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正弦波振荡电路

《电子技术基础与技能》配套多媒体CAI课件电子教案

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*第五章正弦波振荡电路

教学重点

1．掌握正弦波振荡条件、电路组成。

2．掌握LC振荡电路振荡频率计算、起振条件。

3．掌握RC桥式振荡电路组成和振荡条件。

4．搭建、调试RC桥式正弦波振荡器功能电路。

教学难点

1．正弦波振荡可能性的判断。

2．理解各种振荡电路组成。

学时分配

序号

内容

学时

1

5.1自激振荡

2

2

5.2常用振荡电路

2

3

技能实训：RC桥式正弦波振荡电路的制作

4

4

本章总学时

8

5.1自激振荡

振荡器产生的信号是“自激”的，通常称为自激振荡器。

5.1.1自激振荡的形成

1．自激振荡的现象

通过扩音系统中的自激现象，感受放大器自激的效果。

声波

声波

扩音机

电信号

放大后的电信号

输入

输出

2．正弦波振荡电路的组成

uouf

uo

uf

ui=0

ui′

放大器

A

选频网络

稳幅电路

反馈电路

F

馈支路。

由同相输入运放构成的放大器，二者构成了正反馈放大器。

（2）振荡原理

1）相位条件同相放大器的输入与输出信号相位差为0o，RC串并联选频网络的移相也为0o，满足正弦波振荡的相位平衡条件。

2）幅度条件f=f0时，RC选频网络反馈系数F=1/3。同相放大器的放大倍数A=1＋，只要R3和R4的取值满足R4≥2R3时，A≥3，振荡电路就满足振荡的幅度平衡条件AF≥1。

（3）振荡频率。

通常情况下选取R1=R2=R，C1=C2=C，则振荡频率为：f0=

3．RC振荡电路的稳幅

如图所示是利用二极管的非线性特性自动完成稳幅的。

当振荡电路输出幅值增大时，流过二极管的电流增大使二极管的动态电阻减小、同相放大器的负反馈得到加强，放大器的增益下降，从而使输出电压稳定。

电阻R4选用负温度系数热敏电阻，当输出电压升高时，通过负反馈电阻R4的电流增大，即温度升高，R4阻值减小，负反馈增强，输出幅度下降，从而实现稳幅。

电阻R3选用正温度系数的热敏电阻，同样可以实现稳幅。

电路评价：

RC桥式振荡电路的频率调节方便，波形失真度小，频率调节范围宽，适用于所需正弦波振荡频率较低的场合。当振荡频率较高时，应选用LC正弦波振荡电路。

5.2.2LC正弦波振荡电路

做一做：用示波器观察LC正弦波振荡电路产生的正弦波形

LC正弦波振荡电路是一种高频振荡电路。常用的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式、电感三点式和电容三点式三种。

1．LC并联网络的选频特性

LC振荡电路采用LC并联谐振电路作为选频网络，如图所示，其中R表示电感和电容的等效损耗电阻。

C

C

L

R

＋

－

ui

i

LC

LC并联谐振回路

信号频率f较低时，电容的容抗很大，网络呈感性；

在信号频率f较高时，网络呈容性；

只有当f=f0时，网络才呈阻性，其阻抗无穷大，相移φ=0°。

LC并联网络的谐振频率为：f0=EMBEDEquation.3

2．变压器反馈式振荡电路

（1）电路组成

采用分压式偏置的共射放大电路；

L1C并联回路为选频振荡回路

变压器二次绕组L2作为反馈绕组，将输出电压的一部分反馈到输入端；

L3作为振荡信号输出。

LC选频网络

LC选频网络

正反馈绕组

uf

＋VCC

M

N2

L2

N3

L3

N1

L1

uo

RL

Rb1

Rb2

Cb

C

VT

Re

Ce

（2）振荡原理

1）幅度条件只要三极管的电流放大倍数β及L1和L2的匝数比合适，一般情况下，幅度平衡条件容易满足。

2）相位条件必须正确连接反馈绕组L2的极性，使之符合正反馈的要求，满足相位平衡条件。

判断电路是否满足相位平衡条件通常采用瞬时极性法，具体判断步骤如下：

①断开反馈支路与放大电路输入端的连接点。

②在断点处的放大电路输入端引入信号ui，并设其极性对地为正，然后按照先放大支路，后反馈支路的顺序，逐次推断有关电路各点的电位极性，从而确定ui和uf的相位关系。

③如果ui和uf同相，则电路满足相位平衡条件。否则，不满足相位平衡条件。

3）振荡频率

振荡频率为：f0≈EMBEDEquation.3

例：判断如图所示电路能否产生自激振荡。

C

Cb

P

⊕

×

ui

uf

⊕

T

uf

＋VCC

N2

L2

N3

L3

N1

L1

uo

RL

Rb1

Rb2

C

VT

Re

Ce

⊕

⊕

⊕

?

（a）

（b）

uf

＋VCC

T

N2

L2

Rb1

Rb2

Re

RL

Ce

C

N1

L1

N3

L3

VT

解：（1）图（a）所示电路中，三极管VT基极偏置电阻Rb2被反馈绕组L2短路接地，使VT处于截止状态，不能进行放大，所以电路不能产生自激振荡。

（2）图（b）所示电路中，经检查，放大电路、反馈和