频率的稳定条件

Ui
Uo
当 0
超前U U f i
信号周期
信号频率
当 0
滞后U U f i
0 信号周期 0
Uf
频率随相位变化的关系：
0 0 0 0
信号频率
ui
即可得：

0
t
17
相位平衡的稳定条件： 0 或 0
（由弱到强）
因此，起振阶段要求……………?
10
Uf U i
即T
起振条件：

.
.
Uf Ui


1
Ui

Uo
＋
＋
－
Uf
－

T A0 F 1
.
.
.
调谐放大器
反馈网络
T A0 F 1
0
振幅起振条件
增幅振荡 正反馈
11
T A F 2nπ n=0,1,2…
相位起振条件
A U o 0
U o U oQ
相位稳定条件
Z 0
第 4 章 正弦波振荡器
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 晶体振荡电路 RC正弦波振荡器
1
4.1 概 述
一、 振荡器的功能 在无输入信号情况下，将电源的直流能量转换成具有 一定频率、一定波形和一定振幅的交流信号能量输出。
二、振荡器与放大器的区别 相同点： 直流能量
五、主要技术指标
振荡频率、振荡波形、振荡幅度、频率稳定度
4
4.2 反馈型LC振荡原理
一、 反馈型正弦波振荡器的组成 定义：从放大器的输出信号中取出一部分反馈到输入端 作为输入信号，无需外部提供激励信号，能产生等幅正 弦波输出称为反馈型振荡器。
Ui Uf


放大器
（选频网络）
Uo

正反馈 网络
5
组成： 放大器──是对反馈信号进行放大； 正反馈网络──是将输出回路中的能量取出一部分加 到放大器的输入端； 选频网络── 是获得单一确定的振荡频率； 利用放大器
15
3） 振幅平衡的稳定条件
Q点稳定：
外因变化
（增幅振荡）
F
1/F 输出增大
AF >1 Q1点达到新的平衡 AF <1
A0 1 F
百度文库
A
Q
Q1
O
外因消失 （减幅振荡）
B点不稳定： 外因变化 （增幅振荡） 外因消失
F
1/F 输出减小
软激励
Uo
回到原平衡状态Q点 稳定
F
1/F 输出增大
AF >1 Q1点达到新的平衡
n=0,1,2…
相位平衡条件
13

放大器进入平衡的原因?
放大器固有的非线性特性
平衡时，放大器工作于什么状态？
结论：振荡器起振后由甲类逐渐向甲乙类、 乙类或丙类过渡。最后工作于什么状态完 全由A0.F的值来决定。
14
四、 振荡器平衡状态的稳定条件 1) 稳定平衡与不稳定平衡
2) 振荡器的稳定平衡 因某一外因的变化，振荡的原平衡条件遭到破坏，振 荡器能在新的条件下建立新的平衡，当外因去掉后， 电路能自动返回原平衡状态。满足这样条件的平衡称 为稳定平衡。
( Y Z F ) Z
2
O
z
ωo ω 18


2
总结
1) 正弦振荡器工作条件包括
起振条件： 保证振荡器从无到有建立起振荡
T A0 F 1
平衡条件： 保证振荡器进入平衡状态，产生持续的等幅振荡
. . .
.
.
.
T AF 1
稳定条件： 保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏 振幅稳定条件
率 (W0) 的信号能反馈到放大器的输入端，而
其它信号被抑制。 （从无到有）
8
Ui

Uo
＋
＋
－
Uf
－

调谐放大器
反馈网络
9
然而，一般初始信号很微弱，很容易被干扰信号淹 没，不能形成一定幅度的输出信号。若反馈电压与输
入电压同相且具有更大的振幅，则经过线性放大和反
馈的不断循环，振荡电压uo振幅就会不断增大。
件的非线性
稳幅环节──使振荡的输出稳定。
内稳幅 外稳幅
6
二、振荡的建立与起振条件 放大器的电压增益：
A
.
＋
Uo
.
.
Ae
j A
Uo
－ ＋

＋
Uf
－

Ui 反馈系数：
F
.
Ui
. .
－
Uf Uo

Fe j F
当T

Uf Ui



Uf Uo Uo Ui



AF 1
.
交流能量
不同点： 放大器：需外加的激励信号
振荡器：不需外加激励信号
2
三、 振荡器的分类 LC振荡器 晶体振荡器 反馈型 振荡器
RC振荡器 （正反馈原理） 正弦波
振荡器
负阻型振荡器
负阻器件+振荡回路
非正弦波： 产生三角波、锯齿波、矩形波等
3
四、正弦波振荡器的用途 通信系统： 发射机(载波频率fc) 接收机(本地振荡频率fL) 测量仪器：信号源 数字系统：时钟信号 高频能源： 高频加热设备 医疗仪器
Ui
Uo
A F Y Z F
又因为一般 Y 和
Y
F
Uf
Z
Z ,即有 对频率变化的灵敏性远小于
F
Z <<
，
即要求选频网络的相频特性曲线 \ @ 0 在工作频率附近应具有负斜率。 实际中的并联LC谐振回路正好具有这种相频特性。
当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加。 稳幅的作用就是，当输出信号幅值增加到一定程度时， 振幅的增长过程将停止，振荡器达到平衡，进入等幅振荡状 态。 （由增到稳） 故平衡条件为………?
End
12
平衡条件：
T AF 1
振幅平衡条件 等幅振荡
.
. .
T AF 1 T A F 2nπ
B
Q
Q1
F
AF<1 （减幅振荡） 回到Q点达到平衡
输出减小 振幅的稳定条件： A U o
硬激励 （应避免）
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U o U oQ
0 即表明: 在平衡点附近, 放大器增益随信 号振幅的变化特性具有负斜率.
4） 相位平衡的稳定条件 （频率的稳定条件）
相位稳定条件的意义:指当相位平衡条件遭到破坏时，电路本身能 自动地重新建立起相位平衡点的条件。 d 频率与相位的关系： dt
.
调谐放大器
反馈网络
环路增益
即U f U i 这时调谐放大器与反馈网络就构成了自激振荡器。
7
.
.
无须输入信号就能起振，起振的信号源来自何处？
接通电源瞬间引起的电压、电流突变，
电路器件内部噪声电压等，都可作初始输入信
号，这些电扰动均具有很宽的频谱，包含着各
种频率分量 ，经选频网络，使得只有某一频