正弦波振荡器课程课件

osc 1 LC
衰减系数 1
2Re0C
图3.1.1 （b）阻尼振荡波形
可见, 当谐振电阻较大时, 并联谐振回路两端的电
压变化是一个振幅按指数规律衰减的正弦振荡。其振
荡波形如图3.1.1(b)所示。
3.1.1
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二、产生无阻尼振荡的方法 RLC并联谐振回路中自由振荡衰减（产生阻尼振
I c1m Rp Uim
ICM1(c )Rp
Uim
gc (1 cosc )1(c )Rp
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稳定条件
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起振时的 A0 ，是小信号放大，通角 c = 1800 ，故 A0 = gc Rp 。 即
A A0 (1 cosc )1(c ) A0 (c )
进入平衡状态应满足
AF=1， A F 2n （n=0,1,2…n）
Rb2
–
Re
Ce
数，可以使 vi = vf 。
自激振荡建立的物理过程
此时，若将开关K快速拨向“2”点，则集电极电路和基
极电路都维持开关K接到“1”点时的状态，即始终维持着与vi 相同频率的正弦信号。这时，调谐放大器就变为自激振荡器。
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在电源开关闭合的瞬间，电流的跳变在集电极LC 振荡电路中激起振荡。选频网络带宽极窄，在回路两端 产生正弦波电压vo，并通过互感耦合变压器反馈到基级 回路，这就是激励信号。
声电 变换器
接收系统框图
高频小 信号放
大
混 频
前置 放大器
低频功率 放大器
中频 放大
解
低频电 低频功
调
压放大 率放大
本机 振荡
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第一节 概述
一、振荡电路的功能
在没有外加输入信号的条件下，电路自动将直流电源提供的能量转换
为具有一定频率,一定波形,一定振幅的交变振荡信号输出。
其中，A0为当电源接通时的电压增益。
相位起振条件
起振过程: 微小的扰动电压经放大
选频
反馈
再放大
再选频 再反馈‥‥
如此循环,振荡电压就会增长起来,建立了振荡.
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稳定条件
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1、振荡建立后，振幅会不会无限增大？——“不会” 由于放大器的放大特性，在小信号放大时是线性的，而大
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反馈型振荡器基本工作原理
实际中的反馈振荡器是由反 馈放大器演变而来，如右图。
若开关K拨向“1”时，该电 路则为调谐放大器，当输入信号 为正弦波时，放大器输出负载互 感耦合变压器L2上的电压为vf ， 调整互感M及同名端以及回路参
+VCC
+M
C
vo L
+
L2 vf
2
–
–
K
+
1
+ vi
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第四章 正弦波振荡器
主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
概述 反馈型LC振荡原理 反馈型LC振荡器 振荡器的频率稳定原理 高稳定度的LC振荡器 晶体振荡器
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第一节 概述
发射系统框图
主振器
缓冲器
高频 放大器
调制器
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高频功率 放大器
因而从 AF A0 (c )F 1 ，可以看出起振条件的大小决定平衡的工作状态。例如，
（1） A0F =2时， (c ) =0.5， c = 900 ，平衡于乙类放大状态； （2） A0F >2时， (c ) <0.5， c < 900 ，平衡于丙类放大状态； （3） 1< A0F <2时, 0.5< (c ) <1, 1800 > c >900 ，平衡于甲乙类放大状态。
荡）的原因在于损耗电阻的存在。
若回路无损耗, 即 Re→o ∞，则衰减系数 →０，
回路两端电压为
c (t) VS cos osct （等幅正弦振荡）
所以产生无阻尼振荡的方法是： •正反馈的方法：利用正反馈不断地适时给回路补充 能量，使之刚好与损耗的能量相等，那么就可以获 得等幅的正弦振荡了；
•负阻法：在电路中引入一个具有负阻特性的器件，使 之等效电阻刚好与电路的损耗电阻大小相等，相互抵 消，以获得一个等幅的正弦振荡。
时, 开关S很快断开１, 接通２。
图3.1.1 并联谐振回路的自由振荡现象 （a）RLC并联谐振回路
3.1.1
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在
R eo
1 2
L C
的情况下，t 0
以后,
并联回路两端电
压的表达式, 即回路在欠阻尼情况下的零输入响应为：
c (t) VS et cos osct
其中振荡角频率
二、振荡电路的分类
RC振荡器
反馈型 LC振荡器
振荡器
正弦波振荡器
晶体振荡器 负阻型(100MHz以上)
按波形分
非正弦波振荡器
按原理分
按元件分
负阻振荡器是指直接把一个呈现负阻特性的有源器件与谐振回路相接， 以产生等幅振荡。
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三、主要技术指标 1、振荡频率； 2、频率稳定度； 3、振荡幅度； 4、振荡波形；
起始振荡信号十分微弱，但是由于不断地对它进行 放大—选频—反馈—再放大等多次循环，于是一个与振 荡回路固有频率相同的自激振荡便由小到大地增长起来。
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1、起振条件
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振幅起振条件
A0F＞1
A F 2n (n=0，1，2，…，n)
物理意义是振荡为增幅振荡
物理意义是振荡器闭环相 位差为零，即为正反馈。
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用途: 发射机中载波振荡器；超外差接收机中的本机振荡器；测
量仪器中的时间标准、频率标准等。
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反馈型振荡器的基本原理
振荡的产生
一、并联谐振回路中的自由振荡现象
图3.3.1 中，Reo 是并联回路的谐振电阻。
在ｔ＝0以前开关S接通 １, 使 c (0) Vs 。在ｔ＝0
信号放大时是非线性的。放大信号的增大会使集电极电流 产生失真，谐振回路取出的电压是基波电流 Ic1和谐振电阻 的积。放大器的电压增益随信号电压增大而减小。直到 AF=1时，达到等幅振荡。
2、振荡建立后，电路工作于什么状态才达到平衡？ 因为平衡时，AF=1，且为大信号工作状态。这时放大器
的电压增益为
A Uc1 Ui
3.1.1
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第二节 反馈型LC振荡原理
一、组成
反馈型LC振荡器是由调谐放大器和正反馈网络构成.
调谐ห้องสมุดไป่ตู้大器
A
正反馈网络
F
条件
①放大器必须是调谐 放大器,具有选频滤波 的功能
②反馈网络必须 是正反馈
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二、振荡的建立与起振条件
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