最新模拟电子技术课件第10章振荡器

电路Ao
反馈电路
F
Xo
反馈信号代替了放大 电路的输入信号。
自激振荡条件的推导
Xi +
Xd
+
基本放大
电路Ao
Xo
Xf
反馈电路
F
X o = Ao X d X f = FX o Xd = Xi + X f
Af
=
Xo Xi
= Ao 1- AoF
自激振荡条件的推导（续）
X d 基本放大
Xo
电路Ao
Xf
反馈电路
uo1 uo
UOM U+H
uo 0 t1
U+L - UOM
t2
t
(3)t= t1~ t2: uo1 (t1) =-UOM , uo (t1) = U+L
uo
=
uo (t1) -
1 RC
t
uo1dt=
t1
-
R1 R2
U OM +
UOM RC (t-t1)
t=t2: uo (t=t2) =U +H =
F
X o = Ao X d =FAoXo X f = FX o Xd =X f
FAo=1
自激振荡的条件
自激振荡条件的推导（续）
Af
=
Ao
1- AoF
当xi=0时，AoF=1
1-A oF=0则 :A f =
(1)正反馈足够强,输入信号为 0 时仍有
信号输出，这就是产生了自激振荡。
(2)要获得非正弦自激振荡,反馈回路中必 须有RC积分电路。
=o时
文氏桥选频电路 如果：R1=R2=R，C1=C2=C
Uo =
1
Ui
3
+
j ( RC
-
1
RC
)
f0
=
1
2pRC
传递函数： Uo =
1
Ui 3+ j( f - f0 )
f0 f
Uo Ui
幅频特性：Uo =
1
Ui
32 + ( f - f0 )2 f0 f
j
+90
相频特性：j=-arc1tg( f -f0) –90
uo
=
uo (t2) -
1 RC
t
uo1dt=
t2
R1 R2
U OM -
UOM RC (t-t2)
t=t3:
uo (t=t3) = U
+L = -
R1 R2
U OM
uo1从+UOM -UOM
可解出:
t3=5
R1 R2
RC
三角波发生器电路2 (续) :
R01
uo1
－
+
R
u1+ + A1
C
－
+
+ A2
3 f0 f
1 3
f f0
j =0
f
用运放组成的RC振荡器：
文
同氏RF来自相桥放
选
uo
大
频 电
R
Rf
_
路C
uo A=3 + 3+
器 uo
R
C
输出正弦波频率：
f0
=
1
2pRC
因为： jA =0
只有在 f0 处
jF =0,
才满足相位条件：
AF=1
A=3
F=1 3
A = 1+ RF Rf
10.3 RC正弦波振荡器
1. 产生自激振荡的原理
Xi +
Xd
–
基本放大
电路Ao
Xo
Xf
反馈电路
改成正反馈
F
+
Xd = Xi - X f
只有正反馈电路才能产生自激振荡。
Xi +
Xd
+
Xf
基本放大
Xo
电路Ao
反馈电路
F
如果：X f = X i ,
则去掉 X i , 仍有信号输出。
Xd Xf
基本放大
(3)要获得正弦自激振荡,反馈回路中必须 有选频电路。所以将放大倍数和反馈系数写成：
A()、 F()
自激振荡条件的推导（续）
自激振荡的条件： A(0) F (0) = 1 因为： A(0)=|A| jA F( 0)=|F| jF
所以，自激振荡条件也可以写成：
（1）振幅条件： | AF|=1
（2）相位条件： j A + j F = 2np n是整数
uo
R2 R1
调整电位器RW可以使三角波上下移动,而 且使三角波正负半周时间不相等.
改型电路2
uo
R决定T2,
t
Uo1被嵌位 R´决定T1
T1 T2
于±Uz
R
C
－ +
+
R´
-
+
+
R2
uo
R1
R2
三角波发生器, 当R´=0时
－ +
+
R1
R2
锯齿波发生器
R
C
R´
-
+
+
R2
uo
uo
uo
t
t
T1 T2
T1变为0
模拟电子技术课件第10 章振荡器
上节回顾：方波发生器 uc
uc +
R
U+H
C
－ +
+
0
uo U+L
t
R1
uo
R2
UOM
t 0
- UOM
T
三角波发生器电路2 (续)
R01
uo1
－
+
R
u1+ + A1
C
－
+
+ A2
R02
R2
R1
:
uo1 uo
UOM U+H
uo 0
U+L
t1
- UOM
t
(2)t=0 ~ t1: uo1 (0) =+UOM , uo(0) =0
R1 R2
U OM
uo1从-UOM +UOM
可解出:
t2=3
R1 R2
RC
三角波发生器电路2 (续) :
R01
uo1
－
+
R
u1+ + A1
C
－
+
+ A2
R02
R2
R1
uo1 uo
UOM U+H
uo 0 t1
U+L - UOM
t2
t3 t
(4)t= t2~ t3: uo1 (t2) =+UOM , uo (t2) = U+H
相位条件意味着振荡电路必须是正反馈； 振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。
问题：如何启振？
Uo 是振荡器的电压输出幅度，B是要求输出的幅 度。起振时Uo=0，达到稳定振荡时Uo=B。
起振并能稳定振荡的条件：
U o B时， AF 1 U o = B时， AF = 1 U o B时， AF 1
)
当
R1C2 =
1
R2C1
时，相移为0。
文氏桥选频电路
R1C2 =
1
R2C1
0 =
如果：R1=R2=R，C1=C2=C，则：
1 R1R2C1C2
0 =
1
RC
f0
=
1
2pRC
Uo Ui
=
(1 +
R1 R2
+
C2 ) + C1
1
j(R1C2
-
1
R2C1
)
=
1
3
+
j ( RC
-
1
RC
)
1 =3
R02
R2
R1
uo1 uo
UOM U+H
uo 0 t1
U+L - UOM
t2
T
t3 t
t1=
R1 R2
RC
t2=3
R1 R2
RC
t3=5
R1 R2
RC
三角波周期: 三角波频率:
T=2(t2-t1)=4
R1 R2
RC
f=1/T
改型电路1
+E RW -E
R01
uo1
－ +
+ A1
R
C
－
+
+ A2
R02
2. RC振荡电路
用RC 电路构成选频网络的振荡电路即所谓的 RC 振荡电路，可选用的 RC 选频网络有多种，这里 只介绍文氏桥选频电路。
U o R2
R1 C1
Ui
C2
文氏桥选频电路 U o R2
R1 C1
Ui
C2
Uo =
1
Ui
(1 +
R1 R2
+
C2 ) + C1
j ( R1C 2
-
1 R2
C1
uo
=
-
1 RC
uo1dt
=-
UOM RC t (a)
t=t1:
uo (t=t1) =U +L
=
-
R1 R2
U OM
(b)
uo1从+UOM -UOM
将(b)式代 入(a)式, 可解出:
t1=
R1 R2
RC
三角波发生器电路2 (续) :
R01
uo1
－
+
R
u1+ + A1
C
－
+
+ A2
R02
R2
R1