振荡电路大全

RC振荡器的几种接法
RC震荡的基本思想是正反馈加RC选频网络.RC选频网络之所以选出正弦波主要是因为电容的充电曲线.
这种振荡器特点是：(1.4〜2.3 ) R*C电源波动将使频率不稳定，适合小于100KHZ 的低频振荡情况。

2.加补偿电阻的RC振荡器
(1.4〜2.2 ) R* C,电源对频率的影响减小，频率稳定度可控制在5%
3.环行RC振荡器
4.采用TTL反相RC振荡器，频率可达50MHz
5.采用两三极管构成的RC振荡器，其中R5=R8 , R7=R6 , C5=C6
K8
KES2
Pl
WPU
£5
CAP
igJS-T
RC文氏电桥震荡器的计算说明
这个电路由RC串并网络构成选频网络，同时兼作正反馈电路以产生振荡，两个电阻和电容的数值各自相等。

负反馈电路中有两个二极管，它们的作用是稳定输出信号的
幅度。

也可以采用其他的非线形元件来自动调节反馈的强度，以稳定振幅，如：热敏电阻、场效应管等。

该电路输出波形较好，缺点是频率调节比较困难。

T二就
RC
文氏电桥振荡电路
RC 文氏电桥振荡器的电路如图1所示，RC 串并联网络是正反馈网络，由运 算放大器、R 和R 负反馈网络构成放大电路。

GR 和GR 支路是正反馈网络，RR 支路是负反馈网络。

CR 、GR 、R 、R 正 好构成一个桥路，称为文氏桥。

RC 串并联选频网络的选频特性
RC 串并联网络的电路如图2所示。

RC 串联臂的阻抗用Z i 表示，RC 并联臂的 阻抗用Z 2表示。

RC 串并联网络的传递函数为
u Zi+4 /j o c i )+s /(i + jffi)]
图1 RC 文氏电桥振荡器 图2 RC 申并联网络
[&"（1/頂。

1）]（1 + 頂&%）+ &
+ （1 / j s +:j 位R】択卫。

* + C*j / C7j + 氏w
U+2+刍+）（瞄弓-—....
= -. E'. ■- I .. 式（1）
当输入端的电压和电流同相时，电路产生谐振，也就是式（1）是实数，虚部为0。

令式（1）的虚部为0,即可求出谐振频率。

谐振频率
对于文氏RC振荡电路，一般都取R=FR= R, C=C = G时，于是谐振角频率：
频率特性
幅频特性
1_________
拓号螺）项跛厂焉）‘
相频特性
成。

-一一—
弗=-arctg--- =_= - arctg、
N冬+勺3
R： G
文氏RC振荡电路正反馈网络传递函数的幅度频率特性曲线和相位频率特性曲线如图3所示。

（a）幅频特性曲线（b）相频特性曲线
图3 RC申并联网络的频率响应特性曲线
反馈系数 当满足R=R= R, C=G = C 2条件，且当f=f o 时的反馈系数 戸=1 万与频率f o 的大小无关，此时的相角 中F =0。

文氏RC 振 荡电路可以通过双连电位器或双连电容器来调节振荡电路的频率，即保证 R=R= R, C=C i = G 始终同步跟踪变化，丁是改变文氏桥 RC 振荡电路的频率时，不会 影响反馈系数和相角，在调节频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。

根据振荡条件I AF |> 1,在谐振时，放大电路的 电压增益应该A=3。

由 图1可知，RC 申并联网络的反馈信号加在运算放大器的同相输入端，运算放大 器的电压增益由R 和R 确定，是电压串联负反馈，于是应有 & =1 + ^ = 3 (10-2-7) 振荡的建立和幅度的稳定 振荡的建立
所谓振荡的建立，就是要使电路自激，从而产生持续的振荡输出。

由于电路 中存在噪声，噪声的频谱分布很广，其中也包括 f o 及其附近一些频率成分。

由 于噪声的随机性，有时正有时负，有时大一些有时小一些。

为了保证这种微弱的 信号，经过放大通过正反馈的选频网络， 使输出幅度愈来愈大，振荡电路在起振 时应有比振荡稳定时更大一些的电压增益，即丨 AF |> 1,所以A f >3,丨 丨>1称为起振条件
通过热敏元件稳定输出幅度
Atf =1 +学”
加入R 、R 支路，电路是串联电压负反馈，其放大倍数 " 。

A f 始终大于 3,振荡电路的输出会不断加大，最后受电路中非线性元件的限制， 使振荡幅度不再增加，但振荡电路的输出会产生失真。

所以应该在起振时使 ‘ >3,而当振起来以后，应使 A f =3o 解决这个问题必须要自动地改变运算放大器 的增益，起振时，增益大于 3,起振后增益稳定在3。

决定运算放大器增益的是 R 和R,例如我们通过图4电路中的R 来调节增益。

R 是具有正温度系数的热敏 电阻，起振前其阻值较小，使 A f > 3。

当起振后，流过R 的电流加大，R 的温度 升高阻值加大，负反馈增强以控制输出幅度，达到振荡稳定状态
AJ^=l。

若热敏电阻是负温度系数，应放置在 R 的位置。

此时反馈系数 AF
r
牛 a r>3 --------------------
z】rh 中>
I RI ------------------------- L
Y2_____ _____ + + 七
1丄①%■
2U 尹4玖------------ *
I J_—-J --------------- e£
图4用热敏电阻保证电路起振
几种常见振荡器的高频电路
电容反馈振荡器的实际电路
图4-8 (a)是一电容反馈振荡器的实际电路图(b)是其交流等效电路。

电感反馈振荡器电路
(c)咼频等效电路
图4-10电感反馈振荡器电路
式中的L为回路的总电感，由图4-9有:
实际上，由相位平衡条件分析，振荡器的振荡频率表达式为:
同电容反馈振荡器的分析一样
,
振荡器的振荡频率可以用回路的谐振频率近似表示
8 +
鈿（编+
蜀）（厶与一
起振条件：工程上在计算反馈系数时不考虑gie的影响，反馈系数的大小为
Z J2
A+M
由起振条件分析，同样可得起振时的gm应满足:
克拉泼振荡器电路
图4-10是克拉泼振荡器的实际电路和交流等效电路。

它是用电感L和可变电容C3（C3 <<C1 、C2 ）的串联电路代替原来电感。

（b）交流等效电路
图4-11 克拉泼振荡器电路
（a）实际电路;
由图4
丄0可知,回路的总电睿为=
1111 1
—
= + — +
制 '
u q q G
G
设并联谐振回路曲感两端）的借振阻抗为则等效 到晶体管賤
两端的负载电阻为：
护&礼37）
因此，C1过大，负载电阻 RL 将很小，放大器的增益就低，环路增益就小，可能导致振荡 器停振
振荡器的振荡频率和反馈系数分别为:
由上面分析可得： （1） 由于电容C3远小于电容 Cl 、C2，所以电容Cl 、C2对振荡器的振荡频率影 响不大，因此可以通过调节 C3调节振荡频率； （2）
由于反馈回路的反馈系数仅由 C1与C2的比值决定，所以调节振荡频率不会
影响反馈系数；
（3）
由于晶体管的极间电容与 C1、C2并联，因此极间电容的变化对振荡频率的影
响很小；
（4） 由（4-37）可知，当通过调节 C3调节振荡频率时，负载电阻
RL 将随之改变,
导致放大器的增益变化，因此调节频率时有可能因环路增益不足而停振，故主
要用于固定频率或窄带的场合。

C«J C C-
(4-35)
(4-37)
西勒振荡器电路
图4-11是西勒振荡器的实际电路和交流等效电路。

可变电容C4，同样有C3<<C1 、C2。

图4-12 西勒振荡器电路
由图4-11可知，回路的总电容为
C = —j J 洋G + 匚，4
+ '
q弓q
振荡器的振荡频率为
备初L(G+頒
特点：(1)通过调节C4实现振荡频率的调节；
(2)C4 的改变不会影响接入系数和反馈系数；
(3)适合于振荡频率需要在较宽范围内可调的场合(最高振荡频率/最低振荡频率可
达1.6〜1.8)。

(4)其他同克拉泼电路。

场效应管振荡器电路
原则上说，各种晶体管振荡线路，都可以用场效应管构成，可以根据振荡原理导出用场效应管参数表示的振荡条件。

它的主要特点，就是与电感L并联
(a)实际电路
(c)电容反馈场效应管振荡器
图4-13
由场效应管构成的振荡器电路
(a)互感耦合场效应管振荡器
(b)电感反馈场效应管振荡器
为命振荡器
+ 12 V 6.8 kD
■_
47
并联型晶体振荡器电路
并联型晶体振荡器的实用线路（C1、C2与石英晶体构成谐振）
串联型晶体振荡器
在串联型晶体振荡器中，晶体接在振荡器要求低阻抗的两点之间，通常接在反馈电路中。

图4-23示岀了一串联型晶体振荡器的实际线路和等效电路。

0)
300 pF 工(MHz)
5
600
350
120
510
320
Ndolo
750
3DG6C
密勒振荡器电路
场效应管晶体并联型振荡器电路
+24 V
i
J L
弥勒电路
电感反馈式并联晶体振荡器
1 000 pF
± 丄 000 pF
羸出
1 MQ
泛音晶体皮尔斯振荡器电路
S 6田
火焰检测电路
2.2火焰检测电路
火焰离子电流非常撤弱.一股采用火靖的导电性进行检溜的直流检测方法
很不可靠•在潮棍、环境汚染等情况下造成绝缘电阻下降时，很容易产生虚假信号。

而利用火焰使空气电离后. 在电极冋呈现的单向导电性，采用交流检测方法
就可以證免这个问题”
一殷地,火焰信号等效于在电极间有数兆电阻与二极管串K.火焰检测电路如图3所示.R21通过离子棒接到火焰上,而火焰瑚哺通过机売接地，E极肾Q2、变压器TI的原边枸成振荡电路,可以在Ti的副边产生［OOV左
右的交流电氐当有火焰时.由r火焰的单向导电性，交流电只有半周通过火焰给电容C26充电，在C26两端产生上正下贝的电压，将这一负电压送到单片机内部的模根比较器就叮以刈断是否有火焰。

没有火焰时不会形成电流通路J：26的下靖不会形成负电压而陶干棒跟机壳产生较大福电施时，由于是双向导电的,电容C25对交流信号短路,也不会产生負电压，从而避处『虚假信号的产
生。