半导体6-调谐器与正弦波振荡器课件.ppt

1、6.1 调谐器调谐器1.LC谐振电路谐振电路LCf210 当信号源输出频率为某一个固有频率时，当信号源输出频率为某一个固有频率时，LC并并联电路的阻抗最大，此时电路发生谐振，该频率称联电路的阻抗最大，此时电路发生谐振，该频率称为为谐振频率谐振频率。6.1.1 LC谐振电路及应用谐振电路及应用 由特性曲线可以看出，在谐振频率时电路的阻抗达到最由特性曲线可以看出，在谐振频率时电路的阻抗达到最大值，当信号频率偏离时电路的阻抗迅速减小，且频率偏大值，当信号频率偏离时电路的阻抗迅速减小，且频率偏离量愈大，其阻抗愈小。离量愈大，其阻抗愈小。在谐振频率点时，电路不仅阻抗最大，且为纯阻性，可在谐振频率点时，电

2、路不仅阻抗最大，且为纯阻性，可以用一只普通电阻来等效，即电路中的电流与电压同相位。以用一只普通电阻来等效，即电路中的电流与电压同相位。阻抗频率特性相位频率特性2.调谐放大器调谐放大器 基极分压偏置放大器基极分压偏置放大器+LC并联网络组成调谐放并联网络组成调谐放大器，它既具有选频功能，又有放大能力。大器，它既具有选频功能，又有放大能力。1.放大电路放大电路2.正反馈网络正反馈网络3.选频网络选频网络只对一个频率满足振荡条件，从而只对一个频率满足振荡条件，从而获得单一频率的正弦波输出。获得单一频率的正弦波输出。常用的选频网络有常用的选频网络有RC选频和选频和LC选频选频4.稳幅环节稳幅环节使电路

3、易于起振又能稳定振荡，波使电路易于起振又能稳定振荡，波形失真小。形失真小。6.2 正弦波振荡器正弦波振荡器1.正弦波振荡器的一般组成正弦波振荡器的一般组成基本放大基本放大电路电路AodX oX 反馈电路反馈电路FfX iX+fidXXX 改成正反馈改成正反馈正反馈电路才能正反馈电路才能产生自激振荡产生自激振荡2.产生自激振荡的条件产生自激振荡的条件如果：如果：ifXXk闭合闭合,去掉去掉,Xi仍有信号输出。仍有信号输出。基本放大基本放大电路电路AodX oX 反馈电路反馈电路FfX iX+k基本放大基本放大电路电路AodX oX 反馈电路反馈电路FfX 反馈信号代替了放大电路的输入信号反馈信号

4、代替了放大电路的输入信号dfXXOfXFX00dAXX1FA0自激振荡条件自激振荡条件自激振荡的条件：自激振荡的条件：1)(F)(A AA)(A FF)(F 自激振荡条件可以写成：自激振荡条件可以写成：（1）振幅条件：）振幅条件：1AF （2）相位条件：）相位条件：n2FAn是整数是整数相位条件相位条件意味着振荡电路是正反馈，意味着振荡电路是正反馈，振幅条件振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。可以通过调整放大电路的放大倍数达到。6.2.2 LC正弦正弦振荡电路振荡电路LC振荡电路的选频电路由电感和电容构振荡电路的选频电路由电感和电容构成，可以产生高频振荡。由于高频运放价格成，可以产生高

5、频振荡。由于高频运放价格较高，所以一般用分立元件组成放大电路。较高，所以一般用分立元件组成放大电路。判断是否是满足相判断是否是满足相位条件位条件正反馈正反馈+ccVRb1Rb2eRUfCbo1L2LCU 断开反馈到放大器的断开反馈到放大器的输入端点，假设在输入输入端点，假设在输入端加入一正极性的信号，端加入一正极性的信号，用瞬时极性法判定反馈用瞬时极性法判定反馈信号的极性。若反馈信信号的极性。若反馈信号与输入信号同相，则号与输入信号同相，则满足相位条件；否则不满足相位条件；否则不满足。满足。(+)(-)(+)(+)1.变压器反馈式变压器反馈式LC振荡振荡器器仍然由仍然由LC 并联谐振电路构成选

6、频网络并联谐振电路构成选频网络2.三点式三点式LC 振荡电路振荡电路uf与与uo反相反相uuCLL12fouuo1LC2Lfuf与与uo同相同相电感三点式：电感三点式：电容三点式：电容三点式：uuf2o1CCLuf与与uo反相反相uuLCoC12fuf与与uo同相同相+UCCCC1L1L2+电感三点式振荡电路电感三点式振荡电路正反馈正反馈反相反相2M)CL(L21f210+UCCC1C1LC2+反相反相电容三点式振荡电路电容三点式振荡电路正反馈正反馈L(C1/C2)21f0_+RFuoRCRCR16.4 RC桥式桥式振荡振荡器器RC选频网络选频网络同相比例运算电路同相比例运算电路6.4.1 R

7、C 串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性R1C1 串联阻抗串联阻抗：)j/1(111CRZ222222j1 )j/1/(CRRCRZR2C2 并联阻抗并联阻抗：R1C1R2C2OUfU)1j()1(1j1j1j11221211222211222CRCRRRCCCRRCRCRRF 通常，取通常，取R1R2R，C1C2C，则有：，则有：)j(3100 F式中：式中：RC10 可见：当可见：当 时，时，F最大，且最大，且 =0RC10F Fmax=1/3RCff210只有当只有当时，时，uo和和ui同相且同相且31UUUUFOfOi1FiOuRR1UUA当当 1F2RR 时，时，1FAu3Au6

8、.4.2 RC桥式振荡器的工作原理桥式振荡器的工作原理输出正弦波频率输出正弦波频率：RCf2100A在在 f0 处处,0F满足相位条件：满足相位条件：0FAAF=131FA=3振幅条件：振幅条件：uRf1RRRCCufA+o11fRRA1f2RR 引入负反馈：引入负反馈：_+RTuoRCRCR1t uotRtA半导体热敏电阻半导体热敏电阻能自动稳幅的振荡电路能自动稳幅的振荡电路起振时起振时Rt较大较大 使使A3，易起振。当易起振。当uo幅度自激幅度自激增长时，增长时，Rt减小，减小，A减减小。小。当当uo幅度达某一值幅度达某一值时，时，A3。当当uo进一进一步增大时，步增大时，RT再减小再减小,使使A3。因此因此uo幅度幅度自动稳定于某一幅值自动稳定于某一幅值。输出频率的调整（低频信号发生器）输出频率的调整（低频信号发生器）_+RFuoRCCRK2K1R1R1R2R2R3R3K1K1：开关，切换：开关，切换R R，用于粗调振荡频率。用于粗调振荡频率。C：可调电容，改变：可调电容，改变C，用于细调振荡频率。，用于细调振荡频率。振荡频率振荡频率RCf210