正弦波振荡电路优秀课件

(3) 要获得正弦自激振荡,反馈回路中必须有选 频电路。所以将放大倍数和反馈系数写成：
A()、 F()
自激振荡的条件： A()F()1
因为： A()|A| A F()|F| F
所以，自激振荡条件也可以写成：
（1）振幅条件： | AF|1
（2）相位条件： AF2n n是整数
相位条件意味着振荡电路必须是正反馈； 振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。
Xd 基本放大
Xo
电路Ao
Xf
反馈电路
F
X dX f , X f FX o
X oAoX dFoA X o
FAo=1
自激振荡的条件
AF
Ao 1 AoF
如果： 1A oF0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。例如：前面介绍的方波发生 器、三角波发生器、锯齿波发生器等。
R25
R1
D1
R24
C
_
uo
R23
+
R22
+
R21
C
R
三、用分立元件组成的RC振荡器
RF
R
R1
RC1 R2
C +
C1
+ –
+
T1 C2
R
C
+ ube
RE1 R3
RC2 +
– +
T2–C3
+UCC
+ + –
RE2 CE
RC网络正反馈，RF、RE1组成负反馈，调整到合 适的参数则可产生振荡。
三、 LC振荡电路
问题1：如何启振？
Uo 是振荡器的电压输出幅度，B是要求输出的幅 度。起振时Uo=0，达到稳定振荡时Uo=B。
放大电路中存在噪声即瞬态扰动，这些扰动可分 解为各种频率的分量，其中也包括有fo分量。 选频网络：把fo分量选出，把其他频率的分量
衰减掉。这时，只要：
|AF|>1，且A+ B =2n，即可起振。
o
1 LC
1
fo 2 LC
Zo
L RC
IL IC QiI
Q oL
R
例1：
+UCC
– C2
+ C1 +
+– C
正反馈
频率由LC谐振网络决定。
例2：
C1
+UCC
C2
设uB
ube
uC
C
uL1 L1
uC
uL2
uL1
uD
uBiblioteka Baidu
uL2 L2 D
正反馈
频率由C 、 L1 、 L2谐振 网络决定。
+
R
C R1
起振后，uo逐渐增大则 RT逐渐减小，使得输出 uo为某值时，|AF|=1，从 而稳幅。
uo
t
Rt
A
能自行启动的电路（2）
R21
D1 R22
D2
R
_
C
+
+
C R1
R22为一小电阻， 使(R21+R22)略大于 2R1，|AF|>1，以 便起振；
随着uo的增加，R22 逐渐被短接，A自动 下降到使|AF|=1，使 得输出uo稳定在某值。
LC 振荡电路的选频电路由电感和电容构成， 可以产生高频振荡。由于高频运放价格较高，所 以一般用分离元件组成放大电路。本节只对 LC 振荡电路做一简单介绍，重点掌握相位条件的判 别。
首先介绍一下 LC 选频网络。
I
Ui C IL
L
R
谐振时回路电流 比总电流大的多， 外界对谐振回路 的影响可以忽略！
问题2：如何稳幅？
起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这 时若|AF|仍大于1，则输出将会饱和失真。
达到需要的幅值后，将参数调整为AF=1， 即可稳幅。
起振并能稳定振荡的条件：
U o B时， AF 1 U o B时， AF 1 U o B时， AF 1
具体方法将在后面具体电路中介绍。
二、 RC振荡电路
一、选频电路
用RC 电路构成选频网络的振荡电路即所谓的 RC 振荡电路，可选用的 RC 选频网络有多种，这里 只介绍文氏桥选频电路。
Uo R2
R1
C1
Ui
C2
Uo R2
R1
C1
Ui
C2
U U o i (1R R1 2C C1 2)j(1 R1C2R 12C1)
2
foR1C22
Xo
电路Ao
反馈电路
F
如果：Xf Xi ,
则去掉 Xi , 仍有信号输出。
Xd Xf
基本放大
电路Ao
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
– Xf
基本放大
电路Ao
Xo
反馈电路
F
Xo A o Xd Xf F Xo Xd Xi Xf
AF XX oi 1AAooF
1 foR2C1
时，相移为0。
1
fo 2 R1R2C1C2
1
如果：R1=R2=R，C1=C2=C，则： fo 2 RC
传递函数：
Uo Ui
3
j(
1 f
fo )
Uo
fo f
Ui
1 3
幅频特性： Uo
1
Ui
32 ( f fo )2 fo f
+90
相频特性： arct1g( f fo) –90
3 fo f
+UCC
+ A–
C1
设uB
ube
uC
C2
uE
uA
uC1
B
C
E
ube
正反馈
频率由 L 、 C1 、 C2 组成的谐振网络决定。
电子技术 模拟电路部分
第十八章 结束
例3：
+UCC
设uB
uC
uC1
C B
A i
C1 + –
C2 – +
uC1减小时， uC2如何变化？
设L 、 C1 、 C2 组成的谐振 i 网络中的电流为i ，则
L
uL
iC1ddutC1C2dudC t2
uC1
uC2
uB
正反馈
频率由 L 、 C1 、 C2 组成的谐振网络决定。
例4：
fo
f
0
f
二、用运放组成的RC振荡器
因为：A 1 R2
R2
R1
A 0
所以，要满足相位
R C
_ +
条件，只有在 fo 处
uo
F 0
+
R
C R1
AF1 A1R2
R1
F1 3
R2 2R1
能自行启动的电路（1）
RT
半导体 热敏电阻
t
起振时，RT略大于2R1，
R
_
使|AF|>1，以便起振；
C
+
uo
输出频率的调整：
fo
1
2RC
R2
R1
R3
RF
K
R
C
R2
R1
R3 C
K
_ +
+
R
通过调整R或/和 C来调整频率。
K：双联波段开 关，切换R， 用于粗调振荡 频率。
uo
C：双联可调电 容，改变C， 用于细调振荡 频率。
电子琴的振荡电路电路：
1
R28
fo 2C R1R2
R27
R26
RF1 RF2 D1
电子技术 模拟电路部分
第十八章
正弦波振荡电路
第十八章 正弦波振荡电路
一、 产生自激振荡的原理 二、 RC振荡电路 三、 LC振荡电路
一、产生自激振荡的原理
Xi +
Xd 基本放大
Xo
– Xf
电路Ao
改成正反馈
反馈电路
F
Xd Xi Xf
只有正反馈电路才能产生自激振荡。
Xi +
Xd
+ Xf
基本放大