第7章：信号产生电路资料

Uo －
uf
Rb2
Re
－
满足了起振的相位条件。 振荡频率:
f0
2
1 LC
瞬时极性法判断是否满足振荡的相位条件：
方法：
假设在输入端加入正 极性的信号，用瞬时极性 法判定反馈信号的极性。 若反馈信号与输入信号同 相，则满足正反馈的相位 条件；否则不满足。
Rb1 Cb
uo
C
L1
-
+
Uo
+
L 2 Uuff
LC正弦波振荡器举例
Rb1 + C1
Vcc
Rc
uo
C2
–
+
+
R b2
Re
uf
Ce
振荡百度文库率
–
Luo
C
1
f0 2 LC
满足相位平衡条件
三、三点式LC振荡电路
三点式结构：LC选频电路中由两个电感或两个电容 串联，从而形成的三个端点。
电感三点式：
uf
L1
C
u f
L2
L1
C
L2
uo
uo
uf与uo反相
uf与uo同相
C L1
Uf L2
Uo －
互感线圈的极性判别:
初级线圈
次级线圈
i
+1
Rb2
Re
－
Φ
–2
i
+3
同名端 1 2 3 4
–4
工作原理：
三极管共射放大器 的输入输出信号反相， 即：
A 1800
利用互感线圈的同名
端实现： F 1800
A A 360 0
Rb1 Cb
+Vcc
uo C
L1
Uuff L2
A 1 AF
Af
负反馈电路的方框图
当AF 1时： 1 AF 0, X i 0
自激振荡发生。
X d X f
在负反馈放大器中，通常不希望出现自 激振荡，例如：扩音器啸叫等现象。
Xi +
Xd
–
Xf
基本放大器
A
反馈网络
F
正反馈电路的方框图
Af
分析闭环电压放大倍数Af
Xo
Af
Xo Xi
Xo / Xd Xi / Xd
电容三点式：
uf
C1
L
C2
uo
uf与uo反相
u
C1
L
f
C2
uo
uf与uo同相
1.电感三点式LC振荡电共路射电路
共基电路
Rb1
uo
Cb （ +）
Rb2
uf
Re
Vcc Rc （ -）
Xi +
X d 基本放大器 A
Xo
–
Xf
反馈网络
F
负反馈电路的方框图
分析闭环电压放大倍数Af
X d＝X－ i X f
Xi +
X d 基本放大器 A
Xo
–
Xf
反馈网络
F
而A
Af
X X
X o X d
o
i
,F
X o X i
X X
/ X d / X d
f o
( X d
A X f ) / X d
问题：放大器有饱和、截止区，产生失真。
4.稳幅环节
使电路易于起振又能稳定振荡，波形 失真小。
稳幅措施：
（1）利用放大器自身的非线性特性，但 输出波形有一定失真； （2）在反馈网络中加入非线性稳幅环节， 用以调节放大电路的增益，输出波形基 本不失真。
7.1.2 LC正弦波振荡器
一、LC选频网络
i
+
• 定义
无需外加输入信号，自身能产生并输出 一定频率和幅度的正弦交流信号的装置， 称为正弦波振荡器，亦称正弦波发生器。
多谐振荡器（无稳态电路）亦称矩 形波发生器，输出的波形为矩形波，如 图1(b)所示。
图(a)正弦波
(b) 矩形波 图1
• 应用
正弦波振荡器能产生频率范围宽 （1Hz-1GHz）、输出功率大(几mW-几十 kW)的正弦波信号，广泛应用于通信、遥 控遥感、航空航天、无线电广播、检测技 术、热处理、电加工等领域。
第7章 信号产生电路
7.1 正弦波振荡电路
7.2 非正弦信号产生电路
7.1 正弦波振荡电路
7.1.1 振荡原理 7.1.2 RC正弦波振荡电路
7.1.3 LC正弦波振荡电路 7.1.4 石英晶体正弦波振荡电路 基本教学要求:了解正弦波振荡器自激
振荡的条件，理解运算放大器组成的RC正 弦波振荡电路的工作原理。
－
+Vcc
uf
Rb2
Re
－
Rb1 Cb
uo
C
L1
-
+
Uo
+
L 2 Uuff
－
+Vcc
假设在输入端 （基极）加入正极性 （＋）的信号，
uf
Rb2
Re
－
据共射极电路输入输 出信号反相的结论，输 出端(集电极)为负极性 （－）。
通过互感线圈同名端感应后，反馈信号为正 极性（＋），与输入信号同相;
满足正反馈的相位条件。
无线电发射机：产生载荷信息的载波信号。 超外差接收机：产生本地振荡信号。 各种电子测量设备和计时仪表：产生频率（或时间） 基准信号。
工业生产部门广泛应用的高频电加热设备等。
•应 用
电警棍
超声波振荡器 电脑无线发射器
微波炉
无线发射机
7.1.1 振荡原理
一、产生自激振荡的条件： 在第5章中，负反馈电路的方框图：
iC
u
C
-
R：电感和回路中的损耗电阻， 阻值极小。
iL
当
0
1 LC
时
L
此电路发生并联谐振。
R LC并联谐振特点：
电路呈阻性，
Z0
Z
0
＝
L RC
，总阻抗最大，总电流最小，
电流谐振，IC≈IL>>I，
功率因数 cos＝1。
品质因数Q IL/I IC / I 0L / R 1/ 0CR 1
LC并联谐振电路的 阻抗频率响应和相频响应
问题：如何得到振荡器的稳定的f 输出。
2.选频网络
只对一个频率信号满足振荡条件，从而获 得单一频率的正弦波信号输出。
常用的选频网络有RC和LC选频网络。
3.放大 | AF |1(略大于)
AF > 1。只要接通电源，系统将由于
微小的电冲激而产生增幅振荡。（起 振条件） 平衡条件：| AF |＝1
起振过程
A
A
( X d－X f ) / X d 1－AF
当AF 1时：
1－AF 0, X i 0
反馈信号代替了放 大电路的输入信号。
X d 基本放大器
Xo
A
X d X f
Xf
反馈网络 F
此时，自激振荡 发生。
可见，自激振荡的条件为：
正反 AF馈电1路或负反 AF馈电 －1路
而A AA, F | F | F
R值越小，Q值越大，谐振时的阻抗值就越大，相位随 频率变化的程度越急剧，选频效果越好。
1
f f0 2 LC
LC振荡电路主要用于产生高频正弦波信号 ， 不宜采用集成运放电路。
二、变压器反馈式LC振荡电路
在LC振荡器中，反馈信
号通过互感线圈L2引出。
L1、L2线圈处的红点表
Rb1
示同名端。
Cb
+Vcc
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： A F 2n n是整数
问题：电路接通瞬间振荡是如何产生的？
X d 基本放大器
Xo
A
Xf
反馈网络 F
二、正弦波振荡器的组成 1.起振信号： ic
IC0
0
t
ic
IC0
0
t
电路接通瞬间加于晶体管基极的阶跃输入电压或噪声， 包含许多谐波分量，谐振回路选择满足相位平衡条件的谐 波分量。