【2017年整理】2高频正弦波产生.ppt

正弦波振荡器;反馈的概念;反馈式振荡的基本原理 ; φA为 超前 相角。 反馈网络的反馈系数为 ; 平衡条件 可见，振荡条件是 ，这是振荡的必要条件。 它是一个复数方程，因此可以写成两个方程，一个是振幅方程式，称为振幅平衡条件，可表示为 ;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。;频率逐渐变为单一;振幅越来越大;趋于稳幅;起振与稳幅;反馈应用—正弦波的产生;桥式正弦波振荡电路;RC串并联选频网络的频率响应;LC 正弦波振荡电路 1. LC并联网络的选频特性;1．谐振频率 ;3．谐振电流 ;怎么去理解LC谐振？;解：(1) ;负反馈：T(℃)↑→IC↑→UE ↑→UBE↓（UB基本不变）→ IB ↓→ IC↓ ;1.静态工作点分析;2. 动态分析：; 构成正弦波振荡电路最简单的做法是通过变压器引入反馈。;变压器反馈式电路;电感反馈式电路;电感反馈式电路;图3.10 电容三点式振荡器 (a)电路图;图3.10 电容三点式振荡器 (b)交流通路;1)画出该振荡器的交流等效电路，判断其电路类型 图中RB1、RB2、RE为直流偏置电阻。CB是基极偏置的滤波电容，CC是集电极耦合电容，它们对交流应当等效短路。直流电源EC对于交流等效短路接地。RB1、RB2被交流短路。由此可画出该电路的交流等效电路，如图3.10(b)所示。 ;2) 求该振荡器的工作角频率ωg 在工程设计的近似条件下，可认为振荡器的工作频率ωg等于由L、C1、C2组成的回路的谐振频率ω0。所以该振荡器的工作频率 ;3 )求反馈系数F 共基组态放大器从射极和基极之间输入，集电极和基极之间输出。输出电压 经由电容组成的反馈网络，从C2两端取得反馈电压 ，把它加到放大器的输入端(晶体管的射极)，构成正反馈。放大器的输入电阻ri是放大器负载的一部分，放大器输入端的电容Cb′e与C2并联。所以反馈网络是由C1和C2+Cb′e分压构成。在忽略与反馈网络各端点相并联的电阻影响的条件下，反馈系数可近似为 ;通常有Cb′eC2： ;所示电路起振时交流等效电路 (a)晶体管等效电路； (b)振荡器等效电路;根据图3.11可以看出RL、Re0并接在c、b两端，输入电??ri=RE∥re处于e、b两端。如何把ri折合到c,b之间呢?通常用能量守恒的方法。也就是说ri在e,b之间消耗的功率应等于把ri折合到c、b之间的等效电阻R′i所消耗的功率，即 ;所以，R′L应等于RL、Reo、R′i三者的并联，即 ;由式可确定满足起振条件的晶体管跨导范围。晶体管的静态工作点电流IEQ越大，gm越大(re越小)，振荡器越容易起振；RL越大、Reo越大、RE越大越容易起振；而F应有一个适当的数值，太小不容易起振，太大也不容易起振。 ;石英晶体振荡器 ;六棱柱锥体的对顶角的连线叫Z轴，由于光线沿此轴方向通过晶体会产生偏振，所以又叫做光轴。正六边形对顶点的连线叫X轴，对边的法线叫Y轴。因为石英晶体沿X轴或Y轴方向存在压电效应，所以又把X轴叫电轴，Y轴叫机械轴。 注意，这里所指的轴不是一根或几根直线，而是指这个方向的平行线，在同一方向上，晶体的性质相同。石英振荡器中所用的石英晶体片是从六棱柱锥体中切割出来的一小片。 根据性能要求切割的晶体片与X轴、Y轴、Z轴的夹角都有严格的要求，不同的夹角，晶体片的性能不同。把晶体片两侧面镀上银层，做成两个极板，再焊上电极的引线，用盒子封装起来，引出电极的引线，就构成了石英谐振器。市场卖的石英晶体就是指这种石英谐振器。 ;通常说石英晶体就是指石英谐振器，它的物理特性讲述如下： 1) 具有正反压电效应 正压电效应是指在晶体片两个侧面上施加压力时，晶体片就会产生机械变形，与此同时，在它的表面上还会产生异性电荷，异性电荷量Q的多少正比于机械变形x，即 ;K1为比例常数。当施加张力时，表面电荷极性相反。正压电效应把机械能转换成电能。 反压电效应是指在晶体片两个表面上施加电压E，晶体会产生机械变形，如延伸。当电压的极性相反时，晶体就会收缩。机械变形量x正比于电压E，即 ;2) 具有非常稳定的物理特性和化学特性 石英晶体的物理特性和化学特性极其稳定，所以它的机械尺寸和材料性能非常稳定。也就是说，石英谐振器的标准性非常高。机械振动频率的稳定性非常好，受外界因素的影响非常小，因此电振动频率的稳定性也非常好。 ;3) 具有各向异性 石英晶体的性能各个方向不同。Z轴方向有光的偏振，X、Y轴方向具有压电效应，不同切割方式的石英晶体片的性能也不同。如温度性能，AT切割方式，即与Z轴夹角35°21′、与X轴夹角0°切割出的石英晶体片，它的相对频