4.1高频电子线路正弦波振荡器概述.ppt

四、正弦波振荡器的用途 4.2 反馈型正弦波振荡器的工作原理 二、振荡的建立与起振条件 二、振荡的建立与起振条件 总 结 1) 正弦振荡器工作条件包括 总 结 EXIT EXIT 通信电子线路 合肥工业大学 第 4 章 正弦波振荡器 概述 反馈型振荡器的工作原理 LC正弦波振荡器 振荡器的频率稳定原理 石英晶体振荡器 RC正弦波振荡器 4.1 概 述 4.1 概述 一、 振荡器的功能 在无输入信号情况下，将电源的直流能量转换成具有一定频率、一定波形和一定振幅的交流信号能量输出。 二、振荡器与放大器的区别 振荡器：不需外加激励信号 相同点： 直流能量 交流能量 不同点： 放大器：需外加的激励信号 振荡器 正弦波 非正弦波： 反馈型 振荡器 负阻型振荡器 LC振荡器 晶体振荡器 RC振荡器 4.1 概述 三、 振荡器的分类 产生三角波、锯齿波、矩形波等 负阻器件+振荡回路 （正反馈原理） 高频加热设备 医疗仪器 发射机(载波频率fC) 接收机(本地振荡频率fL) 数字系统：时钟信号 通信系统： 测量仪器：信号源 高频能源： 五、主要技术指标 振荡频率、振荡波形、振荡幅度、频率稳定度 4.1 概述 主要要求： 掌握反馈振荡器的组成和基本工作原理 理解反馈振荡器的起振条件和平衡条件， 了解其稳定条件。 掌握反馈振荡器能否振荡的判断方法。 4.2 反馈型正弦波振荡器的工作原理 定义：从放大器的输出信号中取出一部分反馈到输入端作为输入信号，无需外部提供激励信号，能产生等幅正弦波输出称为反馈型振荡器。 一、 反馈型正弦波振荡器的组成 4.2 反馈型正弦波振荡器的工作原理 正反馈 网络 放大器 组成： 放大器──是对反馈信号进行放大； 正反馈网络──是将输出回路中的能量取出一部分加 到放大器的输入端； 选频网络── 是获得单一确定的振荡频率； 稳幅环节──使振荡的输出稳定。 内稳幅 外稳幅 利用放大器 件的非线性 （选频网络） 4.2 反馈型正弦波振荡器的工作原理 － ＋ － ＋ － ＋ 调谐放大器 反馈网络 放大器的电压增益： 反馈系数： 这时调谐放大器就变为自激振荡器。 环路增益 4.2 反馈型正弦波振荡器的工作原理 － ＋ 调谐放大器 反馈网络 － ＋ － ＋ 起振条件： n=0,1,2… 振幅起振条件 相位起振条件 增幅振荡 正反馈 三、 振荡的平衡条件 4.2 反馈型正弦波振荡器的工作原理 刚起振时，起始偏压为正偏置 IE UB + UE _ + UBE _ 电路的偏置电压为： － ＋ － ＋ 三、 振荡的平衡条件 4.2 反馈型正弦波振荡器的工作原理 U0 O A 振荡特性 反馈特性 三、 振荡的平衡条件 n=0,1,2… 振幅平衡条件 相位平衡条件 4.2 反馈型正弦波振荡器的工作原理 平衡条件： 等幅振荡 丙类 乙类 甲乙类 甲类 ? ? ? 放大器进入平衡的原因： （1）放大器固有的非线性特性 （2）自给偏压效应 从起振到平衡，放大器工作状态的变化: 晶体管 反馈网络 LC选频网络 ui ic1 uc1 uf 平衡条件的另一种表示形式： 4.2 反馈型正弦波振荡器的工作原理 振幅平衡条件: 相位平衡条件: 四、 振荡器平衡状态的稳定条件 4.2 反馈型正弦波振荡器的工作原理 1) 稳定平衡与不稳定平衡 2) 振荡器的稳定平衡 因某一外因的变化，振荡的原平衡条件遭到破坏，振荡器能在新的条件下建立新的平衡，当外因去掉后，电路能自动返回原平衡状态。满足这样条件的平衡称为稳定平衡。 3） 振幅平衡的稳定条件 当反馈网络为线性网络时， 则 4.2 反馈型正弦波振荡器的工作原理 U0 O A Q 外因变化 F 1/F Q1 AF1 （增幅振荡） 输出增大 Q1点达到新的平衡 外因消失 F AF1 （减幅振荡） 输出减小 回到原平衡状态Q点 1/F 稳定 B点不稳定： 外因变化 AF1 （增幅振荡） 输出增大 Q1点达到新的平衡 F 1/F Q1 外因消失 AF1 （减幅振荡） 输出减小 回到Q点达到平衡 F Q点稳定： 软激励 硬激励 振幅的稳定条件： （应避免） t ui 4.2 反馈型正弦波振荡器的工作原理 4） 相位平衡的稳定条件 频率随相位变化的关系： 频率与相位的关系： （频率的稳定条件） 信号周期 信号频率 信号频率 信号周期 4.2 反馈型正弦波振荡器的工作原理 O ω ωo 0 ) ( ? ? @ ? + + ? \ w j w j j j Z F Z Y 相位平衡的稳定条件： 即要求选频网络的相频特性