工业电子学讲稿2课件.ppt

1、第四章第四章 正弦波振荡电路正弦波振荡电路 一一.产生自激振荡的条件产生自激振荡的条件fidXXX-=改成正反馈改成正反馈只有正反馈电路才能产生自激振荡。只有正反馈电路才能产生自激振荡。基本放大基本放大电路电路A反馈电路反馈电路FiX+dXoXfX+4.1概述概述如果：如果：,ifXX=则去掉则去掉,iX仍有信号输出。仍有信号输出。基本放大基本放大电路电路A反馈电路反馈电路FdXoXfX反馈信号代替了放大反馈信号代替了放大电路的输入信号。电路的输入信号。基本放大基本放大电路电路A反馈电路反馈电路FiX+dXoXfX基本放大基本放大电路电路A反馈电路反馈电路FdXoXfXFA=1Xd=Xf所以，

2、自激振荡条件也可以写成：所以，自激振荡条件也可以写成：自激振荡的条件：自激振荡的条件：（1）振幅条件：）振幅条件：1|=AF（2）相位条件：）相位条件：pjjnFA2=+n是整数是整数1.=FAAAAj=|因为：因为：FFFj=|.起振条件和稳幅原理振荡建立与振荡建立与稳定过程图稳定过程图1|FA起振条件起振条件：结果：产生增幅振荡结果：产生增幅振荡（略大于）1 1、被动：器件非线性、被动：器件非线性2 2、主动：在反馈网络中加入非线性稳幅、主动：在反馈网络中加入非线性稳幅环环 节，用以节，用以调节调节放大电路的放大电路的增益增益稳幅：稳幅：1.1.放大电路放大电路 二二.正弦波振荡器的一般组

3、成正弦波振荡器的一般组成2.2.正反馈网络正反馈网络3.3.选频网络选频网络只对一个频率满足振荡条件，从而获得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。单一频率的正弦波输出。4.4.稳幅电路稳幅电路选频网络组成：选频网络组成：R、C和和L、C正弦波振荡器命名正弦波振荡器命名RCLC低频低频高频高频（石英晶体）（石英晶体）4.2 RC振荡电路振荡电路一一.RC 串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性R1C1R2C2OUfU)j/1(111CRZ+=222222j1 )j/1/(CRRCRZ+=R1C1 串联阻抗：串联阻抗：R2C2 并联阻抗：并联阻抗：选频特性：选频特性：)1()

4、1(112211221CRCRjCCRRUUOf-+=R1C1R2C2OUfU时，相移为时，相移为0 0。12211CRCR=当当22f2o12UZFUZZ=+如果：如果：R1=R2=R，C1=C2=C，则：则：RCfp210=12211CRCR=21211CCRR=01CR=0)1()1(112211221CRCRjCCRRUUof-+=13=选频特性选频特性)1(31CRCRj-+=o时RC串并联网络的频率特性曲线串并联网络的频率特性曲线RC桥式振荡器的工作原理：桥式振荡器的工作原理：0=Aj在在 f0 处处,0=Fj满足相位条件：满足相位条件：因为：因为：AF=131=F11f+=RRA

5、1f2RR=uo_+RfRCRCR1A=3uouo3A=3同相放大器同相放大器文氏桥选频电路文氏桥选频电路输出正弦波频率：输出正弦波频率：RCfp210=0=+FAjj振幅条件：振幅条件：例题例题:R=1kR=1k，C=0.1C=0.1 F F，R R1 1=10k=10k。R Rf f为多大时才为多大时才能起振？振荡频率能起振？振荡频率f f0 0=？uo_+RfRCRCR1AF=1，31=F11f+=RRAA=3=2 10=20k k RCfp210=1592 Hz起振条件：起振条件：1f2RR=能自动稳幅的振荡电路能自动稳幅的振荡电路半导体热敏电阻半导体热敏电阻(负温度系数）负温度系数）

6、起振时起振时R RT T2R2R1 1,使使A3,A3,易起振。易起振。当当u uo o幅度自激增长幅度自激增长达某一值时，达某一值时，R RT T=2R=2R1 1，A=3A=3。当当u uo o进一步增大时，进一步增大时，R RT T2R2R1 1,使使A3AR121F1fF2RRA+=F1R+2AF 1可调可调A 2RF1+RF2 RfLC10RCLZ=0LCfp2101.LC并联谐振回路的并联谐振回路的选频特性选频特性CLRuiLici(阻性阻性)LC并联谐振并联谐振特点：特点：谐振时，总路电流很小，谐振时，总路电流很小，支路电流很大，电感与电容的无功功率互相支路电流很大，电感与电容的

7、无功功率互相补偿，电路呈阻性。用于选频电路。补偿，电路呈阻性。用于选频电路。R为电感线圈中的电阻为电感线圈中的电阻 4.3 LC正弦波振荡器正弦波振荡器LC201=CL201=)1()1(11)(1CLjRCLCLjRLjCjLjRCjLjRCjZ-+=-+=0CL001=LC10=LCfp210=对于某个特定的频率，满足，即：或 这时CLQCQLQRCLZ=000其中CLRCRRLQ1100=叫做品质因素，表示回路特性阻抗和损耗电阻之比 Q Q为谐振回路的品质因数，为谐振回路的品质因数，Q Q值越大，曲线越陡越窄，值越大，曲线越陡越窄，选频特性越好。图中选频特性越好。图中Q Q1 1Q Q2

8、 2。并联谐振阻抗为并联谐振阻抗为Z Z0 0CLQCQLQRCLZ=000谐振时谐振时LC并联谐振电路并联谐振电路相当一个电阻。相当一个电阻。LC并联谐振回路的并联谐振回路的幅频特性曲线幅频特性曲线互感线圈的极性判别互感线圈的极性判别1234磁棒磁棒初级线圈初级线圈次级线圈次级线圈同极性端同极性端1234+CLRuiLici反馈信号反馈信号通过通过互感互感线圈引出线圈引出二二.变压器反馈式变压器反馈式LC振荡电路振荡电路 工作原理：工作原理：三极管共射放大器。三极管共射放大器。利用互感线圈的同利用互感线圈的同名端：名端：180=Aj180=Fj360=+AAjj 满足相位条件。满足相位条件。

9、振荡频率振荡频率:LCfp210判断是否是正反馈判断是否是正反馈:用用瞬时极性法瞬时极性法判断判断VCCRb1ReRb2C1CeMLCcbeTvo(+)(-)(+)(+)VCCRb1ReRb2C1MLCcbeT(+)(+)(+)(+)LC正弦波振荡器举例正弦波振荡器举例反馈反馈满足相位平衡条件满足相位平衡条件满足相位平衡条件满足相位平衡条件反馈反馈+正反馈正反馈 LC正弦波振荡器举例正弦波振荡器举例振荡频率振荡频率:+UCCCC1LLCfp210uo满足相位平衡条件满足相位平衡条件仍然由仍然由LC并联谐振电路构成选频网络并联谐振电路构成选频网络A.若中间点交流接地，则首端与尾端若中间点交流接地

10、，则首端与尾端 相位相反。相位相反。三三.三点式三点式LC振荡电路振荡电路原理：原理：C1C2首端首端尾端尾端中间端中间端L电容三点式电容三点式C首端首端尾端尾端中间端中间端L1L2电感三点式电感三点式中间端的瞬时电位一定在首、尾端电中间端的瞬时电位一定在首、尾端电位之间。位之间。三点的相位关系三点的相位关系B.若首端或尾端交流接地，则其他两若首端或尾端交流接地，则其他两 端相位相同。端相位相同。三三.三点式三点式LC振荡器振荡器 1.电感三点式电感三点式LC振荡电路振荡电路振荡频率：振荡频率：CMLLLCf)2(2121210+=pp2.电容三点式LC振荡电路振荡频率：振荡频率：212102121CCCCLLCf+=pp