的设置 具有一 定的梯 度,由 浅入深 ,所提 出的问 题也很 明确
A
1
V iA
Vi
图3-1-2 满足起振和平衡条件时的环路增益
在整堂课的教学中,刘教师总是让学 生带着 问题来 学习, 而问题 的设置 具有一 定的梯 度,由 浅入深 ,所提 出的问 题也很 明确
3.1.2 稳定条件
平衡状态有稳定平衡和不稳定平衡,振荡器工作 时要处于稳定平衡状态。
如果振荡器在各种不稳定因素作用下,能在原平 衡点附近达到新的平衡,而一旦排除了不稳定因素 ,振荡器又能自动回到原平衡状态,则称这种平衡 状态是稳定的。
在整堂课的教学中,刘教师总是让学 生带着 问题来 学习, 而问题 的设置 具有一 定的梯 度,由 浅入深 ,所提 出的问 题也很 明确
互感耦合振荡器
根据振荡回路(相移网络)与三极管不同电极的连 接点分为集电极调谐型、发射极调谐型和基极调谐型。
+(+) - -
三种互感耦合振荡器
在整堂课的教学中,刘教师总是让学 生带着 问题来 学习, 而问题 的设置 具有一 定的梯 度,由 浅入深 ,所提 出的问 题也很 明确
X3异性
在整堂课的教学中,刘教师总是让学 生带着 问题来 学习, 而问题 的设置 具有一 定的梯 度,由 浅入深 ,所提 出的问 题也很 明确
正弦波振荡器实验报告
正弦波振荡器实验报告实验目的,通过搭建正弦波振荡器电路,了解正弦波振荡器的工作原理,并对其性能进行测试和分析。
实验器材,电源、电阻、电容、三极管、示波器、万用表等。
实验原理,正弦波振荡器是一种能够产生稳定的正弦波信号的电路。
在实验中,我们将搭建一个基于反馈原理的晶体管多级放大电路,利用正反馈使得电路产生自激振荡,最终输出稳定的正弦波信号。
实验步骤:1. 按照电路图连接电路,确认连接无误后接通电源。
2. 调节电源电压和电流,使其符合电路要求。
3. 使用万用表测量电路中各个元器件的电压和电流,并记录下来。
4. 连接示波器,观察输出波形,并进行调节,使其尽可能接近理想的正弦波形。
5. 测量输出波形的频率、幅度等参数,并进行性能分析。
实验结果与分析:在实验中,我们成功搭建了正弦波振荡器电路,并通过调节电路参数和观察输出波形,得到了稳定的正弦波信号。
经过测量和分析,我们得到了正弦波振荡器的频率、幅度等参数,验证了电路的正弦波输出性能。
实验中还发现,电路中各个元器件的参数对正弦波振荡器的性能有着重要影响。
例如电容和电阻的数值大小,对振荡频率和幅度有着直接影响;晶体管的工作点稳定性,也对输出波形的稳定性有着重要影响。
结论:通过本次实验,我们深入了解了正弦波振荡器的工作原理,并通过实际搭建和测试,验证了其性能。
正弦波振荡器作为一种重要的信号源电路,在通信、测量、控制等领域有着广泛的应用。
因此,对正弦波振荡器的深入了解和实际操作,对我们的专业学习和工程实践有着重要意义。
通过本次实验,我们不仅学习了正弦波振荡器的基本原理和性能分析方法,也提高了实际操作能力和问题解决能力。
在今后的学习和工作中,我们将继续努力,加强对电路原理和实际应用的理解,为将来的科研和工程实践打下坚实的基础。
正弦波振荡器
正弦波振荡器摘要: 正弦波振荡器在无线电技术领域应用十分广泛,在电子测量中,正弦波信号必不可少的基准信号源。
正弦波振荡器主要有决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成。
正弦波振荡器可分为有LC振荡器、RC振荡器、石英晶体振荡器等。
本论文主要讲述了高频高精度的石英晶体正弦波振荡器的产生。
介绍了该振荡器的基本工作原理、设计电路、性能和测试指标等。
此外,还具体说明了电路设计的制作过程和元器件的检测、安装、焊接、调试等过程。
阐述了技术指标要求测试方法和数据记录。
并对实测数据进行了分析和总结。
由于在工程应用上对高频信号的要求稳定度极高,因此我所设计的基于石英晶体正弦波振荡器具有体积小、频率准确度和稳定度高、受外界干扰小、工作温度范围宽的特点。
石英晶体元器件作为优良的频率选择与控制器件,用途极为广泛,现在向高基频、高性能、高可靠和微小化发展。
关键词:石英晶体振荡频率稳定度第一章引言晶体振荡器作为电子设备的重要器件,对电子设备的总体性能指标起着非常重要的作用。
本文介绍高频高精度正弦波振荡器的研制,高频高精度振荡器具有体积小、中心频率稳定、输出幅度稳定、频率稳定度高、非线性失真小的特点。
振荡器是一种能自动的将直流能量转换成有一定波形的振荡器信号能量的转换电路。
它与放大器的区别在于无需外加激励信号就能产生具有一定频率,一定波形和一定振幅的交流信号。
振荡器输出的信号频率、波形、幅度完全由电路自身的参数决定。
振荡器在现代科学技术领域中有着广泛的应用。
例如,在无线电通信、广播、电视设备中用来产生所需的载波信号和本地振荡信号;在电子测量和自动控制系统中用来产生各种频段的正弦波信号等。
正弦波振荡器主要有决定振荡频率的选频网路和维持振荡的正反馈放大器组成,这就是正反馈振荡器。
高频正弦波振荡器可分为LC振荡器、石英晶体振荡器等。
正弦波振荡器的主要性能指标是振荡频率的准确度和稳定度、振荡幅度的大小其稳定性、振荡波形的非线性失真、振荡器的输出功率和效率。
正弦波振荡器实验内容和实验步骤
正弦波振荡器实验内容和实验步骤下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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EC Rb1 UB
+ e 上的直流电压 UE 是由发射极电流 IE 自己建立的,且随 IE 的变化而变化,故称为自给偏压.
IE
+ UE _
C1 C2 Ce
L
Rb2 Re
1 在振荡起振之前,起始偏压 UBEO 为正偏置
即:
U BE 0
R2 E C R e I EO R1 R 2
L
Rb2 Re
UE
一、间歇振荡
U be
ub
EC
间歇振荡时Ube、ub波形
Cb
Rb1
Rc
Co
C1 Rb2 Re Ce C2
L
二、频率拖曳现象
振荡器为了将信号传输到下一级负载上,往往采用互感或其它 藕合形式.一旦藕合系数过大,而负载又是一个调谐回路,则调节次 级回路时,振荡频率也会随之变化,甚至产生频率跳变.这一现象通 常称为频率拖曳现象.
ω 01
b ω a c
ω02>>ω01 或 ω02<<ω01 时, ω=ω01
当 ω02 由小到大接近 ω01 时, ω 沿 ab 曲线上升,到达 b 点 后脱离 ω02 对 ω 的影响跳变 到 c 点,使 ω=ω01
d
ω 02 ω 01
当 ω02 由大于 c 点对应的频率而减少时,以沿 cd 曲线下降, 到达 d 点后又摆脱 ω02 的影响而跳变到 a 点,使 ω=ω01
频率占据(或牵引) 现象是指外加电动势与振荡器自然振荡频率 接近到一定程度时,可以使振荡随外电动势频率的改变而改变,这时 振荡器频率完全受外电动势控制,不再取决于回路参数 当 ωS>>ω0 或 ωS<<ω0 时, ω=ω0 当 ωS 很接近 ω0 时,有 ω=ωS
三、频率占据现象
右图为具有藕合谐振回路作 为负载的电容三端式振荡器 如果设振荡回路的自然谐 振频为:ω01,
EC Rb1 Cb Rc
负载回路的谐振频率为: ω02
而振荡器的工作频率为: ω
C1 C3 R2 C2 Ce Re
两回路的藕合系数为: k
M L1 L2
Rb2
由于振荡回路与负载回路存在 藕合,因此调节负载回路将对振荡 工作频率产生影响,其影响程度与 回路的藕合程度有关.
当 ω02=ω01 时, ω 值有跳变,且有:
ω 01 ω ω 01
ω 02
ω02>>ω01 或 ω02<<ω01 时, ω=ω01 ω02 接近 ω01 ω02<ω01 ω>ω01 ω02>ω01 ω<ω01
ω02=ω01 时, ω 值有跳变.
ω 02
ω 01
二、频率拖曳现象
(3) K>KC 时
Auo Auo F 0 ub ub 0停 振 C E 放 电 U E U BE 当U BE 上 升 到 使Auo F 1 振 荡 又 重 新 开 始
Cb Rb1 ub
+ UBE _
EC Rc Co
ie
C1 C2 Ce
防止间歇振荡的方法: 可以把 Ce,Re 的值适当选小些,使偏压 的变化能跟得上ub 的变化.
其中 IEO 为发射极静态电流.
2、起振后
由于, Auo F 1 , 从而使:
ub ie I E ( I EO ie ) U E Re I E U BE 晶体管进入截止区 Auo 当Auo F 1时, ub 稳定
如果 Re C e 值比较大(即 Re Ce 充电 比较缓慢),当振荡平衡以后 UBE 值 仍然会稍有下降,从而有:
二、频率拖曳现象 讨论:
(1) 当 k 很小时
如果调节 C2 ,使 ω02 由小到大变化,如图所示,工作频率 ω 的变化为:
当 ω02>>ω01 或 ω02<<ω01 时, ω=ω01
当 ω02 接近 ω01 但 ω02<ω01 时, ω>ω01 ω02>ω01 时, ω<ω01
ω 01
ω
(2) 当 K=KC=1/Q 时,临界耦合,
3.10 振荡器中的几种现象
一、间歇振荡
间歇振荡是指振荡器工作时,时而起振,时而停振的一种振荡现象. 一般 LC 振荡器在建立振荡的过程中,有两个互相联系的暂态过程:
高频振荡的建立过程 偏压的建立过程
如右图所示电容三点式振荡 电路的偏置电压
U BE Rb 2 UB UE E C Re I E Rb1 Rb 2