第5章振荡电路要点解析.ppt

4、串联型晶体振荡器工作原理 石英晶体连接在共基放大器T1的射极与T2的射极跟随器的射极之间作为正反馈电路，工作在串联谐振状态，其振荡频率为 f1，此时晶体振荡器表现为电阻性。 振荡频率： 五、非正弦波发生电路 1、常见的非正弦波 2、矩形波发生电路 3、三角波发生电路 4、锯齿波发生电路 （1）常见的非正弦波 矩形波 三角波 锯齿波 矩形波是基础波形，可通过波形变换得到其它波形。 尖顶波 （2）矩形波发生电路 输出无稳态，只有两个暂态；若输出为高电平时定义为第一暂态，则输出为低电平为第二暂态。 1. 基本组成部分 （1）输出电路：因为输出只有高电平和低电平两种情况，即两个暂态；故采用电压比较器。 （2）反馈网络：因需自控，在输出为某一暂态时孕育翻转成另一暂态的条件，故应引入反馈。 （3）延迟环节：要使两个暂态均维持一定的时间，故采用RC环节实现，从而决定振荡频率 。 2. 电路组成 正向充电： uO（+UZ）→R3→C→地 反向充电： 地→C→ R3 → uO（－UZ） RC 回路 滞回比较器 3. 工作原理：分析方法 初次合闸通电时电容上电压为0，uO上升，则产生正反馈过程： uO↑→ uP↑→ uO↑↑ ，直至 uO＝UZ， uP＝+UT，为第一暂态。 第一暂态：uO＝UZ， uP＝+UT。 电容正向充电，t↑→ uN↑，当uN ＝+UT时，再继续增大， uN大于uP ， uO从+ UZ跃变为－UZ， uP＝－UT，电路进入第二暂态。 电容反向充电，t↑→ uN↓，当uN ＝－UT时，再继续减小， uN小于uP ， uO从－ UZ跃变为+UZ， uP＝+UT，电路返回第一暂态。 第一暂态：uO＝UZ， uP＝+UT。 第二暂态：uO＝-UZ， uP＝-UT。 4. 波形分析 （3）三角波发生电路 电路组成方法1：用积分运算电路可将方波变为三角波。 电路组成方法2 两个RC环节 将两个RC 环节合二为一 2. 工作原理 滞回比较器 积分运算电路 求滞回比较器的电压传输特性： UOH =－UOL =UZ ，应用叠加法，求 UT： 产生跳变时Uo的临界值 合闸通电，通常C 上电压为0。设uO1↑→ uP1↑→ uO1↑↑，直至uO1 ＝ UZ。 这过程中积分电路反向积分，t↑→ uO↓，一旦uO小于－ UT ，uO1从＋ UZ跃变为－ UZ 。 积分电路开始正向积分，t↑→ uO↑， 一旦uO大于＋ UT ，uO1从 － UZ跃变为＋ UZ 。 重复上述过程，产生周期性的变化，即振荡。 产生跳变时Uo的临界值 3. 波形分析 T/2 （4）、锯齿波发生电路 ≈T * * * 第5章 振荡电路 1、正弦波自激振荡的基本原理 2、RC 正弦波振荡电路 3、LC 正弦波振荡电路 4、石英晶体振荡器 5、非正弦波发生电路 第一节 RC正弦波振荡器 一、自激振荡的基本原理 二、 RC串并联选频电路 三、文氏桥式RC振荡器 要求：无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。 与负反馈放大电路振荡的不同之处：在正弦波振荡电路中引入的是正反馈，且振荡频率可控。 在各种频率都有的电扰动下，对于某一特定频率f0的信号形成正反馈： 由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，最终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。。 一. 产生自激振荡的原理 反馈信号代替了放大 电路的输入信号。 正弦波激振荡平衡条件 1、正弦波自激振荡条件 基本放大 电路 A 反馈电路 F 振幅平衡条件 相位平衡条件 稳幅电路：当输出信号幅值增加到一定程度时，使振幅平衡条件从AF1 回到AF= 1 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。 若A(ω)F(ω) = 1，称为等幅振荡； 若A(ω)F(ω) 1，则称为减幅振荡； 若A(ω)F(ω) 1，则称为增幅振荡； 要获得正弦自激振荡，反馈回路中必须有选频电路。 起振与稳幅：输出电压从幅值很小、含有丰富频率，到仅有一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。 幅值很小 频率丰富 频率趋于单一幅值逐渐增大 逐渐变为 单一频率的稳幅振荡 振荡的建立和稳定 振荡电路是一个闭合的正反馈系统，正反馈使整个电路的信号振幅不断增长，而放大器的非线性则使信号振幅减小，信号最后达到一个相对稳定的幅度，从而形成一定幅度的稳定振荡。 起振 稳幅 起振条件： 2. 起振和稳幅 问题1：如何起振？ Uo 是振荡器的电压输出幅度，UB是要求输出的幅度。起振时Uo= 0，达到稳定振荡时