第七章 正弦波振荡器概论

７.１ 正弦波振荡器的基本知识 （Ｐ157）
一、 正弦波振荡器的组成（三大部分）
1、放大电路：以三极管为核心的放大 电路
2、选频电路（网络）：只对某个特定 频率的信号产生谐振
3、反馈电路（网络）：正反馈
《电工基础》 第五章 ＲＬＣ串联谐振
ＸＬ＝ＸＣ时，总阻抗Ｚ最小，电流Ｉ最大，发生谐振。
谐振频率为：
例题： 判断两个电路能否产生自激振荡。
解：图 (a) ： (1)振幅平衡条件：在直流通路图中， 三极管的 基极偏置电阻 Rb2 被反馈线圈 Lf 短路接地，使基极电位为零，三极管处于截 止状态，电路不能正常工作，不满足振幅平衡条件。
(2)相位平衡条件：
采用瞬时极性法，设 V 基极电位为 “正”，根据共射电路的倒相作用，可 知集电极电位为“负”，于是 L 同名端 为“正”，根据同名端的定义得知，Lf 同名端也为“正”，则反馈电压极性为 “负”。该电路是负反馈，不满足相位 平衡条件。
接通电源瞬间的电扰动信 号就是最初的激励信号
电 能 第一阶段：起振 转
依次经过电路中的放大——选 频——反馈三个部分。在三极管 的放大区范围内不断循环，一次 比一次大。
换
成
交
流 信
三极管的非线性区的限制，放大
第二阶段：平衡 作用得到一定的控制，不能无限
制的增大，保条件）
当输入信号vi频率高于 或低于选频频率f0时，输出电 压vo减小，相移也越大。
RC桥式振荡器（又叫文氏桥振荡器）
由同相放大器和具有选频作用的 RC串并联正反馈网络组成。 RC选频网络反馈系数F=1/3。只要放大倍数AVF=3，就能满足 振幅平衡条件。
RC桥式振荡器的优点： 频率调节方便，信号波形失真小。
1
f=
0
2 p LC
《电子线路》 振荡电路 有相同的、有不同的
三、自激振荡的基本过程
（一）、起振（建立）：振荡器接通直流电源的瞬间， 电路受到扰动，在放大器的输入端将产生一个微弱的扰 动电压，经过放大器放大、选频后，通过正反馈网络送 回到输入端，形成放大——选频——正反馈——再放 大——再选频——再正反馈……的过程，是输出信号的 幅度逐渐增大，振荡就这样从无到有、从小到大地建立 起来。
３、反馈电路：采用正反馈（加强作用，产生自激）
二、 RC振荡器的分类
１、RC桥式振荡器（又叫文氏桥振荡器） ２、RC移相式振荡器
三、 RC振荡器的适用范围
产生低频振荡
四、 RC振荡器的谐振频率
五、 RC串并联选频网络
五、 RC串并联选频网络
当输入信号vi频率等于 选频频率f0时，输出电压vo幅 度达到最高，为vi /3；且相位 差为0。
同时满足振幅平衡条件和相位平衡 条件，所以电路能产生自激振荡。
调节 RP 可改变输出幅度。
振荡频率公式：
2．共基极变压器耦合 LC 振荡器 (1)电路图 (２)电路结构
Ａ、放大电路：分压式稳定工作 点的放大电路 Ｂ、ＬＣ选频电路：由Ｌ和Ｃ串 联构成选频回路
第 七 章 正弦波振荡器
振荡器是一种能量转换装置。无需 外加信号，能自动将直流电能转换成 具有一定频率、一定幅度和一定波形 的交流信号。
＊普通的放大器是需要加输入信号才能有输出信号；
＊振荡器是不需要加输入信号，由电路本身自激而自 动产生输出信号。
正弦波振荡器是振荡器中应用最广泛的一种。 其输出波形是正弦波。
Ｃ、反馈电路：反馈线圈L3-4 （电 位器 RP 和电容 C1 组成反馈量控
制电路。 ）
输出电压ＶＯ，取自线圈L7-8 。
(３)自激振荡条件判断
振幅平衡条件：在直流通路图中， ＶＣ>ＶＢ>ＶＥ（ＮＰＮ型三极 管），三极管处于放大状态，电 路能正常工作。满足振幅平衡条 件。
相位平衡条件： 瞬时极性法判断该电路是正反馈， 满足相位平衡条件。
１、变压器耦合式ＬＣ振荡器（通过变压器耦合
将反馈信号送到放大器的输入端）
２、三点式ＬＣ振荡器
三、变压器耦合式 LC 振荡器
电路特点：用变压器耦合方式把反馈信号送到输入端。常 用的有以下两种。
1．共发射极变压器耦合 LC 振荡器 (1)电路图
(２)电路结构
Ａ、放大电路：分压式稳定工作 点的放大电路 Ｂ、ＬＣ选频电路：由Ｌ和Ｃ并 联构成选频回路
既不满足振幅平衡条件也不满足相位平衡条件。 因此，电路不能产生自激振荡。
图(b)： （１）振幅平衡条件：在直流通路图中， 因隔直电容 Cb 避免了 Rb2 被反馈线圈 Lf 短路，使基极电位有一定的值，ＶＣ＝Ｖ Ｇ；满足ＶＣ>ＶＢ>ＶＥ（ＮＰＮ型三极 管）。则三极管处于放大状态，电路能 正常工作，满足振幅平衡条件。
７.３ ＬＣ振荡器 （Ｐ161） 一、 ＬＣ振荡器的组成（三大部分）
１、放大电路：正常工作（三极管处于放大状态）
２、ＬＣ选频电路：由Ｌ和Ｃ构成选频回路，对某个特 定的频率信号产生谐振。保证正弦波振荡器具有单一的 工作频率。
３、反馈电路：采用正反馈（加强作用，产生自激）
二、 ＬＣ振荡器的分类
按选频电路组成元件的不同分类
（二）、平衡：当振荡信号幅度达到一定数值 时，由于三极管非线性区（饱和区和截止区） 的限制作用，使管子的放大作用削弱，即电路 的放大倍数下降，放大器的放大倍数降低到 AVF = 1 时，振幅也就不再增大，最终电路自 动维持稳定的幅度在振荡，即等幅振荡。
以上分析是理想情况， 实际中有损耗！
直 流 没有外加信号
（２）相位平衡条件：瞬时极性法判断 该电路是正反馈，满足相位平衡条件。
同时满足振幅平衡条件和相位平衡条件， 所以电路能产生自激振荡。
７.2 RC振荡器 （Ｐ158） 一、 RC振荡器的组成（三大部分）
１、放大电路：正常工作（三极管处于放大状态）
２、RC选频电路：由R和Ｃ构成选频回路，对某个特定 的频率信号产生谐振。保证正弦波振荡器具有单一的工 作频率。
1．相位平衡条件
反馈信号的相位与输入信号的相位相同，即为正反馈，
公式表示为：
= 2np
表示反馈电压与输入电压的相位差 n 是整数，n＝０，１，２， ……
2．振幅平衡条件
三极管处于放大状态，放大电路要有合适的静态工作点，正 常工作。即反馈信号幅度大于或等于原输入信号幅度，公式表示 为：
AV F 1