正弦波振荡器的基本原理

封面返回引言本页完引言返回正弦波振荡电路是一个没有输入信号但有输出信号、而且带选频网络的正反馈放大电路。振荡电路（即正反馈放大电路）与负反馈放大电路在电路结构上的根本区别之一就是反馈信号Xf在输入端与输入信号Xi的迭加是相加的。学习要点本节学习要点和要求1、区别正、负反馈电路比较环节2、正弦波振荡电路的振荡条件3、正弦波振荡电路起振条件4、正弦波振荡电路的基本组成部分返回一、正、负反馈电路比较环节的区别正弦波振荡器的基本原理继续本页完a基本放大器的相移-1基本放大电路A、a反馈网络F、fUoUidUfUiuit0uot0uft0uidt0f反馈网络的相移负反馈放大电路反馈信号Uf与输入信号Ui相减得净输入信号Uid,Uid是衰减的。正反馈放大电路+1基本放大电路A、a反馈网络F、fUoUidUfUiuit0uot0uft0uidt0反馈信号Uf与输入信号Ui相加得净输入信号Uid,Uid是增加的。继续二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件XoXaXf基本放大电路A、a反馈网络F、fXiS开关S正弦波振荡器的基本原理正反馈放大电路+1基本放大电路A、a反馈网络F、fUoUidUfUiuit0uot0uft0uidt0为了分析的方便，把电路改画为如图所示，在输入端和反馈端之间加入一个开关S。并用X代替U。继续正反馈放大电路二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件先把开关打至Xi端，输入一个信号Xa(激励信号)。基本放大电路A、a反馈网络F、fXoXaXfXiS开关S经基本放大电路放大后输出XoXo=AXa调整反馈网络参数使反馈信号Xf与输入信号Xa相同。Xf=Xa这时把S打至Xf端，则Xf可以代替Xa。电路不需要输入就有输出。注意：反馈信号Xf与输入信号Xa相同的含义为大小相等，相位一致。正弦波振荡器的基本原理继续二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件正弦波振荡器的基本原理正反馈放大电路基本放大电路A、a反馈网络F、fXoXaXfXiS开关S注意：反馈信号Xf与输入信号Xa相同的含义为大小相等，相位一致。经基本放大电路放大后输出XoXo=AXa调整反馈网络参数使反馈信号Xf与输入信号Xa相同。这时把S打至Xf端，则Xf可以代替Xa。电路不需要输入就有输出。Xf=Xa先把开关打至Xi端，输入一个信号Xa(激励信号)。继续本页完正反馈放大电路基本放大电路A、a反馈网络F、fXoXaXfXiS开关S正弦波振荡器的基本原理此时的正反馈电路就是振荡电路了。正弦波振荡电路二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件经基本放大电路放大后输出XoXo=AXa调整反馈网络参数使反馈信号Xf与输入信号Xa相同。这时把S打至Xf端，则Xf可以代替Xa。电路不需要输入就有输出。Xf=Xa先把开关打至Xi端，输入一个信号Xa(激励信号)。推导出结果正弦波振荡电路继续本页完此时的反馈量Xf为：Xf=FXoAF=1上式是正弦波振荡电路产生振荡的条件，此式包含两个条件：振幅平衡条件：|AF|=1相位平衡条件：a+f=2n(n=0,1,2····）联立三式得：二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件正弦波振荡器的基本原理基本放大电路A、a反馈网络F、fXoXaXfS开关S经基本放大电路放大后输出XoXo=AXa调整反馈网络参数使反馈信号Xf与输入信号Xa相同。Xf=Xa先把开关打至Xi端，输入一个信号Xa(激励信号)。1.振幅平衡条件2.相位平衡条件基本放大电路A、a反馈网络F、fXoXaXfS正弦波振荡电路继续本页完振幅平衡条件的物理意义是：反馈信号|Xf|的大小必须与原输入信号|Xa|的大小相同，才能维持振荡。1、振幅平衡条件|AF|=AF=12、相位平衡条件a+f=2n(n=0,1,2····）相位平衡条件的物理意义是：反馈信号|Xf|的相位必须与原输入信号|Xa|的相位一致(同相)，才能维持振荡。二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件开关S正弦波振荡器的基本原理要使电路能够维持振荡，必须同时满足以上两个条件，缺一不可。继续本页完Xo0tXfAF1正弦波振荡器的基本原理正反馈放大电路基本放大电路A、a反馈网络F、fXoXaXfXiS开关S正弦波振荡电路三、正弦波振荡电路的起振条件实际电路中，在接通电源瞬间的阶跃电压里含有丰富的谐波（即各种频率的正弦波），振荡电路会选中其中一种进行正反馈。但这个初始信号幅度很小，振荡电路必须先对其进行放大，即反馈至输入端的信号应逐次大，才能使振荡产生，即XfXa，此时电路的振幅条件是AF1，波形如图所示。只有当Xf达到足够幅度，电路才自动调节为Xf=Xa，这时电路主要的任务是维持振荡，电路的振幅条件恢复为AF=1，波形如图所示。继续本页完三、正弦波振荡电路的起振条件Xo0tXfAF1AF=1正弦波振荡器的基本原理正反馈放大电路基本放大电路A、a反馈网络F、fXoXaXfXiS开关S正弦波振荡电路1、起振振幅条件：|AF|12、起振相位条件：a+f=2n(n=0,1,2····）起振过程维持振荡过程继续本页完Xo0tXfAF1AF=1由右图知：刚开始时振荡器的AF1即基本放大器的增益A比较大；稳定后AF=1，即基本放大器的增益A减少了，因而电路中应有一个能自动调节基本放大电路增益A的电路，此电路称为稳幅环节。正弦波振荡器的基本原理正反馈放大电路基本放大电路A、a反馈网络F、fXoXaXfXiS开关S正弦波振荡电路四、正弦波振荡电路的基本组成部分1、基本放大电路2、正反馈网络由上面方框图可知：正弦波振荡器应有一个基本放大电路和一个正反馈网络。3、稳幅环节在实际电路中，振荡器并不需要先加入一个激励信号触发其振荡，而是一接通电源，电路就自动起振输出正弦波(自激振荡)。这是因为接通电源瞬间的阶跃电压里含有丰富的谐波(即各种频率的正弦波)，振荡电路会选中其中一种进行正反馈。4、选频回路求集电极效率ηc和电路效率η继续本页完1、正、负反馈电路比较环节的区别2、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件五、小结3、正弦波振荡电路的起振条件4、正弦波振荡电路的基本组成部分1）基本放大电路2）正反馈网络3）稳幅环节4）选频回路1）起振振幅条件：|AF|12）起振相位条件：a+f=2n(n=0,1,2····）1）振幅平衡条件：|AF|=12）相位平衡条件：a+f=2n，(n=0,1,2····）正反馈：反馈信号Uf与输入信号Ui相加得净输入信号Uid,Uid是增加的。负反馈：反馈信号Uf与输入信号Ui相减得净输入信号Uid,Uid是衰减的。求集电极效率ηc和电路效率η继续本页完无作业再见