南邮模电第十章正弦波振荡电路剖析
LC正弦波振荡电路详解
LC正弦波振荡电路详解LC正弦波振荡电路详解LC正弦波振荡电路与RC桥式正弦波振荡电路的组成原则在本质上是相同的，只是选频网络采用LC电路。
在LC振荡电路中，当f=f0时，放大电路的放大倍数数值最大，而其余频率的信号均被衰减到零；引入正反馈后，使反馈电压作为放大电路的输入电压，以维持输出电压，从而形成正弦波振荡。
由于LC正弦波振荡电路的振荡频率较高，所以放大电路多采用分立元件电路。
一、LC谐振回路的频率特性LC正弦波振荡电路中的选频网络采用LC并联网络，如图所示。
图(a)为理想电路，无损耗，谐振频率为（推导过程如下）公式推导过程：电路导纳为令式中虚部为零，就可求出谐振角频率式中Q为品质因数当Q>>1时，，所以谐振频率将上式代入，得出当f=f0时，电抗当Q>>1时，，代入，整理可得在信号频率较低时，电容的容抗()很大，网络呈感性；在信号频率较高时，电感的感抗()很大，网络呈容性；只有当f=f0时，网络才呈纯阻性，且阻抗最大。
这时电路产生电流谐振，电容的电场能转换成磁场能，而电感的磁场能又转换成电场能，两种能量相互转换。
当网络的输入电流为I0时，电容和电感的电流约为QI o。
根据式，可得适用于频率从零到无穷大时LC并联网络电抗的表达式Z=1/Y，其频率特性如下图所示。
Q值愈大，曲线愈陡，选频特性愈好。
若以LC并联网络作为共射放大电路的集电极负载，如右图所示，则电路的电压放大倍数根据LC并联网络的频率特性，当f=f0时，电压放大倍数的数值最大，且无附加相移（原因）。
对于其余频率的信号，电压放大倍数不但数值减小，而且有附加相移。
电路具有选频特性，故称之为选频放大电路。
若在电路中引入正反馈，并能用反馈电压取代输入电压，则电路就成为正弦波振荡电路。
根据引入反馈的方式不同，LC正弦波振荡电路分为变压器反馈式、电感反馈式和电容反馈式三种电路。
二、变压器反馈式振荡电路1.工作原理引入正反馈最简单的方法是采用变压器反馈方式，如图（7114）所示，用反馈电压取代输入电压，得到变压器反馈式振荡电路。
5-正弦波振荡电路解析
1
Vf
2 LC3
+
F C1
C3
C2
可见，通过调节C3来改变振荡频率w0时，
并未影响F。说明调节频率方便。
共基极克拉泼电路
VCC
Rb1
Rc
C3
+
C1
+ CB Rb2
+
L
Re C2
+
C1
C3
+
V0
Vf C2
L
--
F C1 C1 C2
f0 2
1 LC
其中： C
C1串C2串C3
C1C2
C1C2C3 C2C3 C1C3
5.6.3 电容反馈式三端振荡器 (考毕兹振荡器)
5.6.4 LC三端式振荡器相位平衡条件 的判断准则
互感耦合振荡器
1. 采用互感耦合电路作为反馈网络，即通过变压器互感耦合 将输出信号送回输入回路（形成正反馈），所形成的电路是 互感耦合振荡器。
2.根据LC选频网络接于晶体管电极的不同，分为c极调谐型 （调集）、e极调谐型 （调 发） 和b极调谐振型( 调基)电 路。
微波振荡器
3、振荡器和放大器的异同
共性：都是能量转换器，都将晶体管集电板直流电源供给能量转换成 交流能量输出。
异性：放大器需外来输入信号激励源 —— 他激振荡器； 振荡器所需电压取自输出电压的一部分 —— 自激振荡器。
4、振荡器的用途
1）信息传输系统的各种发射机中； 2）在超外差式的各种接收机中； 3）电子测试仪器中；
Rb2
+
C L1 L2 vf -
Re Ce
1、K接点“1”，则vs经耦合电容CB加到三极管的基极。（谐振放大器）
正弦波振荡电路原理
X1 > 0 。即X1和X3必须是同类电抗。 X3
而为满足（8）式，可知X2必须为和X1、X3的相反类电抗。例如 X1、X3为电感时X2必须为电容。 ②通常分析时，由式（8）解得三点式振荡器的振荡频率，由式（9） 求得电路的起振条件。 4、电容三点式振荡器 X1和X3取电容，X2取 电容，如图9所示。
图9
X1 = −
1 ωC1
X 2 = ωL 1 X3 = − ωC 2
由式（8）得
1 1 − − + ωL = 0 ω C1 ω C 2
ω0 =
1 1 1 + C C L 1 2
振荡频率
由式（9）得电路的起振条件
1 ' ωC1 ' C2 = RD g m ≥ RD 1 C1 ωC 2
F
O
X d1
Xd2
X d3
图（4）
X
d
(X )
f
即|AF|>1，这时电路中的任何扰动都会经过闭合环路的多次循环 放大，变得越来越大。 ②在B点有 A =
1 ，即|AF|=1，满足自激振荡的幅度条件。 F 1 ③B点以上的部分，有 A < ，即|AF|<1，这时信号会经闭合循环 F
变得越来越小，直至平衡点B。
ω s2 1− 2 1 ω = jX (ω ) Z ( jω ) = − j ωC 0 ω2 p 1− 2 ω
式（10）
由式（10）画得X(ω)～ω曲线：
X
( jω )
从图13有： ①当ω<ωs<ωp时，X(ω)<0 石英晶体呈容性阻抗 ②当ω=ωs时， X(ω)=0 ③当ωs<ω<ωp时，X(ω)>0
上式的实部为1，即
模拟电子技术第十章正弦波振荡器
•判断下面电路是否能产生正弦波振荡：
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•选频网络无法实现选频 模拟电子技术第十章正弦波振荡器
•判断下面电路是否能产生正弦波振荡：
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•可以产生正弦波振荡 模拟电子技术第十章正弦波振荡器
•根据选频网络不同，振荡器的分类： •（1）RC振荡器 •（2）LC振荡器 •（3）石英晶体振荡器
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•图3.31 晶体的形状及横断面 • (a)晶体外形；(b)横断面
模拟电子技术第十章正弦波振荡器
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•图10.29 石英谐振器的结构
模拟电子技术第十章正弦波振荡器
1）具有正反压电效应 正压电效应是指在晶体片两个侧面上施加压力时，
晶体片就会产生机械变形，与此同时，在它的表面上 还会产生异性电荷。
•
稳幅过程：UO↑负反馈电流↑
T ↑ R1↑、 Rf↓负反馈↑ UO↓
• Rf和R1引入的电压串联负反馈有助 于改善波形减小失真。
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模拟电子技术第十章正弦波振荡器
文氏电桥振荡器信号波形质量和稳定 性好，故得到了广泛的应用。
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模拟电子技术第十章正弦波振荡器
•例：电路中V1和V2的作用是什么？为使电路 起振R1、R2和R3应满足什么条件？
•令：
•图10.20 RC串并联网络
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模拟电子技术第十章正弦波振荡器
幅频特性和相频特性表达式为
•其中
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模拟电子技术第十章正弦波振荡器
根据以上两式可画出相应的频率特性曲线
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•图3.21 RC串并联网络的频率特性曲线
模拟电子技术第十章正弦波振荡器
正弦波振荡电路的分析方法
正弦波振荡电路的分析方法正弦波振荡电路也是一种基本的模拟电子电路。
电子技术实验中经常使用的低频信号发生器就是一种正弦波振荡电路。
大功率的振荡电路还可以直接为工业生产提供能源，例如高频加热炉的高频电源。
此外，诸如超声波探伤、无线电和广播电视信号的发送和接收等等，都离不开正弦波振荡电路。
总之，正弦波振荡电路在量测、自动控制、通信和热处理等各种技术领域中，都有着广泛的应用。
正弦波振荡电路的组成和分析步骤一般来说，正弦波振荡电路应该具有放大电路和反应网络，此外，电路中还应包含有选频网络和稳幅环节(例如非线性元件)，前者是为了获得单一频率的正弦波振荡，后者是为了到达稳幅振荡。
正弦波振荡电路的选频网络若由电阻和电容元件组成，通常称为RC正弦波振荡电路;若由电感和电容元件组成，则称为LC正弦波振荡电路。
一般可以采用以下步骤来分析振荡电路的工作原理:一、判断能否产生正弦波振荡l、检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分，即是否具有放大电路、反应网络、选频网络和稳幅环节。
2、检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正常工作。
3、分析电路是否满足自激振荡条件。
首先检查相位平衡条件，至于幅度条件，一般比较容易满足。
若不满足幅度条件，在测试调整时，可以改变放大电路的放大倍数|A|或反应系数|F|使电路满足|AF| >1的幅度条件。
判断相位平衡条件的方法是:假设断开反应信号至放大电路的输入端点，并把放大电路的输入阻抗作为反应网络的负载。
在放大电路的断开端点处加信号电压Ui，经放大电路和反应网络得反应电压Uf。
根据放大电路和反应网络的相频特性，分析Uf和Ui的相位关系。
如果在某一特定频率下相位差为士2nл(n=0,1,2,…)，则电路满足相位平衡条件。
二、估算振荡频牢和起振条件振荡频率由相位平衡条件所决定，而起振条件可由幅度平衡条件|AF|>l的关系式求得。
为了计算振荡频率，需要画出断开反应信号至放大电路的输入端点后的交流等效电路，写出回路增益AF的表示式。
chapter10正弦波振荡电路part2new
R3 R1
+VCC T2
T1
晶体
C
R2 R4
R5
R6
uo
图10.31串联型晶体振荡器
振荡器的工作频率为： s
10.4.4 并联型石英晶体振荡器 并联型石英晶体振荡器把石英晶体用作 电感元件。
j(Lq j(Lq
1 ) 1
Cq jC0
1 1 )
Cq jC0
1
jC0
1 s22 1 p22
式中：
s
1 LqC q
p
1
Lq
C qC 0 Cq C0
失谐支路，近似开路 图10.18 某一频率等效电路
晶体的串联谐振角频率。
晶体的并联谐振角频率。
C0
s p 晶体表现为感性，可等效为一个电感。
Xe Lq3
C0
Cq
0
s p
Z(j)
rq
(c)
(d )
ps s(
1Cq 1) C0
C q 其值约为10-3量级
s 2C 0
10.4.3 串联型石英晶体振荡器
串联型石英晶体振荡器把石英晶体用作选频 短路线。
即一个为电容，则另一个必为电感。
谐振时，LC回路呈现纯电阻特性，即： X1+X2+X3=0,因此，X2+X3= –X1，带入上式：
X 3 0 X1与X3的电抗特性相同。
X1
X1与X3的电抗特性相同。 X2与X3的电抗特性不同。
判断三点式振荡电路是否满足相位条件：
“射同基反”： 射极接的是相同性质的电抗元件, 基极接的是相反性质的电抗元件。
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。
正弦波振荡电路ppt课件
具有很好的选择性和频稳度。
2. 石英晶体谐振器的符号、等效电路和电抗特性
Co — 静态电容，较大
Lq — 晶体振动时的动态电感 ，很大
Cq —晶体振动时的动态电容，很小
rq — 等效摩擦损耗电阻，很小
串联谐振频率 并联谐振频率
1 fs 2 LqCq
1
fP 2
起振时，热敏电阻处于冷态，RF 阻值较大， A•u 1 RF / R1 大，
.
起振容易。U o
.
If
T RF A•u
最后达到 A•u =3，
进入平衡状态。由于运放始终线性工作，因此波形好。
例8.1.1
图示为一实用RC桥式振荡电路。（1）求f0 ；（2） 说明二极管的作用；（3）说明 RP 如何调节。
.1
因为振荡频率处，Fu 3
为满足起振振幅条件
A•uF• u
1，应使
.
Au
3
.
即 Au 1 (RF / R1 ) 3
2. 常用的RC 桥式振荡电路
参数选择：
1 f0 2RC
RF 2R1
RF 不能太大， 否则正弦波将
失真，甚至变
成方波。
稳幅措施：采用负温度系数热 敏电阻实现外稳幅。
1. 石英谐振器结构
石英是一种各向异性的结晶体，其化 学成分是SiO2 。从一块晶体上按一定的方 位角切割成的薄片称为晶片。在晶片的两 面涂上银层作为电极，电极上焊出两根引 线固定在管脚上，封装后就构成了石英晶 体谐振器。
2. 石英晶体的压电效应与谐振特性
压电效应： 电极间加电场
电极间加机械力
晶体机械变形 晶体产生电场
起振时，二极管未导通，
模电 课件9.3 LC正弦波振荡电路
9.3.5 石英晶体 振荡电路 石英晶体LC振荡电路
利用石英晶体的高品质因数的特点，构成 利用石英晶体的高品质因数的特点，构成LC 振荡电路，如图9.14所示。 所示。 振荡电路，如图 所示
C 0 0 S
通常Q>>1， 通常 >>1， >>1
& & & ： I C ≈ I L >> I S
9.3.2 变压器反馈 振荡电路 变压器反馈LC振荡电路
变压器反馈LC振荡电路如图9.7所示。 变压器反馈 振荡电路如图9.7所示。 振荡电路如图9.7所示 LC并联谐振电路作 并联谐振电路作 为三极管的负载， 为三极管的负载，反馈线 相耦合, 圈L2与电感线圈Ｌ相耦合 将反馈信号送入三极管的 输入回路。 输入回路。交换反馈线圈 的两个线头， 的两个线头，可使反馈极 性发生变化。 性发生变化。调整反馈线 圈的匝数可以改变反馈信 号的强度， 号的强度，以使正反馈的 幅度条件得以满足。 幅度条件得以满足。
（a）CB组态 ） 组态
（b）CE组态 ） 组态
电容三点式LC振荡电路 图9.12 电容三点式 振荡电路
例9.1：图9.13为一个三点式振荡电路,试判断是否 9.1： 9.13为一个三点式振荡电路, 为一个三点式振荡电路 满足相位平衡条件。 满足相位平衡条件。
图9.13 例题11.1的电路图 例题11.1的电路图 11.1
图9.5 LC并联回路 并联回路
LC并联回路的等效阻抗为： 并联回路的等效阻抗为： 并联回路的等效阻抗为
1 ( R + jωL) jωC Z= 1 + R + jωL jωC
通常有R<< <<ω 通常有R<<ωL，所以有
最新模拟电子技术课件第10章振荡器
反馈电路
F
Xo
反馈信号代替了放大 电路的输入信号。
自激振荡条件的推导
Xi +
Xd
+
基本放大
电路Ao
Xo
Xf
反馈电路
F
X o = Ao X d X f = FX o Xd = Xi + X f
Af
=
Xo Xi
= Ao 1- AoF
自激振荡条件的推导（续）
X d 基本放大
Xo
电路Ao
Xf
反馈电路
uo1 uo
UOM U+H
uo 0 t1
U+L - UOM
t2
t
(3)t= t1~ t2: uo1 (t1) =-UOM , uo (t1) = U+L
uo
=
uo (t1) -
1 RC
t
uo1dt=
t1
-
R1 R2
U OM +
UOM RC (t-t1)
t=t2: uo (t=t2) =U +H =
F
X o = Ao X d =FAoXo X f = FX o Xd =X f
FAo=1
自激振荡的条件
自激振荡条件的推导（续）
Af
=
Ao
1- AoF
当xi=0时，AoF=1
1-A oF=0则 :A f =
(1)正反馈足够强,输入信号为 0 时仍有
信号输出，这就是产生了自激振荡。
(2)要获得非正弦自激振荡,反馈回路中必 须有RC积分电路。
=o时
文氏桥选频电路 如果：R1=R2=R，C1=C2=C
Uo =
1
正弦波振荡电路的分析方法word精品
波形产生电路的设计1正弦波振荡电路的分析方法 2 RC 正弦波振荡电路 3LC 正弦波振荡电路4石英晶体振荡器5非正弦波发生电路 一、正弦波振荡电路的分析方法1 •产生正弦波振荡的条件即：U f FU 。
FA® U i2.分析步骤：(1) 判断能否产生正弦波振荡a. 检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分；b. 检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正常工作；c. 分析电路是否满足自激振荡的相位平衡条件和振幅平衡条件。
(2) 判断相位平衡条件的方法是：瞬时极性法。
估算振荡频率和起振条件，振荡频率由相位平衡条件决定。
a. 写出回路增益 AF 的表示式 b.令A F 2n n ,即可求得满足该条件的f 。
，此频率即为振荡频率;c.令ff 0时的|AF | 1，即得起振条件。
3 •正弦波产生电路一般应包括以下几个基本组成部分(1)放大电路。
所以产生正弦波振荡的条件是: AFAF幅度平衡条件arg AF A F2n n0,1,2,相位平衡条件U i如果反馈电压 也有一个正弦波信号uf 与原输入信号 ――自激振荡。
由此知放大电路产生自激振荡的条件是:U f U i完全相等，则即使无外输入信号，放大电路输出端ui（2）反馈网络。
⑶选频网络。
⑷稳幅电路。
判断一个电路是否为正弦波振荡器，就看其组成是否含有上述四个部分。
二、RC正弦波振荡电路（文氏电桥）（一）RC串并联网络振荡电路电路组成：放大电路——集成运放 A ；选频与正反馈网络一一R、C串并联电路；稳幅环节——RF与R组成的负反馈电路。
1. RC串并联网络的选频特性R2F U f2 ________ 1j R2C2U 1 2 R丄R2j C i 1 j R2C2(1RR2C2)C1j( R1C2R2C1图8.2.2取R1 = R2 = R , C1 = C2 = C ,令1RC则:13 j( 0)得RC串并联电路的幅频特性为:1丄RC2.振荡频率与起振条件11.振荡频率f o2 RC3•振荡电路中的负反馈（自动稳幅）引入电压串联负反馈，可以提高放大倍数的稳定性，改善振荡电路的输出波形，提高带负载能力。
简述正弦波振荡电路的组成部分及其作用
正弦波振荡电路的组成部分及其作用
正弦波振荡电路是一种能够产生稳定正弦波信号的电子电路。
它由以下几个部分组成：
1. 放大电路：放大电路是正弦波振荡电路的核心部分，其作用
是对输入信号进行放大，使其能够驱动负载。
放大电路通常采用晶体管放大器，其输入信号来自反馈网络，输出信号则连接到选频网络。
2. 反馈网络：反馈网络是将放大电路输出信号反馈到输入端的
电路，其作用是使放大电路产生自激振荡。
反馈网络通常采用正反馈方式，其反馈信号通过一个电容或电感元件连接到放大电路的输入端。
3. 选频网络：选频网络是正弦波振荡电路的滤波器部分，其作
用是选出放大电路产生的特定频率的正弦波信号，并抑制其他频率的信号。
选频网络通常采用电容、电感、电阻等元件组成，其通带和阻带可以根据需要进行调整。
4. 稳幅环节：稳幅环节是正弦波振荡电路的稳定部分，其作用
是使输出信号的幅度保持稳定。
稳幅环节通常采用稳压管或稳流管等元件，其作用是调整放大电路的输出电流或电压，以保持输出信号的幅度稳定。
简述正弦波振荡电路的组成部分及其作用
简述正弦波振荡电路的组成部分及其作用正弦波振荡电路是一种能够产生稳定频率和幅度的振荡电路，广泛应用于通信、测量、音频等领域。
它由三个主要组成部分构成：放大器、反馈网络和频率稳定元件（如谐振电路或LC电路）。
下面将详细解释每个组成部分的作用及其工作原理。
1. 放大器（Amplifier）：放大器是正弦波振荡电路的核心部分，它主要负责放大反馈网络中的信号，使得反馈电路能够提供恰好足够的正反馈，以使整个电路产生稳定的振荡输出。
放大器通常采用双极性晶体管或场效应晶体管等材料制成，其工作原理是输入的弱信号经过放大器放大后成为一个足够大的正弦波振荡信号，作为反馈网络的输入信号。
2. 反馈网络（Feedback Network）：反馈网络的作用是将放大器的输出信号返回到放大器的输入端，与输入信号进行合成或相抵消，以产生正反馈。
正反馈信号通过反馈网络回到放大器的输入端，使得输出信号继续被放大，从而产生持续的振荡。
反馈网络通常由电容器和电阻器等元件构成，其具体结构可以有串联结构、反串联结构或混合结构。
频率稳定元件的作用是使正弦波振荡电路的输出频率保持稳定。
常见的频率稳定元件包括谐振电路和LC电路等。
谐振电路利用电感和电容的特性，在特定的频率下产生共振现象，从而稳定输出频率。
LC电路是由电感和电容组成的振荡回路，利用电感和电容之间的相互作用产生振荡信号，其频率由电感和电容的值决定。
正弦波振荡电路的工作原理如下：1.放大器将输入的弱信号经过放大，形成一个较大的正弦波信号。
2.反馈网络将放大器的输出信号返回到放大器的输入端，与输入信号进行合成或相抵消，产生正反馈。
3.正反馈使得输出信号继续被放大，产生持续的振荡。
4.频率稳定元件保持输出频率的稳定。
正弦波振荡电路的关键是维持恰当的正反馈程度，以使得输出信号在放大器中得到充分放大。
一旦正反馈程度过高或过低，振荡电路将无法维持稳定的振荡输出。
因此，设计正弦波振荡电路需要合理选择放大器和反馈网络的参数，以及适当的频率稳定元件，以确保输出频率和振幅的稳定性。
正弦波振荡器振荡电路分析
正弦波振荡器分析1．振荡器的振荡特性和反馈特性如图9.10所示，试分析该振荡器的建立过程，并判断A、B两平衡点是否稳定。
解：根据振荡器的平衡稳定条件可以判断出A点是稳定平衡点，B点是不稳定平衡点。
因此，起始输入信号必须大于U iB振荡器才有可能起振。
图9.10 图9.112．具有自偏效应的反馈振荡器如图9.11所示，从起振到平衡过程u BE波形如图9.12所示，试画出相应的i C和I c0波形。
解：相应的和波形如图9.13所示。
图9.12 图9.13 3．振荡电路如图9.11所示，试分析下列现象振荡器工作是否正常：（1）图中A点断开，振荡停振，用直流电压表测得V B＝3V，V E＝2.3V。
接通A点，振荡器有输出，测得直流电压V B＝2.8V，V E＝2.5V。
（2）振荡器振荡时，用示波器测得B点为余弦波，且E点波形为一余弦脉冲。
解：（1）A点断开，图示电路变为小信号谐振放大器，因此，用直流电压表测得V＝3V，V E＝2.3V。
当A点接通时，电路振荡，由图9.12所示的振荡器从起振到平B衡的过程中可以看出，具有自偏效应的反馈振荡器的偏置电压u BEQ，从起振时的大于零，等于零，直到平衡时的小于零（也可以不小于零，但一定比停振时的u BEQ小），因此，测得直流电压V B＝2.8V，V E＝2.5V是正常的，说明电路已振荡。
（2）是正常的，因为，振荡器振荡时，u be为余弦波，而i c或i e的波形为余弦脉冲，所示E点波形为一余弦脉冲。
4．试问仅用一只三用表，如何判断电路是否振荡？解：由上一题分析可知，通过测试三极管的偏置电压u BEQ即可判断电路是否起振。
短路谐振电感，令电路停振，如果三极管的静态偏置电压u BEQ增大，说明电路已经振荡，否则电路未振荡。
5．一反馈振荡器，若将其静态偏置电压移至略小于导通电压处，试指出接通电源后应采取什么措施才能产生正弦波振荡，为什么？解：必须在基极加一个起始激励信号，使电路起振，否则，电路不会振荡。
正弦波振荡电路设计与分析
正弦波振荡电路设计与分析作者：曹宝林来源：《速读·上旬》2021年第09期◆摘要：正弦波振荡电路是现代通信系统中的重要组成部分，按照组成原理分为晶体振荡器电路、RC振荡电路以及LC振荡电路对晶体振荡器原理进行了深入分析，通过电路仿真软件Multisim进行仿真分析，并进行实际电路焊接与调试，验证了晶体振荡器的稳定性。
◆关键词：正弦波;振荡电路;设计;分析振荡器电路主要用于产生一定频率的波形，如三角波、方波、脉冲波、正弦波等.通常振荡器具有波形类型选择、产生频率调节等功能。
振荡器产生波形的过程主要分为以下几个阶段：起振阶段、平衡阶段和稳定阶段。
基于此，本文将对正弦波振荡电路进行简要分析阐述，并提出设计思路参考。
一、晶体振荡器原理分析（一）起振过程在振荡开始时，由于激励信号较弱，输出电压的振幅比较小，此后经过不断地放大与反馈循环，输出幅度开始逐渐增大，为了维持这一过程，必须满足|AF|>1的要求。
（二）振幅的稳定在振荡器刚刚上电时，最初信号来自电噪声，非常微弱。
该信号通过放大器在线性放大区进行放大以及反馈网络的作用，使得输出信号进一步增大。
信号进一步增加时放大器进入到饱和或者截止区，使输出信号不再增加，通过选频网络的滤波，使输出信号为等幅振荡的波形。
可见，在振荡器起振过程中，晶体振荡电路使放大器在非线性区工作，并完成振幅稳定与选频工作。
（三）并联型晶体振荡器图1是一种典型的晶体振荡电路，根据晶体振荡器的特点，当信号的频率在晶体振荡器的串联谐振频率和并联谐振频率之间时，石英晶体才等效为一个电感。
此时，满足电容三点式振荡电路的工作条件，此类电路称为皮尔斯振荡器。
其中C3电容的主要作用是隔绝外电路对输出信号频率的影响，同时能够对输出信号的频率进行微调。
另外，电容C1支路、C2支路作为反馈电路。
（四）石英晶体谐振器注意事项1.石英晶体振荡器带负载能力强，LC振荡器带负载能力不及晶体振荡器。
2.当石英晶体失效时，由于支架电容还存在，可能导致电路起振，从而给出了振荡信号输出的假象，使信号频率不稳定。
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2.平衡条件
Au Fu 1
Ui
A
·
Uo
U f Ui
Uf
F
j A
·
Au Fu Au e
Fu e
j F
Au Fu e
j ( A F )
Au Fu 1 振幅平衡条件
A F 2n n 0,1,2 相位平衡条件
2018年12月28日星期五 模拟电子技术 11
2018年12月28日星期五
模拟电子技术
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10.2.1 RC移相振荡器
·
＋
I
C ＋ ＋
I
·
R
＋
超前移相网络
· Ui
滞后移相网络
R Uo
· · Ui
C
Uo
·
－ (a )
－
－ (b )
－
图10.17 RC串联移相网络
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H() 1 0 .7
U o H U i
Rf R1
29
图10.19 RC超前移相网络振荡器
16
10.2.2 RC选频振荡器
＋ R Uo C － R
·
1 3
C ＋ Uf －
模拟电子技术 17
·
图10.20 (RC a ) 串并联网络
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0
H( 1 3
U f H U
(
＋9 0°
o
＋
Uf 1 1 ＝R 0 C o RC (b )
截止频率
C＝
1
0
()
＋9 0° ＋4 5° 0
τ= RC
C
模拟电子技术
图10.18 RC串联超前网络的频率特性曲线
2018年12月28日星期五 15
Rf R1 ＋
· Ui
－ ＋ R －
· Uo
C R
C R
C ＋ Uf －
·
－
＋
g
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1 6 RC
模拟电子技术
·
0
－9 0° (c)
－
图10.21 RC串并联网络的频率特性曲线
2018年12月28日星期五 模拟电子技术 18
＋
＋ A － t° ＋ R
· Uo
R Rf － A C
＋
Ui
·
R1 －
t°
Rf
C R ＋ · Uf － (b ) R1 R C
C － (a )
1 g RC
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R f 2 R1
模拟电子技术 19
图10.22 文氏电桥振荡器
10.3 LC正弦波振荡器
采用LC谐振回路作为选频网络的反馈式振荡器称为
LC正弦波振荡器。可以产生几十兆赫以上的正弦波 信号。 变压器耦合反馈式
电感或电容反馈式
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10.3.1变压器耦合反馈式振荡器
模拟电子技术
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1．起振过程及起振条件
Ui
Au Fu 1
U f Ui
A
·
Uo
Uf
F
·
Au Fu Au e
Au Fu 1
j A
Fu e
j F
Au Fu e
j ( A F )
幅度起振条件
相位起振条件
A F 2n n 0,1,2
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张弛振荡电路（产生方波、锯齿波形等）
负阻型
正弦振荡电路 反馈型 RC振荡器
LC振荡器 晶体振荡器
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模拟电子技术
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10-1 振荡的基本原理
一、反馈放大器的基本方程
图10.1 反馈放大器
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·
Xf
·
Xi
X i'
Xo
A
F
(CE)
＋ ＋· Ui －
· Uo
(CB)
Tr ＋
· Uf
(CB)
Tr ＋
· Uf
＋ · Ui
＋ －
· Uo
Tr ＋ · Uf － (c)
＋ · Ui －
＋ Uo －
·
－ (a )
－
－ (b )
－
是否满足正反馈判断方法：“射基（集）同名”规则 CE：射基同名； CB：射集同名。 CC：射基同名。
图10.23 三种不同接法的变压器耦合反馈式振荡器
Af
Xo Xi
当 A F 1时, A f , X i 0,
称振荡或自激。
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·
Xf
·
Xi
X i'
X
二、起振过程和平衡条件
Ui
A
·
Uo
Uf
F
·
图10.1‘ 反馈型振荡器组成方框图
2018年12月28日星期五
2018年12月28日星期五 模拟电子技术 2
10.3 LC正弦波振荡器 10.3.1 变压器耦合反馈式振荡器 10.3.2 电容反馈式振荡电路
10.3.3 电感反馈式振荡电路
2018年12月28日星期五
模拟电子技术
3
10.4 石英晶体振荡器 10.4.1关于振荡频率的几个指标 10.4.2 石英晶体的物理特性和电特性
第十章 正弦波振荡电路
（1）掌握正弦波振荡电路的组成和振荡原理。 （2）掌握RC桥式正弦波振荡电路的组成、工作原理。 （3）了解LC正弦波振荡电路和石英晶体正弦波振荡 电路的组成、工作原理和性能特点。
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模拟电子技术
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10-1 振荡的基本原理 一、反馈放大器的基本方程 二、起振过程和平衡条件 10.2 RC正弦波振荡器 10.2.1 RC移相振荡器 10.2.2 RC选频振荡器
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10.3.2. 电容反馈式振荡电路
． IL L ． Uo b C ． ． U b Uf e C 1 ． IC
c
2
图10.24电容反馈式振荡器的交流通路（CE）
2018年12月28日星期五 模拟电子技术 22
c L ． Uo b ． ． Ub Uf e
10.4.3 串联型石英晶体振荡器
10.4.4 并联型石英晶体振荡器
2018年12月28日星期五
模拟电子技术
4
附
录
文氏电桥振荡电路 LC并联谐振回路的特性 LC正弦波振荡电路分析 稳频措施
串联晶体振荡器举例
振荡频率的确定
2018年12月28日星期五 模拟电子技术 5
振荡电路是指在没有 输入信号的条件下, 能够自 行产生一定幅度、一定频率的输出信号的电路。
Au Fu 1
起振
Au Fu 1
平衡
反馈振荡器的振荡过程
2018年12月28日星期五 模拟电子技术 12
10.2 RC正弦波振荡器
RC 电路作为选频网络的振荡器。振荡频率较低，
一般在几十kHz以下。
RC移相振荡器 选频网络采用RC超前或滞后移相网络。
RC选频振荡器 选频网络采用RC串并联谐振网络。
． IL
． IC
． I C
C1
C2
． Uf
． IL
． Uo