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8.1 正弦波振荡电路 8.1.1 正弦波振荡电路的工作原理 讨论： 8.1.2 RC振荡电路 例8.1.1 8.1.3 LC振荡电路 一、LC 并联谐振回路 续 二、变压器反馈式振荡电路 三、三点式 LC 振荡电路 例8.1.2 8.1.4 振荡电路的频率稳定和振幅稳定 8.1.5 石英晶体振荡电路 8.1 复习要点 作业： 指在规定的条件下，输出信号变化的相对变化量。 实际输出电压U 与标称电压 之差， 外因：温度、电源电压以及元器件参数变化。内因：电路的稳幅能力。 措施：电路要有较好的自动稳幅能力；选用高稳定的直流稳压电源； 减小负载与振荡电路之间的耦合。 二、振幅稳定 频率稳定度高达10-6~ 10-8 及以上，而LC 振荡电路的难突破 10-5 。 一、石英晶体谐振器的阻抗特性 石英是一种各向异性的结晶体，其化 学成分是SiO2 。从一块晶体上按一定的方 位角切割成的薄片称为晶片。在晶片的两 面涂上银层作为电极，电极上焊出两根引 线固定在管脚上，封装后就构成了石英晶 体谐振器。 1. 石英谐振器结构 2. 石英晶体的压电效应与谐振特性 电极间加电场 电极间加机械力 晶体机械变形 晶体产生电场 压电效应： 交变电压 机械振动 交变电流 当交变电压频率=固有频率时，产生共振，振幅最大，产生的交变电流最大。 类似回路谐振，称压电谐振。 谐振特性： 2. 石英晶体谐振器的符号、等效电路和电抗特性 Co — 静态电容，较大。 Lq — 晶体振动时的动态电感 ，很大。 Cq —晶体振动时的动态电容，很小。 rq — 等效摩擦损耗电阻，很小。 所以 非常高， 具有很好的选择性和频稳度。 2. 石英晶体谐振器的符号、等效电路和电抗特性 Co — 静态电容，较大 Lq — 晶体振动时的动态电感 ，很大 Cq —晶体振动时的动态电容，很小 rq — 等效摩擦损耗电阻，很小 串联谐振频率 并联谐振频率 只在 之间的很窄频率范围内呈感性， 且感抗曲线很陡，故用作电感时具有很强的 稳频作用。一般用电感或串谐特性，不用容性。 并联型晶体振荡器 串联型晶体振荡器 晶体作为高Q 电感元件， 与其它元件共同构成谐振回路。 晶体作为正反馈通路中的 高选择性短路元件，工作 在串联谐振状态。 晶体使用时要注意：按照产品说明书，选用规定容量的负载 电容CL 与晶体串接 ，以达到标称频率。 二、石英晶体振荡电路 * * * * * 8.1.1 正弦波振荡电路的工作原理 8.1.2 RC振荡电路 8.1.3 LC振荡电路 8.1.4 振荡电路的频率稳定和振幅稳定 8.1.5 石英晶体振荡电路 一、电路组成 满足振荡条件 使唯一频率的信号满足振荡条件，从而输出正弦波 放大电路 正反馈网络 稳幅环节 选频网络 稳定输出信号幅值 稳幅环节 内稳幅 外稳幅 输出波形好 电扰动产生窄脉冲 稳幅使信号增大到一定 程度后维持大小不变。 起振： 平衡： 二、振荡产生的基本原理 正反馈回送并放大信号 选频产生正弦波 1. 起振条件 振幅起振条件 相位起振条件 因为起振时应满足: 而 故得 三、振荡的平衡条件与起振条件 1. 起振条件 振幅起振条件 相位起振条件 2. 平衡条件 振幅平衡条件 相位平衡条件 要产生正弦波，必须有选频网络使唯一频率的信号构成正反馈。 电路参数设计要满足振幅起振条件。 相位条件确定振荡频率， 振幅平衡条件确定信号幅度。 三、振荡的平衡条件与起振条件 (1) 观察电路组成是否完备，即电路是否包含了放大电路、选 频网络、反馈网络和稳幅电路四个部分。 (2) 判断放大电路能否正常工作，即静态工作点是否合适，动 态信号能否正常传输。 (3) 利用瞬时极性法判断是否满足相位条件：找到放大电路输入 端将反馈断开，假设在断开处加 ui，并设ui 瞬时极性为正；然后根据 放大电路和反馈电路的特性推导uf的瞬时极性；将uf 与ui 的瞬时极性进行比较。若它们对于公共电位参考点的瞬时极性相同，则构成正反馈，满足相位条件，电路可能产生振荡，否则，电路不可能振荡。 (4) 在满足相位条件的基础上，定性判断电路是否可能满足振幅 起振条件，若满足则电路能产生正弦波振荡，否则不能。 如何定性判断电路能否产生正弦波振荡？ 一、 RC 串并联选频网络 令 ?0 = 1/