射频通信电路振荡器LC振荡
高中物理lc振荡电路
高中物理lc振荡电路
LC振荡电路是一种用于产生高频信号的电路。
它由一个电感L和一个电容C组成。
当电路中的电容和电感相互耦合时,电路产生周期性的振荡。
LC振荡电路可以用于无线通信和雷达系统等领域。
LC电路的振荡频率可以通过下面的公式计算:
f = 1 / (2π√LC)
式中,f表示振荡频率,L表示电感,C表示电容。
振荡频率与电容和电感的乘积有关。
如果电容或电感的值发生变化,振荡频率也会发生变化。
当LC电路达到共振频率时,电路中的能量达到最大值。
下面来介绍两种常见的LC振荡电路:串联谐振电路和并联谐振电路。
串联谐振电路
串联谐振电路是由一个电感L和一个电容C串联组成的电路。
当电路工作时,电容和电感的电压和电流周期性地变化。
注意事项
在谐振电路中,电感和电容的值需要进行匹配。
当电容或电感的值不正确时,电路不会达到共振频率。
此外,谐振电路中的电感和电容需要精确保持稳定的值,以确保电路的稳定性。
总结
LC振荡电路是一种产生高频信号的电路。
它由一个电感L和一个电容C组成。
LC电路的振荡频率可以通过公式f = 1 / (2π√LC)计算。
LC振荡电路有两种基本形式:串联谐振电路和并联谐振电路。
在使用LC振荡电路时,需要注意电感和电容的数值需要匹配,以确保电路可以达到共振频率。
lc振荡电路知识点
lc振荡电路知识点LC振荡电路是一种常见的基本电路,用于产生固定频率的交流信号。
它由一个电感(L)和一个电容(C)组成,通过周期性的充放电过程来产生振荡。
在LC振荡电路中,电感和电容的相互作用产生了周期性的振荡现象。
当电容放电时,电感会储存电能;当电容充电时,电感会释放储存的电能。
这种周期性的充放电过程导致了振荡现象的产生。
LC振荡电路的频率由电感和电容的数值决定。
频率可以通过调节电感或电容的数值来改变。
当电感或电容的数值变大时,频率会变小,反之亦然。
因此,通过调节LC振荡电路中的元件数值,可以实现不同频率的振荡信号。
LC振荡电路可以应用于许多领域。
在无线通信中,LC振荡电路被广泛应用于射频信号的产生。
在电子钟和计算机内部,LC振荡电路用于时钟信号的产生。
此外,LC振荡电路还可用于音频设备、无线电设备以及其他需要产生固定频率信号的场合。
在LC振荡电路中,电感起到了储存能量的作用,而电容则起到了释放能量的作用。
电感和电容的数值决定了振荡电路的频率。
当电容充电时,电感会储存电能,当电容放电时,电感会释放储存的电能。
这种周期性的充放电过程导致了振荡现象的产生。
LC振荡电路还有一个重要的特性,即共振。
当电感和电容的数值满足一定条件时,LC振荡电路会达到共振状态。
在共振状态下,电路的振荡幅度最大,能量损耗最小。
因此,在设计LC振荡电路时,需要考虑电感和电容的数值,以使电路达到共振状态。
LC振荡电路的稳定性也是需要考虑的因素之一。
稳定性取决于电感和电容的数值,以及电路中其他元件的影响。
为了提高稳定性,可以采用负反馈调节电路,通过反馈信号来调节振荡电路的频率,使其保持稳定。
LC振荡电路还可以扩展为更复杂的电路结构,如LC谐振电路、LC 滤波电路等。
这些电路在电子领域中有着广泛的应用,可以用于信号处理、滤波、调谐等方面。
LC振荡电路是一种常见的基本电路,通过电感和电容的相互作用产生周期性的振荡现象。
振荡电路的频率由电感和电容的数值决定,可以通过调节元件数值来改变频率。
射频与微波信号发生器工作原理
射频与微波信号发生器工作原理射频(RF)和微波信号发生器是在射频和微波领域中常用的仪器,用于产生高频信号。
它们在通信、雷达、无线电等领域有着广泛的应用。
本文将详细介绍射频与微波信号发生器的工作原理,包括振荡电路、频率控制、放大器、调制解调和输出接口等方面。
1.振荡电路振荡电路是射频与微波信号发生器中产生高频信号的核心部分。
它能够在特定的条件下产生稳定的振荡信号。
以下是几种常见的振荡电路:1.1LC振荡电路LC振荡电路是最简单和常见的振荡电路之一。
它由一个电感(L)和一个电容(C)构成。
当电流通过电感时,会在电容上积累电荷,形成电场能量。
然后,电容中的电荷会通过电感释放,再次充电,如此往复。
这种周期性的充放电过程导致了振荡信号的产生。
1.2晶体振荡电路晶体振荡电路使用压电晶体(如石英晶体)作为振荡器的谐振元件。
压电晶体具有固有的机械振动频率,当施加电场或力时,它会以固定的频率振动。
这种振动可以转换为电信号,并通过适当的反馈网络来维持振荡。
1.3微带振荡电路微带振荡电路是一种使用微带传输线和衬底作为振荡器的谐振元件的振荡电路。
微带传输线是在介质基板上形成的导电金属条。
通过选择合适的谐振结构和尺寸,微带振荡电路可以实现特定频率的振荡。
2.频率控制射频与微波信号发生器可以通过外部输入或内部设置来控制输出信号的频率。
以下是一些常用的频率控制方法:2.1可变电容可变电容器是一种可以改变电容值的元件。
通过调节电容器的电容值,可以改变振荡电路的谐振频率,从而实现不同频率的信号输出。
2.2可变电感可变电感器是一种可以改变电感值的元件。
通过调节电感器的电感值,可以改变振荡电路的谐振频率,从而实现不同频率的信号输出。
2.3可变晶体振荡器可变晶体振荡器是一种使用可变电容器或可变电感器来调节晶体振荡器频率的电路。
通过改变电容或电感值,可以调整晶体振荡器的谐振频率。
3.放大器放大器在射频与微波信号发生器中起到增强振荡电路产生的低功率信号的作用。
LC振荡电路
I
一般ω v< ω gm =RΣ Avo = c = 0 ⋅ LC vb M1 = 1 时. 而当 K = RΣ = 2 g oe + L 1 ' +2k F g ie g LL
有ω
1
+
VC
-
-
I
= ω
Vb
+
0
两种振荡器电路比较: 两种振荡器电路比较: 优缺点: (1)电容反馈型电路的优缺点: )电容反馈型电路的优缺点 优点: 优点:由于输出端和反馈电路是电容,对高次谐波电抗小, 振荡波形更接近正弦波。振荡频率可较高。 振荡波形更接近正弦波。振荡频率可较高。 '
四,两种改进型的电容反馈振荡器
1 Clapp Oscilltor 如果设回路 L 两端的等效电阻为
右图为 Clapp 振荡器的实际电路 R0, 则折合到集电极回路做为集 和等效电路,它是在原电容三点式 和等效电路 ,它是在 原电容三点式 电极负载电阻 RL 时 的关系为 : 振荡器中,用 L,C3 的串联电路代替 振荡器中, C 2 原来的 L 而构成,C3 和 L可见接入 的串联电 RL = ( 而构成, 2 R0 ) R0 = p C1 路在振荡频率上等效为一个电感, 路在振荡频率上等效为一个电感 , C C3 p= 很小, ≈ 很小, 系数为 C1 C1 仍属于电容反馈型电路, 仍属于电容反馈型电路 , 振荡回路 且C 1 ↑→ 的总电容为: 的总电容为: p ↓→ RL ↓→ Avo ↓
相连接. 件 X1 ,X2 ,X3 相连接 . X 1 ,X2 ,X3 可以是 表明三个电抗元件不可能全为电感与电 表明三个电抗元件不可能全为电感与电 电感也可以是电容, 电感也可以是电容 , 但电路在构造上 容,而是由两种性质的电抗所组成 .
lc振荡 原理
lc振荡原理
LC振荡器是一种基于电感和电容的电路,用于产生特定频率的振荡信号。
它的原理是利用电感和电容之间的相互耦合来实现正反馈,从而使振荡器能够产生连续的振荡信号。
在LC振荡器中,电感和电容被连接成一个回路,形成一个谐振电路。
当电压通过这个电路时,电感和电容会相互作用,导致电荷在它们之间来回摆动,从而产生一个振荡信号。
在振荡器开始运行时,电容会积累电荷,然后将这些电荷传递给电感。
随着电荷被传递回电容,电流也会随之改变。
这种在电感和电容之间反复传递的电荷和电流变化会导致电压的周期性变化,从而产生振荡信号。
为了确保振荡器始终处于振荡状态,需要引入一个放大器将一部分输出信号送回输入端,实现正反馈。
这是通过在回路上添加一个放大器,并将一部分输出信号通过正反馈回传到放大器的输入端来实现的。
通过适当选择电感和电容的值,可以调整振荡器的输出频率。
根据振荡器的电路结构和参数选择,可以实现不同频率范围内的振荡信号。
总之,LC振荡器利用电容和电感之间的相互作用来产生振荡信号,并通过正反馈来维持振荡器的稳定振荡。
通过调整电感和电容的数值,可以得到所需的频率输出。
lc振荡电路分析_lc振荡电路工作原理及特点分析
lc振荡电路分析_lc振荡电路工作原理及特点分析LC振荡电路,是指用电感L、电容C组成选频网络的振荡电路,用于产生高频正弦波信号,常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式LC振荡电路、电感三点式LC 振荡电路和电容三点式LC振荡电路。
LC振荡电路的辐射功率是和振荡频率的四次方成正比的,要让LC振荡电路向外辐射足够强的电磁波,必须提高振荡频率,并且使电路具有开放的形式。
LC振荡电路运用了电容跟电感的储能特性,让电磁两种能量交替转化,也就是说电能跟磁能都会有一个最大最小值,也就有了振荡。
不过这只是理想情况,实际上所有电子元件都会有损耗,能量在电容跟电感之间互相转化的过程中要么被损耗,要么泄漏出外部,能量会不断减小,所以实际上的LC振荡电路都需要一个放大元件,要么是三极管,要么是集成运放等数电LC,利用这个放大元件,通过各种信号反馈方法使得这个不断被消耗的振荡信号被反馈放大,从而最终输出一个幅值跟频率比较稳定的信号。
频率计算公式为f=1/[2(LC)],其中f为频率,单位为赫兹(Hz);L为电感,单位为亨利(H);C为电容,单位为法拉(F)。
lc振荡电路工作原理及特点分析LC电磁振荡过程涉及的物理量较多,且各个物理量变化也比较复杂。
实际分析过程中,如果注意到电场量(电场能、电压、电场强度)和磁场量(磁场能、电流强度、磁感应强度)的异步变化,电场量、磁场量各自的同步变化,充分利用包含电场能、磁场能在内的能量守恒,由能量变化辐射其他物理变化,就可快速地弄清各物理量的变化情况,判断电路所处的状态。
LC振荡电路运用了电容跟电感的储能特性,让电磁两种能量交替转化,也就是说电能跟磁能都会有一个最大最小值,也就有了振荡。
由于所有电子元件都会有损耗,能量在电容跟电感之间互相转化的过程中要么被损耗,所以实际上的LC振荡电路都需要一个放大元。
高频lc振荡电路元器件取值方法
高频lc振荡电路元器件取值方法高频LC振荡电路是一种常见的电路,常用于射频(Radio Frequency,RF)电路、无线通信和雷达系统中。
LC振荡电路通过使用电感(L)和电容(C)元件来产生振荡信号。
在设计和构建高频LC振荡电路时,正确选择和取值元器件是非常关键的。
首先,我们需要选择合适的电感元件。
电感元件通常由线圈或同轴电缆构成,用于存储能量并产生磁场。
在高频LC振荡电路中,电感元件的质量和特性对电路的性能有很大的影响。
在选择电感元件时,需要考虑以下因素:1.电感元件的质量因数(Quality Factor,Q):质量因数是电感元件的性能指标之一,它决定了元件的损耗和带宽。
在高频振荡电路中,我们通常希望选择具有较高质量因数的电感元件,以减小能量损耗并提高电路的稳定性。
2.频率响应:电感元件在不同频率下的阻抗变化。
在高频振荡电路中,我们需要选择具有较平坦频率响应的电感元件,以确保电路的稳定性和可靠性。
3.电感值:根据电路设计的要求,选择适当的电感值。
电感值的选择取决于振荡频率,一般可根据实际需要进行计算或仿真。
另外,还需要选择合适的电容元件。
电容元件能够存储电荷,并且在振荡电路中起到稳定振荡频率和调整频率的作用。
在选择电容元件时,需要考虑以下因素:1.电容值:根据电路设计的要求,选择适当的电容值。
电容值的选择取决于振荡频率,一般可根据实际需要进行计算或仿真。
2.电容元件的稳定性:电容元件的稳定性指的是元件在不同温度、湿度和工作条件下的电容值变化。
在高频振荡电路中,选择具有较好稳定性的电容元件,以确保电路的性能和稳定性。
3.电容元件的损耗:电容元件存在一定的损耗,即电容元件内部的电阻。
在高频振荡电路中,我们通常希望选择具有较低损耗的电容元件,以减小能量损耗并提高电路的效率。
除了电感和电容元件,还需要选择适当的其他元件,如电阻、晶体管、集成电路等,以实现完整的高频LC振荡电路。
这些元件的选择和取值方法与一般低频电路类似,需要考虑电路的性能和要求。
《射频通信电路》第8章 振荡电路 [兼容模式]
Av j j 1 Arg( Av j j )1=3600
《射频通信电路》程知群
8.1.2 LC型振荡电路
3. 改进的电容三点式振荡电路
VCC
RFC R1
C3
T
T
C1
CB R2
R3
L C2
C3
C1 L
C2
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晶体管非线性 优点:电路简单 缺点:输出波形不好
《射频通信电路》程知群
8.1.1 振荡电路的工作条件
外稳幅类型
差分放大电路
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《射频通信电路》程知群
8.1.2 LC型振荡电路
2. 电容三点式振荡电路
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lc振荡电路原理及应用
lc振荡电路原理及应用LC振荡电路原理及应用LC振荡电路是一种基于电感(L)和电容(C)元件的振荡器。
它通过不断往返存储和释放电能的方式,产生稳定的振荡信号。
由于其简单可靠的原理和广泛的应用领域,它在电子工程中具有重要的地位。
以下是一些LC振荡电路的应用。
红外遥控器红外遥控器是我们日常生活中常用的电子设备。
它通过发送红外信号来控制各种家电和设备。
在红外遥控器中,使用了LC振荡电路来发射红外信号。
LC振荡电路在红外遥控器中的应用原理如下:当按下遥控器上的按钮时,LC振荡电路开始振荡,产生特定的频率信号。
这个频率信号会通过红外发射器发出,然后被接收器接收并解码出相应的指令,从而实现遥控设备的控制。
无线通信无线通信是现代通信系统的重要组成部分。
在无线通信中,LC振荡电路广泛应用于无线电发射器和接收器。
无线电发射器中的LC振荡电路通过振荡产生高频信号。
这个信号经过功率放大器放大后,被无线天线辐射出去。
而无线电接收器中的LC振荡电路则用于接收无线信号,并经过解调等处理后转化为有用的信息。
电子时钟电子时钟是我们生活中常见的计时工具。
而LC振荡电路是电子时钟中产生稳定振荡信号的关键。
在电子时钟中,LC振荡电路通过频率稳定的振荡器实现精确的时间计量。
其中,电感和电容元件共同决定了振荡电路的固有频率。
通过精确选择电感和电容的数值,可以实现时钟频率的准确控制。
频率测量仪器频率测量是工程实验和电子设备测试中经常用到的技术。
而LC振荡电路在频率测量仪器中扮演了重要角色。
频率测量仪器中的LC振荡电路可用于产生稳定的参考信号。
这个参考信号与待测信号进行比较,从而能够准确测量待测信号的频率。
因为LC振荡电路的频率稳定性高,所以它常被用作频率测量仪器的标准参考源。
谐振电路谐振电路是一种能够共振特定频率的电路。
在媒体广播、无线电通信以及音频放大器等领域,谐振电路起到了重要的作用。
在谐振电路中,LC振荡电路可用于实现频率选择功能。
《高频与射频电路》第4章---LC振荡电路PPT课件
L1 C
RB1
L2
直流通路: Vcc
R B1
交流通路(共B):
+
2 L2
C
+
+3
1
L1
-- -
CE CB
R B2
RE
R B2
RE
振荡频率:
osc
-
1 LC
其 中 L L 1 L 2 2 M , M 表 示 互 感 32
• 三点式振荡器是否满足相位条件的 判断依据是:
“射同基反”
与射极相连的两个电抗元件相 同,与基极相连的两个电抗元 件不同。
• 即反馈信号与输入信号幅度相同。
+
主网络
+
vi
(放大器)
vo
-
A
-
+
vf
反馈网络
-
K-f
11
2、相位平衡条件
T (jo s c ) A (jo s c )k f(jo s c ) 1
T (o s c ) A (o s c ) k f(o s c ) 2 n ( n 0 , 1 , 2 )
主网络放大器反馈网络14二振荡器的起振1振荡器的起振条件实际的振荡器中是没有的只要一通电马上就有输出信号起振过程是这样的当通电时在放大器的输入端就会有电扰动称为起始信号其特点为十分微弱频率成分非常丰富
LC并联谐振电路阻抗的幅频特性
• 当电流的频率为谐振频率时,LC谐振电路 两端的电压最大。当电流的频率偏离谐振 频率时,电压变小。Q值越大,这种变化越 剧烈。
(B)RC振荡器: (a) 桥式 : (i) 文氏桥、 (ii)双T桥 (b)移相式
(2) 负阻型
-
6
lc振荡电路频率计算公式
lc振荡电路频率计算公式
摘要:
1.LC 振荡电路的概念
2.LC 振荡电路频率计算公式
3.LC 振荡电路的应用
4.结语
正文:
1.LC 振荡电路的概念
LC 振荡电路是一种由电感(L)和电容(C)组成的振荡电路,它能产生高频正弦波信号。
这种电路广泛应用于通信、广播和导航等领域,用于产生稳定的高频信号。
2.LC 振荡电路频率计算公式
LC 振荡电路的频率计算公式为:
f = 1 / (2π√(LC))
其中,f 表示振荡电路的频率,L 表示电感,C 表示电容。
通过这个公式,我们可以计算出LC 振荡电路的频率。
3.LC 振荡电路的应用
LC 振荡电路被广泛应用于各种电子设备中,如收音机、电视机、通信设备等。
例如,在收音机中,LC 振荡电路用于产生本振信号,以便接收和放大广播电台发射的信号。
在电视机中,LC 振荡电路用于产生扫描信号,以便使电视屏幕上的图像进行扫描。
在通信设备中,LC 振荡电路用于产生载波信号,以便将信息传输到远方。
4.结语
LC 振荡电路是一种重要的振荡电路,它能产生高频正弦波信号。
通过使用LC 振荡电路频率计算公式,我们可以计算出电路的频率,从而满足不同应用场景的需求。
lc振荡电路工作原理
lc振荡电路工作原理
振荡电路是指能够产生周期性的交流信号的电路。
它由一个放大器和一个反馈网络组成。
反馈网络将放大器的输出信号再输入到放大器的输入端,形成一个闭环。
在合适的条件下,反馈网络会不断增强放大器的输出信号,从而使放大器产生持续振荡。
振荡电路的工作原理可以简述为以下几个步骤:
1. 初始状态下,放大器的输出信号为零,但由于反馈网络的存在,仍然存在微弱的干扰信号。
2. 这些微弱的干扰信号被放大器放大后,经过反馈网络再次输入到放大器的输入端。
3. 反馈网络会进一步增强放大器的输出信号,使得输出信号不断增加。
4. 当输出信号增加到一定程度时,放大器的非线性特性开始起作用,增益不再增加,反馈网络也无法继续增强输出信号。
5. 放大器的输出信号开始下降,由于反馈网络的存在,下降的信号仍然被输入到放大器。
6. 反馈网络进一步减弱放大器的输出信号,使得输出信号趋近于零。
7. 放大器的输出信号降至接近于零时,又开始重新增加,整个过程循环反复。
通过这种循环过程,振荡电路就能够产生稳定的周期性信号。
具体的振荡频率取决于电路元器件的参数,如电容、电感和电阻等。
不同的振荡电路有不同的工作原理和特性,比如LC振荡电路中利用电感和电容的相互作用产生振荡信号。
lc振荡原理的应用
LC振荡原理的应用1. 简介LC振荡器是一种基于电感和电容之间相互耦合的振荡电路。
它是一种常见的电子元件,广泛应用于无线通信、射频电路等领域。
本文将介绍LC振荡原理及其应用。
2. LC振荡原理LC振荡器由电感(L)和电容(C)构成,通过周期性的能量存储和释放实现电路的振荡。
其工作原理如下:•首先,在初始状态下,电容器会通过初始电荷构成一个电压和电流的初始分布。
•当外加电源施加一个正弦信号时,电感会对电流起到储能作用,而电容则将电子束缚在一起形成电磁场。
•当电流通过电感时,电磁场储能到电感中,而电容会释放电流来补充电感中的能量损失,形成电流的周期性振荡。
3. LC振荡器的应用3.1 无线通信LC振荡器在无线通信领域有着广泛的应用。
它可以作为射频信号的发射源和接收源,用于生成无线信号并将其发送到其他设备。
无线通信系统中的振荡器往往需要稳定的频率和较低的相位噪声。
LC振荡器通过精确控制电感和电容的数值,可以满足这些需求。
3.2 射频电路LC振荡器在射频电路中也有很多应用。
例如,它可以用作锁相环电路中的相位比较器,并与数字频率合成器结合使用,为射频信号源提供稳定的频率和相位。
此外,LC振荡器还可以用于调制和解调电路、滤波器电路等射频电路中的关键部分。
3.3 音频放大器LC振荡器还可以应用于音频放大器电路中。
在音频放大器电路中,LC振荡器被用来产生精确的音频信号,并驱动功率放大器将信号放大到可听的水平。
这种应用特别适用于需要高质量音频输出的音响系统和音乐播放器。
3.4 功率逆变器LC振荡器还可以用于功率逆变器电路,将直流电源转换为交流电源。
功率逆变器是一种将低电压直流电源转换为高电压交流电源的电路。
它是太阳能电池板系统和电动汽车充电系统等领域中的关键组成部分。
LC振荡器可以提供可控制的频率和幅度,使得功率逆变器能够满足不同应用需求。
4. 小结LC振荡器是一种基于电感和电容之间相互耦合的振荡电路,通过周期性的能量存储和释放实现电路的振荡。
lc振荡器知识
LC振荡器知识1.什么是振荡?振荡器必须具备什么条件才能振荡?答:如图1-28所示电路,开关S打到位置1时,电容C就被充电到电源电压,再将开关S从1切换到2的位置,使电容C与电感L并联起来,这时电容C 就向电感L放电。
在C刚放电时,由于电感中的电流不能突变,因此放电电流从零开始,逐渐增大,而电容C的端电压逐渐减小。
此时电容C中的电能逐渐变为电感 L中的磁能;当电容中的电荷放完,其端电压等于零时,这时电容不再放电,但由于电感中的电流不能突变,因此,电流并不会突然消失,而是按照原来的方向继续 流动,电感L反过来向电容C充电,电容两端重新出现电荷,但此时电容两端的电压极性与原来电容两端电压极性相反。
在L向C反向充电的过程中,电感L的电流 逐渐减小,电容C上的电压逐渐增大,使电感中的磁能又变成电容中的电能。
当电容的端电压达到最大值时,C又向L充电,其过程与前述相同,只是放电电流方向相反。
就这样电能和磁能反复地相互转换,我们把这种现象称为振荡。
振荡器实质是一种满足自激振荡条件的反馈放大器,它可以产生正弦波信号或非正弦波信号。
能产生正弦波信号的振荡器称为正弦波振荡器,其电路称为正弦 波振荡电路。
正弦波振荡电路是一个满足自激振荡条件的正反馈放大电路,有时也称为反馈振荡电路。
正弦波振荡器产生持续振荡有两个条件,其一为振幅平衡条件 (∣AF│=AF=1);其二为相位平衡条件(φa+φf=2nπ,n=0,1,2,……)。
这里设式中,φa为基本放大电路输出信号与输入信号之间的相位差;φf为反馈信号与输出信号之问的相位差。
2.正弦波振荡电路由哪几部分组成?各部分有什么作用?答:正弦波振荡电路由四部分组成,即放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节。
(1)放大电路具有一定的电压放大倍数,其作用是对选择出来的某一频率的信号进行放大。
根据电路需要可采用单级放大电路或多级放大电路。
(2)反馈网络是反馈信号所经过的电路,其作用是将输出信号反馈到输入端,引入自激振荡所需的正反馈,一般反馈网络由线性元件R、L和C按需要组成。
射频与通信集成电路-振荡器
概述 振荡器基本原理 环形振荡器 LC振荡器 振荡器的干扰和相位噪声 相位噪声带来的问题 正交信号的产生 振荡器优化设计
概述
» 振荡器(oscillator)是将直流电源能量转换成交流能量的电路。 » 振荡器必须有正反馈和足够的增益以克服反馈路径上的损耗,同时还需要
Psig
10lg f
dBm
87 2.64 10 lg 91103
1MHz
133.9 dBc / Hz
振荡器的干扰和相位噪声
‒ 由相位噪声测试曲线可以直接读出不同频率偏移下的相位噪声。
f
L() (dBc/Hz)
10 kHz -89.51
100kHz -112.41
1MHz -133.97
或
L
Pn
dBm
Psig
10lgf
dBm
‒ 已知:分辨率带宽为Res BW =
91kHz , 振 荡 频 率 为 1.14136GHz ,
振荡信号功率为-2.64dBm,在偏
移振荡频率1MHz处的噪声功率
约为-87dBm ,计算在偏移振荡
频率1MHz处的相位噪声为
-87dBm
L
Pn
dBm
I0 gmc
f
x
I05 x
3rs02C1C2
gm0 g mc
2
9 2
1
2x
2
2
x
2
cos 1 x 3x
1
x2
1 x2 3x cos 1 x2
其中
f x gmcVm
I0
x Vth VB , 1 x 1 Vm
振荡幅度正比于偏臵电流,反比于临界跨导。
lc震荡电路公式
lc震荡电路公式
标题:LC震荡电路公式简介:LC震荡电路是一种常见的电路结构,广泛应用于无线通信、射频电子学等领域。
本文将介绍LC震荡电路的基本原理和公式,并探讨其在实际应用中
的重要性。
正文:LC震荡电路是由电感(L)和电容(C)组成的电路结构。
它的基本原理是通过电
感和电容之间的相互作用来产生电压和电流的周期性变化。
在LC震荡电路中,电感和电
容形成了一个振荡回路,使得电压和电流在回路中周期性地变化。
LC震荡电路的公式是通过分析电流和电压之间的关系得出的。
根据基本电路理论,我们
可以得到LC震荡电路的共振频率(f)公式:f = 1 / (2π√(LC))其中,f表示共振频率,L表示电感的值,C表示电容的值,π表示圆周率。
这个公式告诉我们,LC震荡电路的共振频率与电感和电容的数值有关。
通过调整电感和电容的数值,我们可以控制LC震荡电路的
共振频率,从而实现对电路的调节和控制。
LC震荡电路在无线通信和射频电子学领域有着重要的应用。
例如,在无线电发射器中,
LC震荡电路用于产生高频信号,实现信号的发射和传输。
在射频电子学中,LC震荡电路用于产生稳定的射频信号,用于无线通信、雷达等系统中。
总结:LC震荡电路是一种常见的电路结构,通过电感和电容之间的相互作用来产生电压
和电流的周期性变化。
通过调整电感和电容的数值,我们可以控制LC震荡电路的共振频率,实现对电路的调节和控制。
LC震荡电路在无线通信和射频电子学领域有着重要的应用,为无线通信和射频系统的正常运行提供了基础支持。
lc交叉耦合振荡器原理
lc交叉耦合振荡器原理
LC交叉耦合振荡器是一种常用的电子振荡器电路,由电感(L)和电容(C)组成的交叉耦合元件构成,通过通过共振频率产生振荡信号。
具体原理如下:
1. 电感(L)和电容(C)组成的串联谐振回路能够在特定频率下产生较大的阻抗。
当输入源施加在串联谐振回路上时,回路会发生振荡,产生稳定的频率。
2. 为了实现正的电反馈,将振荡信号从输出端馈回输入端,形成闭环。
这样,当系统达到稳态后,振荡信号就会保持稳定,维持在共振频率上。
3. 电感和电容之间的交叉耦合使得谐振频率变得可调节。
当调节电感或电容的值时,振荡频率也会相应地改变。
LC交叉耦合振荡器主要有两种形式:
1. 哈特利型振荡器:也称为并联振荡器,电感和电容是并联连接的。
输出信号由电感上的电流变化产生。
2. 卡德尔型振荡器:也称为串联振荡器,电感和电容是串联连接的。
输出信号由电容上的电压变化产生。
LC交叉耦合振荡器被广泛应用于无线通信、射频电路、音频系统等领域,用于产生稳定的信号源。
射频通信电路第七章振荡器LC振荡72
解:(1)用公式 osc
1 gi gL LC C1C2
求振荡频率。
首先计算共基等效电路参数: 由 g mrb'e
gm
rb'e
30 1200
0.025
S
11 共基输入电阻 re gm 0.025 40
2 0
C1C2
osc 1.0010 0
(2)由振幅起振条件分析回路 Q0
振荡器起振的振幅条件应满足:
T (osc)
gm g'L Pe2b gi
Peb
1
Peb gm Pe2b gi g'L
已知
C1 C2,所以
Peb
1 2
代入数据 gm 和 gi ,可求得:
满足振幅起振条件的最大的 g'L
如何放置? 解:代入晶体管等效电路,在 X 断开,
由于振荡频率为回路中心频率,所以
Vo gm RPVi
RP是回路谐振阻抗,且 X1 X 2 X 3 0
则:VF
Vo X2 X3
X2
gm RP
X2 X1
Vi
结论:为保证 VF 与 Vi 同相,电抗 X 2 与 X1 必须同性质
RP RP // RL
晶体管 cb 对回路的接入系数是
Pcb
C3 C12 C3
(其中
C12
C1C2 C1 C2
)
共基放大器 cb 端的负载为:
RP
( C3 C12 C3
LCRC震荡电路作用
LCRC震荡电路作用1.产生稳定的振荡信号:LCRC震荡电路可以产生稳定的振荡信号,用于驱动其他电路的工作。
通过调节电路中的元件数值,可以实现不同频率的振荡信号输出。
在通信系统中,震荡电路可以用于产生射频信号、音频信号等,以满足不同的应用需求。
2.时钟信号源:LCRC震荡电路可以作为时钟信号源,用于同步系统中各个模块的工作。
时钟信号是信息处理和数据传输中的基本信号,可以确保数据的准确性和稳定性。
在计算机、通信系统、数字电路等领域中,时钟信号的稳定性和精确性对系统的正常运行和性能至关重要。
3.频率锁定器:LCRC震荡电路可以用作频率锁定器来提供稳定的频率,使其他电路或系统能够按照相同的频率进行工作。
频率锁定器在通信领域中经常使用,例如调频广播、电视接收器、雷达系统等,通过频率锁定器能够确保接收器与发射器之间的频率匹配,从而实现信号的正确接收和处理。
4.激励信号产生器:LCRC震荡电路可以产生高频信号、中频信号等激励信号,用于驱动其他电子元件或电子系统工作。
激励信号在无线通信、无线电广播、调频电视、测试仪表等应用中广泛使用,能够使电路或系统处于工作状态,实现信号的传输和处理。
5.模拟信号发生器:LCRC震荡电路可以产生模拟信号,用于模拟仿真和实验研究。
模拟信号是一种连续变化的信号,可以模拟实际的物理量、声音、光信号等。
在电子电路设计、通信系统仿真、信号处理算法开发等领域中,模拟信号发生器可以提供与真实信号相似的模拟信号,以便进行验证、测量和分析。
6.频率选择器:LCRC震荡电路可以用作频率选择器,通过调节电路中元件的参数,选择特定频率的信号进行输出。
频率选择器在电子滤波器、音频调谐器等应用中经常使用,能够滤除非所需频率范围的信号,实现信号的选择性传输和处理。
总之,LCRC震荡电路在各种领域中都发挥着重要的作用,可以产生稳定的振荡信号、时钟信号源,实现频率锁定、激励信号产生、模拟信号发生,以及频率选择等功能。
天线原理lc振荡电路
天线原理lc振荡电路
天线原理是一种利用电磁波辐射和接收的原理来实现无线通信的方法。
LC振荡电路是一种常用的天线振荡电路,由电感(L)和电容(C)构成。
在LC振荡电路中,电感和电容的相互作用会导致电流和电压
的周期性变化,从而产生辐射电磁波。
通过调节电容和电感的数值,可以改变振荡电路的频率。
当频率与天线的共振频率相匹配时,天线会辐射出更强的电磁波。
LC振荡电路也可以用于接收电磁波。
当外部电磁波与天线的
共振频率相匹配时,天线会感应出较大的电流,并通过电感和电容的相互作用放大信号,从而实现无线通信的接收。
LC振荡电路的工作原理是基于振荡的闭合回路。
电感和电容
的储能和释能过程会导致电流和电压的周期性变化,从而产生振荡。
振荡电路必须满足一定的条件,比如电感和电容的数值、电源电压等,才能实现稳定的振荡。
总之,LC振荡电路是一种基于电感和电容的天线振荡电路,
可以用于辐射和接收电磁波。
通过调节电容和电感的数值,可以改变振荡电路的工作频率,实现无线通信。
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提高 增益A
增大 gm 减小 g L gi
增大反馈系数 F Peb
① 由于 gi gm ,gm 不能太大 ——合理选择工作点
② 反馈系数 F 太大
由于 gi Pe2b gi 使增益减小
增大接入系数,使回路Q降低
合理选择反馈系数
3. 实际考虑 考虑晶体管各参数及回路损耗的影响
并按照相位平衡条件计算振荡频率
由于 RL
负载电导为
g'L
1 RL
1 RP
1 RP
3.18 10 4
由已知条件求得回路总电容
C 1
1
100 PF
2 0
L
(2 50 10 6 )2 0.110 6
由于 C1 C2,所以 C1 C2 200 PF ( 因为 Cbe 0 )
共射放大器
b
c
g m vbe
_
Cgs r
+
e
共射——反相放大器
必须注意反馈电压提取,以保证正反馈
负反馈
g m 实数
LC回路谐振 纯电阻
思考题:
该闭合环路是正反馈 还是负反馈?
(2)对 LC 回路 Q 值的影响
保证选频回路Q值高的必要性——提高频率稳定度
反馈支路将晶体管 放大器的输入阻抗 直接并联在回路两端
其中
g L
1 RL
1 RP
② 计算放大器增益 ③ 计算反馈系数
A Vo Veb
gmVeb gL
1 Veb
g L
gm Pe2b gi
F
VF Vo
Peb
C1 C1 C2
④ 计算环路增益 T
1 T (osc )
AF
g L
gm Pe2bgi
Peb
满足起振条件
起振条件对电路参数的要求: 矛盾:
(证明见课本)
回路总电容
C C1C2 回路中心频率 C1 C2
0
1 LC
振荡频率
osc
1 gi gL LC C1C2
0
1 gi gL
2 0
C1C2
由于 02C1C2 gi gL
osc 0
1 LC
振荡频率近似等于回路中心频率
例7.2.1:设计图示的考毕兹振荡器。
已知:晶体管在共射状态时的参数为
Ri r
问题:降低了回路Q
解决方法: 阻抗变换后接入回路
阻抗变换方法
Ri r
① 变压器—— 互感耦合LC振荡器
② 部分接入—— 三点式LC振荡器
7.2.2 互感 LC 振荡器 电路构成特点: ① 用变压器进行阻抗变换,以保证高Q
② 注意变压器同名端,以保证正反馈
共基组态
共射组态
变压器同名端
阻抗变换
与发射极相联的两个电抗元件必须同性质, 而另一个电抗元件为异性。
共射组态
共基组态
电容三点式 LC振荡器
电感三点式 LC振荡器
2. 三点式振荡器性能分析 计算环路增益、分析为满足起振条件对电路参数的要求
(1)分析直流偏置
NPN管,电源 VCC 为正,
偏置电阻 Rb1、Rb2 、RE , 负载 RL CB 交流旁路、CC 隔直流。
L1
V&F V&o
V&i
L2
从不同电抗元件抽头反馈 同相——正反馈 I&F
V&o
V&i V&F
问题:应如何放置电抗元件?
1. 推导构成三点式振荡器的一般规则
晶体管和三个纯电抗元件 X 1 X 2 X 3
构成振荡器
忽略晶体管极间电容、跨导的相移 以及晶体管输入阻抗对回路的影响 推导:满足正反馈条件时,三个电抗元件
7.2.3 三点式振荡器 电路构成特点: ① 用电抗部分接入进行阻抗变换,以保证高Q
② 注意电抗元件的放置,以保证正反馈
电抗元件部分接入进行阻抗变换形式:
电容部分接入
电感部分接入
Pc
C1 C1 C2
R R Pc2
PL
L2 L1 L2
R R PL2
+ +
-
-
+
-
共基组态——同相放大器
回路谐振——纯电阻
Cb'e 0 rb'e 1200 30
线圈电感L=0.1H,空载品质因数 Q0 100
取回路电容 C1 C2 ,回路的固有谐振频率: f0 50MHz , RE 1 k,RL
求:(1)振荡器的振荡频率 osc 。 (2)为保证顺利起振。回路的 Q0 不能低于多少?
解:(1)用公式 osc
1 gi gL LC C1C2
求振荡频率。
首先计算共基等效电路参数: 由 g mrb'e
gm
rb'e
30 1200
0.025
S
共基输入电阻
re
1 gm
1 40 0.025
因为
re
RE ,所以放大器输入电导
gi
1 re
1 RE
1 re
gm
0.025 S
LC回路的谐振阻抗为
RP Q0 0L Q0 2 50106 0.1106 100 3.14103
(2)画交流通路图 原则:直流电源交流地
大电容交流短路
(3)代入晶体管交流小信号等效电路
其中RP 是回路空载Q0 引入的等效电阻
(4)将环路在 X 断开 并考虑输入阻抗的影响
(5)计算振荡频率 ① 振荡频率根据相位平衡 条件得出(略) ② 振荡频率近似等于 回路中心频率
o
1 L C1C2
C1 C2
如何放置? 解:代入晶体管等效电路,在 X 断开,
由于振荡频率为回路中心频率,所以
Vo gm RPVi
RP是回路谐振阻抗,且 X1 X 2 X 3 0
则:VF
Vo XX2 X1
Vi
结论:为保证 VF 与 Vi 同相,电抗 X 2 与 X1 必须同性质
构成三点式振荡器的一般规则
电容 C1 C2 相同性质电抗
反馈电压与输入同相
振荡频率
osc
1 L C1C2
C1 C2
+ +
-
-
+
-
振荡频率
osc
1 C(L1 L2 )
共基组态三点式特征:
① 反馈电压取自相同电抗元件
② 阻抗变换: R Ri P2
Ri
RE
//
1 gm
共射组态三点式分析
从相同电抗元件抽头反馈
反相——负反馈 I&F
C2 C2 Cbe
(6)分析振幅起振条件——T = AF >1
① 计算放大器负载
输入电导
gi
1 re
1 RE
1 re
gm
回路接入系数
Peb
C1 C1 C2
等效输入电导
gi
Pe2b
gi
(
C1
C1 C2
)2
gi
(设部分接入支路为高Q)
放大器负载电导 gL gL gi gL Pe2bgi
Ri
(
N1 N2
)2
Ri
振荡频率 osc 0
1 LC
变压器同名端 (N1 N2 )
添加直流偏置
思路: ① NPN管,为保证工作于放大区,集电极直流电位最高,
基极次之,发射极最低。
② 采用基极电阻 Rb1 、Rb2 分压偏置,RE 直流负反馈。
③ 线圈直流短路,电容直流开路,电源是交流地。 ④ 大电容实现交流短路和隔直流