模拟电子技术课件 项目5.ppt

5）三点式振荡电路的组成法则 分析以上几种LC三点式振荡电路，可以发现这样一个规律，即：不论电感三点式还是电容三点式振荡电路，其三极管集电极─发射极之间和基极─发射极之间回路元件的电抗性质（指交流连接）都是相同的。两者同为电感性，或者同为电容性，它们与集电极─基极之间回路元件的电抗性质总是相反的。上述这一规律具有普遍意义，它是判断三点式振荡电路是否满足相位平衡条件的基本法则。现归纳如下： 在三点式振荡电路的三个电抗中，和发射极相接的是两个同性质的电抗，另一个则是异性质的电抗。 利用这一法则，很容易判断电路是否满足振荡的相位条件，也有助于我们在分析复杂电路时，找出振荡回路元件。在许多变形的三点式振荡电路中，这三个电抗往往不都是单一的电抗元件，而是可以由不同电抗性质的元件串、并联组成。 例 5－1 试用相位平衡条件判断图5-2-8（a）电路能否产生正弦波振荡？若能振荡，试计算其振荡频率f0，并指出它属于哪种类型的振荡电路。 图5-2-8例5-1图 解： ⑴ 从图中可以看出，C1、C2、L组成并联谐振回路，且反馈电压取自电容C1两端。由于Cb和Ce数值较大，对于高频振荡信号可视为短路。它的交流通路如图5-2-8（b）所示。根据交流通路，用瞬时极性法判断，可知反馈电压和放大电路输入电压极性相同，故满足相位平衡条件，可以产生振荡。另外，从电路结构上看，在振荡回路的三个电抗元件中，和三极管发射极相接的是两个同性质的电抗元件─电容，而另一个是异性质的电抗元件─电感，符合三点式振荡电路的组成法则，可以产生振荡。 ⑵ 振荡频率为 为 ⑶ 由图5-2-8（b）可以看出，三极管的三个电极分别与电容C1和C2的三个端子相接，所以该电路属于电容三点式振荡电路。 图中Ce是Re的旁路电容，如果把Ce去掉，振荡信号在发射极电阻Re上将产生损耗，放大倍数降低，甚至难以起振。Cb为耦合电容，它将振荡信号耦合到三极管基极。如果将电容Cb去掉，则三极管基极直流电位与集电极直流电位近似相等，由于静态工作点不合适，使电路无法正常工作。 5．2．3 RC正弦波振荡电路分析 LC振荡电路适用于产生高频振荡信号，当需要产生较低的振荡频率时，则要求回路中L和C的值都很大，这样会使L、C的体积大、重量大、成本高。因此在需要低频振荡的信号发生器中，多采用RC振荡电路。由R、C构成选频网络的振荡电路称为RC振荡电路，它一般用于产生1Hz—1MHz的低频正弦信号。RC和LC振荡电路产生正弦振荡的原理基本相同，都是利用正反馈使电路产生自激振荡。 RC正弦波振荡电路有桥式振荡电路、双T网络式和移相式振荡电路等类型。本节主要讨论RC桥式振荡电路和RC移相式振荡电路。 1．RC桥式正弦波振荡电路 1）RC串并联选频网络 图5-2-9 RC串并联选频网络 RC串并联选频网络如图5-2-9所示，Z1为R1、C1串联电路的阻抗，Z2为R2、C2并联电路的阻抗。网络的输入为振荡电路的输出电压，输出为正反馈电压，则正反馈系数的表达式为 通常R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，则有 若令 ，则上式变为 （5-2-20） （5-2-21） 因为式中ω＝2πf ，ω0＝2πf0 ，所以式（5-2-21）可写成 （5-2-22） f0＝ （5-2-23） 由此可得RC串并联选频网络的幅频特性和相频特性 （5-2-24） 和 ＝－arctg （5-2-25） 由式（5-2-24）和式（5-2-25）可知，当频率趋近于零时， 趋近于零， 趋近于＋90°；当频率趋近于无穷大时， 也趋近于零， 角趋近于－90°；而当f ＝f0 时， 的幅值最大，即 相位角为零，即 ＝０°。当f ＝f0＝ 时，振荡电路输出电压的幅值最大，并且输出电压是反馈电压的 ，同时输出电压与输入电压同相。根据式（5-2-24）、（5-2-25）画出的频率特性，如图5-2-10所示。 图5-2-10 RC串并联选频网络幅频特性和相频特性 ， 2）基本电路形式 图5-2-11为RC桥式正弦波振荡电路的基本形式，这个电路由两部分组成，即RC串并联电路组成的选频及正反馈网络和一个具有负反馈的同相放大电路。 由图可知，Rf、R1和串联 的RC、并联的RC正好构 成一个四臂电桥，放大电 路的输出、输入分别接到 电桥的对角线上。故称此 振荡电路为桥式振荡电路， 也常称为文氏电桥振荡电 路。 图5-2-11 RC桥式正弦