反馈型振荡器的工作原理共30页文档
振荡器的工作原理
振荡器的工作原理
振荡器是一种电子电路，它能够产生一种稳定的振荡信号。
其工作原理如下：
1. 反馈回路：振荡器中必须包含一个反馈回路。
反馈回路将输出信号的一部分重新引入到输入端，形成一个正反馈环路。
这样，输出信号经过放大和反馈后，再次输入到放大器的输入端，形成持续的正反馈，从而维持和放大振荡信号。
2. 幅度和相位条件：为了保持振荡器的稳定性，反馈回路中的放大器必须提供足够的增益，并且相移必须是正确的。
相位条件是保证正反馈形成的关键。
当输出信号经过反馈回路后，相位移动一周，即360度。
如果相位移动少于或多于360度，振荡器将无法保持稳定。
3. 动态平衡：振荡器中的反馈回路会引入一些损耗，导致输出信号的幅度随时间逐渐衰减。
为了保持振荡器的稳定，必须在回路中引入一些手段来抵消损耗，以保持幅度的恒定。
这通常通过添加倍增器或补偿电路来实现。
4. 激励：振荡器需要一些形式的激励来启动振荡过程。
激励可以是外部电压源，也可以是器件本身的噪声源。
一旦启动，正反馈回路将持续地提供所需的能量和相位移，使振荡器持续工作。
总的来说，振荡器的工作原理可以归结为利用正反馈回路来维
持和放大输出信号，同时满足幅度、相位和稳定性条件。
这样，振荡器就能产生稳定而连续的振荡信号。
反馈振荡器的原理
退出登录用户管理反馈振荡器的原理自激振荡的条件：就是环路增益为1, 即二、平衡条件根据前面分析，振荡器的平衡条件即为值得说明的是：（1）平衡时电源供给的能量等于环路消耗的能量；（2）通常环路只在某一特定才满足相位条件。
三、起振条件为了使振荡过程中输出幅度不断增加, 应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大, 即振荡开始时应为增幅振荡, 因而由式(4-8)可知式(4-16a)和(4-16b)分别称为起振的振幅条件和相位条件, 其中起振的相位条件即为正反馈条件。
图4-2 振幅条件的图解表示起振过程：开始增幅振荡非线性稳幅振荡四、稳定条件1、振荡器稳定概念的提出：2、振荡器的稳定条件振荡器的稳定条件分为振幅稳定条件和相位稳定条件。
(1) 振幅稳定条件要使振幅稳定，振荡器在其平衡点必须具有阻止振幅变化的能力。
具体来说，就是在平衡点附近，当不稳定因素使振幅增大时，环路增益将减小，从而使振幅减小。
振幅稳定条件为：由于反馈网络为线性网络, 即反馈系数大小F不随输入信号改变, 故振幅稳定条件又可写为(2)、相位稳定条件我们知道，一个正弦信号的相位φ和它的频率ω之间的关系：图 4-4 互感耦合振荡器五、振荡线路举例——互感耦合振荡器图4-4是一LC 振荡器的实际电路, 图中反馈网络由L 和L1间的互感M 担任, 因而称为互感耦合式的反馈振荡器, 或称为变压器耦合振荡器。
分析教材图4-4的正反馈过程。
采用运算放大器设计正弦波振荡器作者：佚名 文章来源：照明设网计 点击数： 791 更新时间：2007-11-4 8:09:56移相振荡器（一个运算放大器）振荡的判居一个反馈系统的典型形式如图1所示,下式给出任何一个反馈系统的特性（一个放大器与源的反馈元件构成一个反馈系统）。
VOUT/VIN=A/(1+Aβ) (1)振荡是由不稳定的状态引起的,反馈系统处于不稳定状态是由于传递函数不满足稳定条件所引起的。
当（1+Aβ）=0时,公式1等于∞,这表示VIN=0时,存在VOUT°因而设计一个振荡器的关键是确保Aβ=-1（巴克豪森判据）,或者使用复数形式的Aβ=1<-180°。
反馈振荡器的工作原理
3.1 反馈振荡器的工作原理3.1.1 振荡器的组成任何一种反馈式正弦波振荡器，至少应包括以下三个组成部分。
1. 放大电路。
自激振荡器不但要对外输出功率，而且还要通过反馈网络，供给自身的输入激励信号功率。
因此，必须有功率增益。
当然，能量的来源与放大器一样，是由直流电源供给的。
2. 反馈、选频网络。
自激振荡器必须工作在某一固定的频率上。
一般在放大器的输出端接有一个决定频率的网络，即只有在指定的频率上，通过输出网络及反馈网络，才有闭环0360相移的正反馈，其它频率不满足正反馈的条件。
3. 稳幅环节。
自激振荡器必须能自行起振，即在接通电源后，振荡器能从最初的暂态过度到最后的稳态，并保持一定幅度的波形。
正弦波振荡器电路组成如图3–1所示。
图中oX 为输出正弦波电压，f X 为反馈网络形成的反馈电压，也就是放大电路的输入电压。
高频电子技术中主要通过以下三个指标来衡量正弦波振荡电路的优劣。
（1）振荡频率高频电子技术研究无线电波的产生、发射、变换和接收，所涉及的振荡频率都比较高，例如在获得广泛应用的甚高频至特高频段，无线电波的频率在30MHz 至3000MHz 之间，某种振荡电路能否获得应用，决定于这个电路能否产生如此高频的正弦波电压输出，因此振荡电路的振荡频率自然就成为电路的重要特性指标。
（2）振荡频率的稳定度无线收发系统对于振荡频率的稳定性有很高的要求。
假如收发系统所使用的无线电波频率为433.0MHz ，将发射电路和接收电路的频率都调整到433.0MHz ，这样收发系统能正常地工作。
现在，由于发射电路环境温度升高了20℃（例如从海面进入沙漠），如果发射电路中振荡电路的频率稳定性很差，受温度变化的影响，发射电路振荡频率升高了0.1%，即从433.0MHz 变化到433.4MHz ，这时接收电路仍调谐于433.0MHz ，接收电路可能根本无法接收无线电信号，即使能接收到，由于频率偏移，接收灵敏度下降，信号质量将很差，收发系统的工作就不正常。
反馈型振荡器的工作原理
T ~
0
越陡，即
T
越大，稳定性越好
T
0
z
0 2Q (arctg 2Qe ) e 0 0
结论：选频回路的 Q 值越高，振荡器的频率稳定性越好 外界扰动使电路参数变化
射频通信电路
小结：
一、分析反馈型振荡器时，首先要抓住以下几个要点： （1）包含一个合适偏置的可变增益放大器。 （2）闭合环路是正反馈
起始点 曲线A
T 1 ——自动起振
软激励
0 ——稳定
平衡点
T 1
T 且 Vi
平衡点
曲线B
起始点
T 1 —— 不能起振
T 1 但 Vi T 1 且 Vi
平衡点
硬激励
0 0
平衡点M ： T
不稳定
平衡点N ： T
平衡点
稳定
射频通信电路
2. 相位稳定条件
讨论相位稳定前应明确两点： （1）正弦振荡 v(t ) Vm cos t 频率和相位的关系
射频通信电路
7.1.2
起振条件
振荡如何产生？ 为了保证输出信号从无到有 幅度不断增长 ，起振时要求： 反馈电压
VF
输入电压
Vi
同相，且
VF Vi
（1）振幅条件
环路增益T = AF大于1 V F T ( j ) A( j ) F ( j ) 1 Vi 增益越大越易起振
N2 n N1
振荡器的环路增益
T ( j) A （j) F ( j) gmZ ( j) F
射频通信电路
由环路增益表达式 环路总相移应满足：
（j ) F ( j ) A ( j ) g ( j ) F mZ T
4.1反馈振荡器原理
因此，相位稳定条件为 L
0
1
16
第4章 正弦波振荡器
上述相位稳定是靠ω增加、
L 降低来实现的，即并联
振荡回路的相频特性保证了 振荡器的相位稳定
回路的 Q 值越高，其 相位稳定性越好
LC 并 联 谐 振 回 路 不 但 是 决 定 振荡频率的重要角色，而且还 是稳定振荡频率稳定性的结构
第4章 正弦波振荡器
第4章 正弦波振荡器
4.1 反馈振荡器的原理 4.2 LC振荡器
1
第4章 正弦波振荡器
在电子线路中，除了要有对各种电信号进行放大的电子线路外，还需
要有能在没有激励信号的情况下产生周期性振荡信号的电子 电路，这种电子电路就称为振荡器。
在电子技术领域，广泛应用着各种各样的振荡器，在广播、电视、通 信设备、各种信号源和各种测量仪器中，振荡器都是它们必不可少的核 心组成部分之一。
在加电时晶体管电流由零突然增加突变的电流包含有很宽的频谱分量在它们通过负载回路时由谐振回路的性质即只有频率等于回路谐振频率的分量可以产生较大的输出电压而其它频率成分不会产生压降因此负载回路上只有频率为回路谐振频率的成分产生压降该压降通过反馈网络产生出较大的正反馈电压反馈电压又加到放大器的输入端进行放大反馈不断地循环下去谐振负载上将得到频率等于回路谐振频率的输出信号
产生一个高频信号，即载波；进而调制 器将要发送的低频信号附载到该载波上
产生一个高频信号，即插入载波；进而混 频器将接收到的已调信号变成中频信号
2
第4章 正弦波振荡器
4.1 反馈振荡器的原理
根据反馈的效果可以区分反馈的极性，使放大电路净 输入量增大的反馈称为正反馈；使放大电路净输入量减小 的反馈称为负反馈。
第8讲高频反馈振荡器工作原理
T( j)
0
ui T( j)1
z 0
第八讲 反馈振荡器的工作原理
提 出 问 题 : 要 保 证 振 荡 的 相 位 平 衡 点 的 稳 定 , 必 须 当 振 荡 器 频 率 发 生 变 化 的
同 时 , 要 求 振 荡 电 路 内 部 能 够 产 生 一 个 新 的 相 位 变 化 , 而 这 个 相 位 变 化 与 外
因 引 起 的 相 位 变 化 T的 符 号 应 相 反 , 以 消 弱 或 抵 消 由 外 因 引 起 的 变 化 ,
主网络
Cb
ib
ic
C
VT
-
uo L1
+
+
ui
Rb1 Rb2 - Re Ce
EC
反馈网络 M
Lf
+
uf
-
实 际 上 振 荡 器 在 开 始 建 立 振 荡 时
应 满 足 的 条 件 为 :A F 1
即 有 :AF 1.而 Au uo i
,Fuf uo
有uf
ui
可见起振初期是一个增幅的振荡过程
甲 类 甲 乙 乙 类 类 丙 类 状 态
ui
uiUiA
1
•A
软激励
硬激励
O
UiA
Ui
要使平衡点稳定，|T(ωo)|必须在UiA附近具有负斜率变化
实 际 中 , 由 于 工 作 于 大 信 号 状 态 下 的 非 线 性 有 源 器 件 正 好 具 有 这 种 特 性 , 自 然 具 有 稳 定 幅 度 的 功 能 。
第八讲 反馈振荡器的工作原理
ui
同理：0uf 落后ui
信号周期 信号频率 0 t
显 然 可 以 看 出 由 于 外 因 引 起 的 相 位 变 化 与 频 率 之 间 的 关 系 为 :
反馈振荡器的工作原理
稳定条件
——高频电子线路
稳定条件
才能进入平衡点 ，产生持续等幅振荡 等幅振荡。 才能进入平衡点 A，产生持续等幅振荡。 硬激励：靠外加冲击而产生振荡。 硬激励：靠外加冲击而产生振荡。 软激励：接通电源后自动进入稳定平衡状态。 软激励：接通电源后自动进入稳定平衡状态。 3. 振幅稳定条件 要使平衡点稳定， 要使平衡点稳定， (ωosc) 必须在 ViA附近具有负斜 T 率变化， 率变化，即随 Vi 增大而下降的特性： 增大而下降的特性 特性：
——高频电子线路
稳定条件
(2) 若某种原因使 ϕT (ωosc) < 0， 导致振荡频率 导致振荡频率 ω 随之增大， 滞后势必受阻 ϕ 势必受阻。 ＜原振荡频率 ωosc， T (ω)随之增大，Vi 滞后势必受阻。
两种情况都通过不断的放大和反馈， 两种情况都通过不断的放大和反馈，最后都在原 振荡频率附近 ω'osc 达到新的平衡，使ϕ(ω'osc ) = 0 。 达到新的平衡，
——高频电子线路
反馈振荡器的工作原理
1. 组成 主网络和反馈网络构成的闭合环路 构成的闭合环路。 由主网络和反馈网络构成的闭合环路。
(1) 主网络——负载为谐振回路的谐振放大器 主网络 负载为谐振回路的谐振放大器 (2) 反馈网络 反馈网络——与 L 相耦合的线圈 Lf。 与
——高频电子线路
反馈振荡器的工作原理
——高频电子线路
平衡和起振条件
一、平衡条件 将闭合环路在× 将闭合环路在×处拆 开，并按所标极性定义它 环路增益为 的环路增益为 & & & Vf Vo Vf T(jω) = = = A(jω)kf (jω) & & & Vi Vi Vo & 同相又等幅， & 若在某一频率 ωosc 上，V 与 Vi 同相又等幅，即
反馈型LC振荡器
电气与信息工程学院
改进型电容三点式振荡器
1、串联型改进电容三端式振荡器(克拉泼电路)
C3远小于C1或C2，三电容串联后的等效电容
C
C1C2C3
C1C2 C2C3 C1C3
C3
1 C3 C3
C3 克拉泼电路 的振荡频率
振荡角频率 0
1 LC
1 C1 LC3
C2
几乎与C1、 C2无关。
振荡器的振荡频率 0
1
(L1
L2
)
ห้องสมุดไป่ตู้
C1C2 C1 C2
College of Electrical and Information Engineering
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•判断下图是哪一类振荡器 ( )
A．考毕兹振荡器 B．哈特莱振荡器 C．西勒振荡器 D．克拉泼振荡器
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电路的缺点：
调C1或C2来改变振荡频率时，反馈系数也将改变。 但只要在L两端并上一个可变电容器，并令C1与C2为 固定电容，则在调整频率时，基本上不影响反馈系数。
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电容三点式与电感三点式振荡器比较
当回路元件的电阻很小，可以忽略其影响，同时也忽 略三极管的输入阻抗与输出阻抗的影响，则电路要振荡 必须满足条件：
xbe+xce+xcb=0
电路特点简言之就是“ce，be同抗件，cb反抗件”。 以此准则可迅速判断振荡电路组成是否合理，能否起振。 也可用于分析复杂电路与寄生振荡现象。
论文—反馈型振荡器的基本工作原理
课题：5.1 概述5.2 反馈型振荡器的基本工作原理教学目的：1.了解振荡器的定义及分类2.了解反馈式振荡器工作原理3.掌握振荡器的起振条件、平衡条件教学重点：振荡的平衡条件、起振条件教学难点：起振条件分析教学方法：讲授课时：2学时教学进程单元五正弦波振荡器5.1 概述自激振荡现象：我们常见到这样情况，当有人把他所使用的话筒靠近扬声器时，会引起一种刺耳的哨叫声，该现象如图5-1所示。
图5-1 扩音系统中的电声振荡这种现象，是由于当话筒靠近扬声器时，来自扬声器的声波激励话筒，话筒感应电压并输入放大器，然后扬声器又把放大了的声音再送回话筒，形成正反馈。
如此反复循环，就形成了声电和电声的自激振荡哨叫声。
一.振荡器的功能无须外加输入信号的控制，将直流电能转换为具有特定的频率和一定的振幅的交流信号的能量,这一类电路称为振荡器。
二.振荡器与放大器的区别放大器：对外加的激励信号进行不失真的放大。
振荡器：不需外加激励信号，靠电路本身产生具有一定频率、一定波形和一定幅度的交流R信号。
三.振荡器的分类四.本章主要内容1.反馈式振荡器的工作原理2.对基本振荡器电路以及几种典型振荡电路进行分析5.2 反馈型振荡器的基本工作原理一.反馈型振荡器的含义与用途1.含义：凡是从输出信号中取出一部分反馈到输入端作为输入信号，无需外部提供激励信号，能产生等幅正弦波输出称为正反馈振荡器2.用途：二.反馈型振荡器工作原理图5-2为正反馈放大电路的方框图，在无外加输入信号时就成为图5-3所示的反馈型振荡器方框图。
图中，通常取输入信号ii U X =，反馈信号f f U X =，净输入信号i i U X '=' 。
在电路进入稳定状态后，要求'if U U =，由图5-3得F A U U i f '=，因此自激振荡形成的条件就是F A=1 （5-1） 由于fa f a AF F A F A ϕϕϕϕ+∠=∠⋅∠= ，所以F A =1便可分解为幅值和幅角（相位）两个条件，即1．相位平衡条件πϕϕ2⨯=+n f a （n =0,1,2,3…） （5-2） 2．振幅平衡条件F A=1 （5-3） 3．起振条件F A>1 振荡两个条件中，关键是相位平衡条件，如果电路不能满足正反馈要求，则肯定不会振荡。
反馈振荡器的原理
反馈振荡器的原理
振荡器是一种电子电路，能够产生稳定的信号，常用于电子设备中。
它的原理是利用正反馈回路实现信号的自激振荡。
振荡器主要由一个放大器和一个反馈电路组成。
放大器负责放大输入信号，而反馈电路则将放大后的信号再输入到放大器的输入端。
这样，反馈信号经过多次放大后会越来越强，从而使得放大器输出的信号不断增大。
正反馈回路是振荡器中重要的部分。
它将一部分输出信号接到放大器的输入端，使得输入信号增强，放大器输出的信号也相应增强。
此时，如果正反馈回路的增益大于放大器的损耗，则输出信号会继续增大，并产生自激振荡。
振荡器的稳定性取决于放大器和反馈电路之间的相互作用。
振荡器的频率由反馈电路中的元件决定，如电容和电感等。
通过调整这些元件的数值，可以实现不同频率的振荡器。
振荡器在无线电通信、信号发生器等电子设备中广泛应用。
它可以产生稳定的频率信号，用于调制解调、频率合成、钟表等功能。
此外，振荡器还可以被应用于音频放大器、雷达系统、通信系统等领域。
【高中物理】优质课件：反馈振荡器的工作原理
小结：要产生稳定的正弦振荡，振荡器必须满足振荡的起振条 件、平衡条件和稳定条件；因此，在由主网络和反馈网络组成 的闭合环路中，必须包括可变增益放大器和移相网络。 可变移相放大器……有足够的增益，且其值具有随输入电压增 大而减小的特性； 移相网络……………具有负斜率变化的相频特性，且保证环路 在振荡频率上的相移为0（2nπ）。
证明：如图c所示（理想）
由于回路谐振：X1＋X2＋X3≈0 由于Vo与Vi反相（共射） Vf是Vo在X3、X2支路中X2上的电压
V V V 即
.
jX 2
f j( X 2 X 3)
.Байду номын сангаас
o
X2 X1
.
o
为了满足相位平衡条件，Vf就必须与Vo反相，因而X2必须与X1为同性质电 抗，再由X1＋X2＋X3≈0 ，可知X3应为异性电抗。
3.1.1 平衡和起振条件
一、平衡条件
在（a）图所示的闭会回路中，将它在×处断开，环路的增益为：
.
..
T
(
j)
Vf
.
Vo
.
Vf
.
A( j)k f ( j)
Vi Vi Vo
若在某一频率上（设为ωosc），V.f
.
＝Vi
（同相又等幅），即T(jωosc)＝1
则主网络必将输出角频率为ωosc的正弦振荡电压Vo，而它所需的输入电压Vi
二、三点式振荡电路 电容三点式振荡电路(反馈信号是电容上的电压) 电感三点式振荡电路(反馈信号是电感上的电压) 电容三点式振荡电路 两图的区别是交流接地电极方式不同，所以反馈方式也不同； （a）反馈电压加到三极管的基极，（b）反馈电压加到三极管的 发射极
感 谢 观 看
反馈振荡器工作基本原理
主要要求：
掌握反馈振荡器的组成和基本工作原理 理解反馈振荡器的起振条件和平衡条件， 了解其稳定条件。 掌握反馈振荡器能否振荡的判断方法。
EXIT
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
4.1.1 反馈振荡器的组成与基本工作原理
一、 反馈振荡器的组成
放大器
无外加输入信号
Ui
Au
Uo
正弦波振荡器由放大器、
.
.
起振时要满足 Uf Ui
内稳幅 稳幅
外稳幅
Uo
利用在反馈网络中接入非线性
器件。输出波形失真小
EXIT
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
4.1.2 振荡的平衡条件和起振条件
一、 振荡的平衡条件
•
由于
•
A
U o•
Ui
•
，
•
F
Uf U• o
.
..
.. .
故 Uf F Uo F AUi
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
变压器耦合振荡器：
• 1、什么是变压器的同名端 • 同名端是指在同一交变磁通的作用下，任
一时刻两个（或两个以上）绕组中都具有 相同电势极性的端头彼此互为同名端。 • 2、变压器耦合振荡器 • 变压器耦合振荡器是通过变压器的初、次 级互感耦合产生反馈电压的，因此，为了 满足正反馈条件，必须正确地设置初、次 级绕组的同名端
.
.
..
由 Uf Ui 可得 A F ＝. 1 . .
又由于环路增益
.
T
Uf
.
Uf
.
.
U
.
o
反馈振荡器的工作原理
反馈振荡器的工作原理
反馈振荡器是一种能够产生连续振荡信号的电路。
它由一个放大器和一个反馈电路组成。
放大器接收来自输入信号源的输入信号，并将信号放大后送回到反馈电路中。
反馈电路将放大器的输出信号再次输入到放大器中，形成一个闭合回路。
在振荡器的开始阶段，反馈电路起初没有输入信号。
然而，放大器将会在其内部产生一个小的噪声信号。
这个噪声信号通过反馈电路被放大、再次输入到放大器中。
这个过程是连续进行的，使得振荡器能够产生一个稳定的振荡信号。
为了确保振荡器产生的信号具有特定的频率，反馈电路中通常包含一个滤波网络。
这个滤波网络通过选择性地放大或压制特定频率的信号来控制振荡器输出的频率。
反馈振荡器的工作原理可以解释为一个不断自激励的过程。
通过反馈电路中的特定元件，振荡器能够从电源中提取能量来维持振荡。
当振荡器输入的信号满足一定的条件时，反馈电路将始终提供合适的相位和幅度来维持振荡。
总之，反馈振荡器通过放大器和反馈电路之间的相互作用，产生连续的振荡信号。
通过调整反馈电路和滤波网络，可以控制振荡器输出的频率和幅度。
这使得振荡器成为许多电子设备中必不可少的基本电路。
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66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
反馈型振荡器的工作原理
6、法律的基础和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯