判别和选用正弦波振荡器-安徽肥西金桥高级职业中学.ppt

肥西金桥职高 电工与电子技术 第*页 安徽省肥西金桥高级职业中学 第*页 1．了解振荡器的类型； 2．了解LC振荡器、RC振荡器、石英晶体振荡器的基本结构和工作原理； 3．理解振荡的基本结构和工作原理。 7.8 正弦波振荡器 一、 正弦波振荡器的基本原理 　　电路中无外加输入信号，而在输出端有一定频率和幅度的信号输出，这种现象称为电路的自激振荡。 uf 当 S 合于 1 时 ui? = ui 输出电压为 uo ； 当 S 合于 2 时， ui? = uf 如果 uf = ui ，输出电压 uo 不变。即产生自激振荡。 1. 自激振荡的概念 2 uo 1 ui? 基本放大电路 (A) S ui + _ 正反馈电路 (F) 第*页 2. 自激振荡的平衡条件 uf 2 uo 1 ui? 基本放大电路 (A) S ui + _ 正反馈电路 (F) 当 uf = ui 时，电路能维持振荡。 uo = Aui uf = Fuo A —— 基本放大电路的电压放大倍数； F —— 反馈电路的反馈系数。 得自激振荡器平衡条件：AF = 1 。 第*页 (2) 相位平衡条件: 即：反馈电压与输入电压同相, 为正反馈； (1) 振幅平衡条件： 即：反馈电压与输入电压的大小相等；Uf = Ui 自激振荡器平衡条件：AF = 1 ?A —— 输入信号经放大电路的相移量； ?F —— 输出信号经反馈网络产生的相移量。 　　结论：自激振荡电路是一个具有足够强正反馈的放大电路。 (n = 1 , 2 , …) 第*页 3. 自激振荡的建立 　　振荡电路利用外界微弱的干扰信号(如刚接通电源时各极电压、电流的扰动)作为初始信号，该信号包含各种频率成分，经放大器放大后，由选频网络选出某一频率的信号，经正反馈电路送回到输入端、再放大、再选频、再反馈······，使输出信号从无到有，从小到大，从而建立起振荡。 　　由于晶体管的非线性及直流电源供给的能量有限，输出信号不会无限制地增大。 可见，产生自激振荡的条件是：AF ≥ 1 。 第*页 4. 正弦波振荡器的基本组成 放大电路：为满足振幅平衡条件必不可少的电路。 　　正反馈电路：为满足相位平衡条件必不可少的电路。 　　选频电路图：为输出单一频率正弦波信号所必须的电路。 正弦波振荡器的类型： RC 正弦波振荡器：选频电路由 R、C 元件组成。 LC 正弦波振荡器：选频电路由 L、C 元件组成。 第*页 二、 RC 正弦波振荡器 1. 电路组成： 　　同相比例运放构成的放大器； 　　RC 串并联网络构成的正反馈选频电路。 2. 振荡频率： 由振荡条件知： 当 RF 2R1 时， 振荡频率为 正反馈选频电路 同相比例运放 uo u+ C C R R + – + – + RF R1 ui 适用于产生频率小于一千赫的低频信号。 第*页 三、 LC 正弦波振荡器 LC 正弦波振荡器的类型： 　　变压器反馈式：选频电路由变压器原绕组与电容组成；正反馈电压取自变压器副绕组。 　　利用电感 L 和电容 C 组成选频电路，由 LC 并联谐振电路确定振荡频率。 　　电感三点式：选频电路由电感与电容组成；正反馈电压取自部分电感线圈。 　　电容三点式：选频电路由电感与电容组成；正反馈电压取自电容。 第*页 1. 变压器反馈式 选择合适的匝数比，可满足振幅平衡条件。 组成： 　　用瞬时极性法判断满足自激振荡的相位平衡条件。 振荡频率： 适用于产生频率在几十千赫到几兆的低信号。 　　集成运放组成放大电路；L1 和 C2 并联谐振电路组成选频电路； L2 为反馈绕组。 C1 + – + RF R1 R2 RF R1 - ? ? - - ? - L2 C2 L1 第*页 2. 电感三点式 　　电感线圈的三个端钮 a、b、c，对于交流分别与集成运放的两个输入端和输出端连接。 正反馈信号取自 L1 两端。 振荡频率： 　　优点：振荡频率很高，一般可做到几十兆赫；缺点：波形失真较大。 第*页 3. 电容三点式 　　电容的三个端钮 a、b、c，对于交流分别与集成运放的两个输入端和输出端连接，正反馈信号取自 C2 两端。 振荡频率： 　　电路特点：频率较高，可达 100 MHz 以上。 优点：输出波形好。缺点：调节频率不方便。 第*页 第*页 四、石英晶体振荡器 1. 石英晶体的结构和特性 　　结构：将天然石英按一定方位角切成薄片，称为石英晶体。在晶片的两个特定的对应表面各引出一个电极，再加上外壳封装即制成石英晶体振荡器。 外形 符号 第*页 　　石英晶体在电路中可等效为一损耗很小的谐振回路。它有两个很接近的谐振频率：串联谐振频