振荡电路详解

第9章波形产生与变换电路

9.1 正弦波振荡电路

9.2 非正弦波发生电路

正弦波发生电路能产生正弦波输出，它是在放大电路的基础上加上正反馈而形成的，它是各类波形发生器和信号源的核心电路。正弦波发生电路也称为正弦波振荡电路或正弦波振荡器。

9.1.1 产生正弦波的条件

9.1.2 RC正弦波振荡电路

9.1.3 LC正弦波振荡电路

9.1.1 产生正弦波的条件

一、正弦波发生电路的组成

二、产生正弦波的条件

三、起振条件和稳幅原理

一、正弦波发生电路的组成

为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。

如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。

反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。

为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。正弦波发生电路的组成

放大电路

正反馈网络

选频网络

稳幅电路

二、产生正弦波的条件

产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似。只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端，产生了足够的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈。在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信号，无所谓附加相移。

1||>F A

振荡器在刚刚起振时，为了克服电路中的损耗，需要正反馈强一些，即要求

这称为起振条件。三、 起振条件和稳幅原理

1

.|.|>F A 既然 ，起振后就要产生增幅振荡，需要靠三极管大信号运用时的非线性特性去限制幅度的增加，这样电路必然产生失真。这就要靠选频网络的作用，选出失真波形的基波分量作为输出信号，以获得正弦波输出。

也可以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，从而达到稳幅的目的。这在下面具体的振荡电路中加以介绍。

9.1.2 RC正弦波振荡电路

一、RC网络的频率响应

二、RC文氏桥振荡器

1)122C ω1

R C R 1j()1(2121C R C R ω-+++=R /j +)C j /1(2

122221112R C C R C R R R ωω+++=)j 1]()C j /1([2

22112R C R R R ωω+++=谐振频率为: f 0=2

121π21C C R R RC 10=ω当R 1 = R 2，C 1 = C 2时，谐振角频率和谐振频率分别为:

RC

f π210=)]j 1/([+)C j /1()j 1/(22211222212C R R R C R R Z Z Z ωωω+++=+=o f V

V F =

图11.02(b) RC串并联网络的频率特性曲线

二、 RC 文氏桥振荡电路

(1) RC 文氏桥振荡电路的构成 RC

RC 文氏桥振荡电路如图11.03所示，RC 串并联网络是正反馈网络，另外还增加了R 3和R 4负反馈网络。

C 1、R 1和C 2、

R 2正反馈支路与

R 3、R 4负反馈支

路正好构成一个

桥路，称为文氏

桥。图11.03 RC 文氏桥振荡电路

314

3f ≥+=R R A

文氏桥振荡

(a) 稳幅电路 (b) 稳幅原理图

9.1.3 LC正弦波振荡电路

LC正弦波振荡电路的构成与RC正弦波振荡电路相似，包括有放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路。这里的选频网络是由LC并联谐振电路构成，正反馈网络因不同类型的LC正弦波振荡电路而有所不同。

一、LC并联谐振电路的频率响应

二、变压器反馈LC振荡器

三、电感三点式LC振荡器

（a）LC并联谐振电路（b）并联谐振曲线

图11.06 有损耗的谐振电路

二、变压器反馈LC 振荡电路

图

11.07变压器反馈LC 振荡电路变压器反馈LC 振荡电路如图11.07所示。 LC 并联谐振电路作

为三极管的负载，反馈线

圈L 2与电感线圈Ｌ相耦合,

将反馈信号送入三极管的

输入回路。交换反馈线圈

的两个线头，可使反馈极

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，以使正反馈的

幅度条件得以满足。

三、电感三点式LC振荡器

图11.09 为电感三点式LC振荡电路。电感线圈L1和L2是一个线圈，2点是中间抽头。如果设某个瞬间集电极电流减小，线圈上的瞬时极性如图所示。反馈到发射极的极性对地为正，图中三极管是共基极接法，所以使发射结的净输入减小，集电极电流减小，符合正反馈的相位条件。

图11.10 为另一种电感三点式LC振荡电路。

图11.09 电感三点式LC振荡器（CB）图11.10电感三点式LC振荡器（CE）

分析三点式LC 振荡电路常用如下方法，将谐振回路的阻抗折算到三极管的各个电极之间，有Z be 、Z ce 、Z cb ,如图11.11所示。

图11.11 三点式振荡器

对于图11.09 Z be 是L 2、 Z ce 是L 1、 Z cb 是C 。可以证明若满足相位平衡条件， Z be 和Z ce 必须同性质，即同为电容或同为电感，且与Z cb 性质相反。