正弦波发生器基本原理.ppt

正弦波振荡器的一般组成放大电路正反馈网络选频网络——只对一个频率满足振荡条件，从而获得单一频率的正弦波输出。常用的选频网络有RC选频和LC选频稳幅环节——使电路易于起振又能稳定振荡，波形失真小。正弦波振荡电路的分类根据选频网络元件的不同，正弦波振荡器可分为RC振荡器、LC振荡器、石英晶体振荡器三种。RC振荡器一般输出数百千赫以下的低频信号，LC振荡器主要输出数百千赫的高频信号，石英晶体振荡器主要产生高稳定度高频率信号。8.2RC桥式正弦波振荡电路RC桥式正弦波振荡电路原理如图8-2所示，图中集成运放A作为放大器，RC串并联网络组成选频网络，同时也作为振荡器的正反馈网络，R1、Rf组成电压负反馈以起到稳定和改善输出波形的作用。从图中可以看出，RC串联支路，RC并联支路，R1支路，Rf支路，刚好构成一个文氏电桥的四个臂，如图8-3所示，因此把该振荡器称为RC桥式正弦波振荡器。RC桥式正弦波振荡电路文氏电桥RC串并联选频网络在RC桥式正弦波振荡电路中，RC串并联电路既作为选频网络，又作为正反馈网络，该电路的频率特性十分重要。如图8-4所示，设电路输入电压为，输出电压为，则反馈系数(8-8)令(8-9)RC串并联选频网络则(8-10)根据上式得到反馈系数的幅频特性和相频特性分别为(8-11)(8-12)图8-4RC串并联电路幅频特性曲线和相频特性曲线当时,反馈系数的幅值最大等于1/3，相位移当时，明显减小而且因此RC串并联网络有很好的选频作用。φF+90°|F|只有时，RC振荡器才能自激振荡振荡频率为RC桥式振荡电路的振荡频率和起振条件振荡角频率8.3LC正弦波振荡器8.3.1LC并联回路的频率特性(阻性)LC并联谐振特点：谐振时，总路电流很小，支路电流很大，电感与电容的无功功率互相补偿，电路呈阻性。R为电感和回路中的损耗电阻当时，并联谐振。谐振时，电路呈阻性：Q为谐振回路的品质因数，Q值越大，曲线越陡越窄，选频特性越好。谐振时LC并联谐振电路相当一个大电阻。LC并联谐振回路的幅频特性曲线|Z|Q小Q大1234初级线圈次级线圈同名端1234+–+–在LC振荡器中，反馈信号通过互感线圈引出同名端：互感线圈的极性判别LC正弦波振荡器的基本形式１．变压器反馈式振荡电路工作原理：三极管共射放大器。利用互感线圈的同名端：满足相位条件。振荡频率:判断是否是满足相位条件——相位平衡法：断开反馈到放大器的输入端点，假设在输入端加入一正极性的信号，用瞬时极性法判定反馈信号的极性。若反馈信号与输入信号同相，则满足相位条件；否则不满足。(+)(-)(+)LC正弦波振荡器举例(+)(+)(+)(+)满足相位平衡条件LC正弦波振荡器举例（+）（+）（–）（+）振荡频率:（–）满足相位平衡条件２.三点式LC振荡电路仍然由LC并联谐振电路构成选频网络原理：uf与uo反相uf与uo同相电感三点式：电容三点式：uf与uo反相uf与uo同相振荡频率：电感三点式LC振荡电路（2）电容三点式LC振荡电路振荡频率：例：试判断下图所示三点式振荡电路是否满足相位平衡条件。8.4石英晶体振荡电路Q值越高，选频特性越好，频率越稳定。频率稳定问题频率稳定度一般由来衡量——频率偏移量。——振荡频率。LC振荡电路Q——数百石英晶体振荡电路Q——10000?500000石英晶体的基特性2.压电效应1.结构：极板间加电场极板间加机械力晶体机械变形晶体产生电场压电效应：交变电压机械振动交变电压机械振动的固有频率与晶片尺寸有关，稳定性高。当交变电压频率=固有频率时，振幅最大符号压电谐振3.等效电路等效电路：（1）串联谐振４．电抗频率特性：晶体等效纯阻且阻值≈0（2）并联谐振通常所以X感性0容性8.4.2石英晶体振荡电路利用石英晶体的高品质因数的特点，构成LC振荡电路。1.并联型石英晶体振荡器石英晶体工作在fs与fp之间，相当一个大电感，与C1、C2组成电容三点式振荡器。由于石英晶体的Q