正弦波振荡电路
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LJ1-24型半导体接近开关电路原理图
通过金属体靠近感应头时，振荡电路停振，输出继电器得电动作；当金属体移开后， 振荡电路恢复振荡，输出继电器断电不动作，从而达到控制电路工作的目的。
§4-3
幅 频 特 性
RC振荡电路
当R1=R2=R，C1=C2=C时
一、 RC 串并联选频网络
1 f0 2πRC
RB2
RE
3
3、振荡频率为：
1 f0 2 LC
f0
1 2 LC
1 100MHz以上 C1C 2 2 L C1 C 2
LC振荡电路的应用电路——LJ1-24型半导体接近开关
LC振荡电路 开关电路
射极输出器
开关电路断开
正常振荡 停止振荡
LJ1-24型半导体接近开关感应头
KA KA 断电 得电
LC并联电路幅频特性
等效阻抗最大，相移为0°。 当f < fo时 ，等效阻抗减小，电路呈感性。 当f > fo时 ，等效阻抗减小，电路呈容性。
LC并联电路相频特性
二、变压器反馈式振荡电路
+VCC
正反馈 1、电路组成 2、振荡条件的判断
RB1
C
L V RE CE
振荡条件的判断主要是相 位平衡条件的判断
§4-4
石英晶体振荡电路
化学成分 SiO2
一、石英晶体谐振器
1. 结构和符号
结构
涂银层
焊点
晶片
符号
压电谐振— 外加交变电压 的频率等于晶体固 有频率时，机械振 动幅度急剧加大的 现象。
2. 压电效应
形变
形变
机械振动
外力
3. 等效电路
Cq
Co — 晶片静态电容（几至几十皮法） Lq — 晶体的动态电感（10-3 ~ 102 H）（大） Cq — 晶体的动态电容（小于0.1 pF）（小） rq — 等效摩擦损耗电阻（小）
电路变为等幅振荡
可见，起振后产生增幅振荡，需要稳幅电路稳定输出幅度。
§4-2
LC正弦波振荡电路
一、LC并联谐振电路的选频特性 二、变压器反馈式LC振荡电路 三、电感三点式振荡电路 四、电容三点式振荡电路
一、LC并联谐振电路的选频特性
LC并联电路 当f = fo时 ，电路发生谐振，谐振频率
f0 1 2π LC
ui uf 反馈网络 F 基本放大电路 A uo
组成:
1. 放大电路 A 2. 反馈网络 F 3. 选频网络—实现单一频率的振荡
由上述讨论可知：
正弦波振荡电路应由以下部分组成： 放大电路 正反馈电路 选频电路 基 本 组 成 部 分
二、自激振荡的条件
uo=Aui uf=Fuo ui=uf ui与uf相位相同 AF=1 ———幅度平衡条件
A+ F = 2n
（n=0,1,2…）
———相位平衡条件
判断:
1. 检查电路组成 2. 静态工作点Q是否合适 3. 是否满足自激振荡的条件
自激振荡的建立及稳定过程
（1）起振:
放大器在接通电源的瞬间,随着电源电压由零突然增大,在放大
器的输入端产生一个微弱的扰动电压，经放大器放大，选频电路从
中选出某一频率的信号经反馈电路又送回放大器输入端，再经放大、 选频，重新又送回放大器输入端，如此重复。 通过不断地放大正反馈再放大再反馈，使Uom不断增大。 为了使输出信号在接通电源后能够产生从小到大的信号，在振荡建 立的初期, 反馈信号必须大于原输入信号，电路的起振条件为：
用瞬时极性法：
×CB
RB2
———满足相位平衡条件
3、振荡频率为：
1 f0 2 LC
（1）易起振 （2）调频方便 4、电路特点：（3）输出波形不好 （4）振荡频率不高
变压器反馈式振荡电路
三、电感三点式振荡电路
1、电路组成
+VCC
RB1 V C1 1 CE 2 L1 M L2 3
f0
2、振荡条件的判断 用瞬时极性法：
C0
Lq rq
4. 频率来自百度文库性和谐振频率
X
fS
容性 感性
1 大Q 小 rq
Lq 大 Cq 小
1 fS 2 LqCq
1 C 0C q C0 Cq
f
fP
fP
容性
fS 1
Cq C0
2 Lq
二、石英晶体振荡电路
1. 串联型
f = fs，晶体呈纯阻 +VCC
2. 并联型
fs < f < fp，晶体呈感性 +VCC
|AF|>1
（2）稳定过程：
当振荡建立起来之后,由于基本放大器中 的三极管器件本身的非线性或反馈支路本身 与输入关系的非线性，放大倍数或反馈系数
在振幅增大到一定程度时就会降低， 当反馈
信号等于原输入信号,即|AF|=1，振荡维持到 一定幅度不再变化。
uf 起振
稳幅
电路由
|AF| >1
|AF| = 1
第四章
§4-1
§4-2 §4-3 §4-4
正弦波振荡电路
正弦波振荡电路的基本原理
LC正弦波振荡电路 RC振荡电路 石英晶体振荡电路
§4-1
正弦波振荡电路的基本原理
无需外加输入信号， 把直流电源提供的 能量 转换成有一定频率 和振幅的交流信号
自激振荡
一、自激振荡电路的基本组成 二、自激振荡的条件
一、自激振荡电路的基本组成
由幅频特性和相频特性可知：
当 f = f0 时
相 频 特 性 RC串并联网络
Fmax=1/3
= 0º
当 f ≠ f0 时
F<1/3 ≠ 0º
二、 RC 桥式振荡电路
1、组成：
F = 0
同相 放大器
2、 电路：
R
C
A = 2n
A F 2nπ
———相位平衡条件
R
C
3、振荡频率 f 0 4、振荡条件
RB1
C V
L
RB1
RC
×
CB R B2
×
V
RB2 RE CE C1 C2
C3
RE
1 2RC
F
Au F 1
1 3
Au 3
5、稳幅措施
起振时，应使 Au > 3，稳幅后 Au = 3。 负温度系数 热敏电阻稳幅
R C
f0
R C
1 2RC
起振时信号小， Rf 电阻大
T Rf Auf (1 Rf / R1 )
起振后，Rf 电阻逐渐减小， 当AuＦ＝１时， 输出幅度稳定。
———满足相位平衡条件
电路特点： 优点：易起振（L 间耦合紧） 易调节（C 可调）
×RB2
CB
RE
C
输出波形差 缺点：
3、振荡频率为：
1 2 LC
四、 电容三点式振荡电路
1、电路组成
+VCC RB1 RC 2、振荡条件的判断 用瞬时极性法：
×C
V
B
———满足相位平衡条件
1 C1 CE 2 C2 电路特点： C3 优点：波形较好 L 缺点： 1） 调频不方便 改进 2） 三极管极间电容影 响 f0 3）振荡频率高，可达
通过金属体靠近感应头时，振荡电路停振，输出继电器得电动作；当金属体移开后， 振荡电路恢复振荡，输出继电器断电不动作，从而达到控制电路工作的目的。
§4-3
幅 频 特 性
RC振荡电路
当R1=R2=R，C1=C2=C时
一、 RC 串并联选频网络
1 f0 2πRC
RB2
RE
3
3、振荡频率为：
1 f0 2 LC
f0
1 2 LC
1 100MHz以上 C1C 2 2 L C1 C 2
LC振荡电路的应用电路——LJ1-24型半导体接近开关
LC振荡电路 开关电路
射极输出器
开关电路断开
正常振荡 停止振荡
LJ1-24型半导体接近开关感应头
KA KA 断电 得电
LC并联电路幅频特性
等效阻抗最大，相移为0°。 当f < fo时 ，等效阻抗减小，电路呈感性。 当f > fo时 ，等效阻抗减小，电路呈容性。
LC并联电路相频特性
二、变压器反馈式振荡电路
+VCC
正反馈 1、电路组成 2、振荡条件的判断
RB1
C
L V RE CE
振荡条件的判断主要是相 位平衡条件的判断
§4-4
石英晶体振荡电路
化学成分 SiO2
一、石英晶体谐振器
1. 结构和符号
结构
涂银层
焊点
晶片
符号
压电谐振— 外加交变电压 的频率等于晶体固 有频率时，机械振 动幅度急剧加大的 现象。
2. 压电效应
形变
形变
机械振动
外力
3. 等效电路
Cq
Co — 晶片静态电容（几至几十皮法） Lq — 晶体的动态电感（10-3 ~ 102 H）（大） Cq — 晶体的动态电容（小于0.1 pF）（小） rq — 等效摩擦损耗电阻（小）
电路变为等幅振荡
可见，起振后产生增幅振荡，需要稳幅电路稳定输出幅度。
§4-2
LC正弦波振荡电路
一、LC并联谐振电路的选频特性 二、变压器反馈式LC振荡电路 三、电感三点式振荡电路 四、电容三点式振荡电路
一、LC并联谐振电路的选频特性
LC并联电路 当f = fo时 ，电路发生谐振，谐振频率
f0 1 2π LC
ui uf 反馈网络 F 基本放大电路 A uo
组成:
1. 放大电路 A 2. 反馈网络 F 3. 选频网络—实现单一频率的振荡
由上述讨论可知：
正弦波振荡电路应由以下部分组成： 放大电路 正反馈电路 选频电路 基 本 组 成 部 分
二、自激振荡的条件
uo=Aui uf=Fuo ui=uf ui与uf相位相同 AF=1 ———幅度平衡条件
A+ F = 2n
（n=0,1,2…）
———相位平衡条件
判断:
1. 检查电路组成 2. 静态工作点Q是否合适 3. 是否满足自激振荡的条件
自激振荡的建立及稳定过程
（1）起振:
放大器在接通电源的瞬间,随着电源电压由零突然增大,在放大
器的输入端产生一个微弱的扰动电压，经放大器放大，选频电路从
中选出某一频率的信号经反馈电路又送回放大器输入端，再经放大、 选频，重新又送回放大器输入端，如此重复。 通过不断地放大正反馈再放大再反馈，使Uom不断增大。 为了使输出信号在接通电源后能够产生从小到大的信号，在振荡建 立的初期, 反馈信号必须大于原输入信号，电路的起振条件为：
用瞬时极性法：
×CB
RB2
———满足相位平衡条件
3、振荡频率为：
1 f0 2 LC
（1）易起振 （2）调频方便 4、电路特点：（3）输出波形不好 （4）振荡频率不高
变压器反馈式振荡电路
三、电感三点式振荡电路
1、电路组成
+VCC
RB1 V C1 1 CE 2 L1 M L2 3
f0
2、振荡条件的判断 用瞬时极性法：
C0
Lq rq
4. 频率来自百度文库性和谐振频率
X
fS
容性 感性
1 大Q 小 rq
Lq 大 Cq 小
1 fS 2 LqCq
1 C 0C q C0 Cq
f
fP
fP
容性
fS 1
Cq C0
2 Lq
二、石英晶体振荡电路
1. 串联型
f = fs，晶体呈纯阻 +VCC
2. 并联型
fs < f < fp，晶体呈感性 +VCC
|AF|>1
（2）稳定过程：
当振荡建立起来之后,由于基本放大器中 的三极管器件本身的非线性或反馈支路本身 与输入关系的非线性，放大倍数或反馈系数
在振幅增大到一定程度时就会降低， 当反馈
信号等于原输入信号,即|AF|=1，振荡维持到 一定幅度不再变化。
uf 起振
稳幅
电路由
|AF| >1
|AF| = 1
第四章
§4-1
§4-2 §4-3 §4-4
正弦波振荡电路
正弦波振荡电路的基本原理
LC正弦波振荡电路 RC振荡电路 石英晶体振荡电路
§4-1
正弦波振荡电路的基本原理
无需外加输入信号， 把直流电源提供的 能量 转换成有一定频率 和振幅的交流信号
自激振荡
一、自激振荡电路的基本组成 二、自激振荡的条件
一、自激振荡电路的基本组成
由幅频特性和相频特性可知：
当 f = f0 时
相 频 特 性 RC串并联网络
Fmax=1/3
= 0º
当 f ≠ f0 时
F<1/3 ≠ 0º
二、 RC 桥式振荡电路
1、组成：
F = 0
同相 放大器
2、 电路：
R
C
A = 2n
A F 2nπ
———相位平衡条件
R
C
3、振荡频率 f 0 4、振荡条件
RB1
C V
L
RB1
RC
×
CB R B2
×
V
RB2 RE CE C1 C2
C3
RE
1 2RC
F
Au F 1
1 3
Au 3
5、稳幅措施
起振时，应使 Au > 3，稳幅后 Au = 3。 负温度系数 热敏电阻稳幅
R C
f0
R C
1 2RC
起振时信号小， Rf 电阻大
T Rf Auf (1 Rf / R1 )
起振后，Rf 电阻逐渐减小， 当AuＦ＝１时， 输出幅度稳定。
———满足相位平衡条件
电路特点： 优点：易起振（L 间耦合紧） 易调节（C 可调）
×RB2
CB
RE
C
输出波形差 缺点：
3、振荡频率为：
1 2 LC
四、 电容三点式振荡电路
1、电路组成
+VCC RB1 RC 2、振荡条件的判断 用瞬时极性法：
×C
V
B
———满足相位平衡条件
1 C1 CE 2 C2 电路特点： C3 优点：波形较好 L 缺点： 1） 调频不方便 改进 2） 三极管极间电容影 响 f0 3）振荡频率高，可达