模拟电子技术 5自激振荡

第5章上页下页返回5.1正弦波振荡电路的基本原理5.2RC正弦波振荡电路第5章正弦波振荡电路*5.3LC正弦波振荡电路*5.4石英晶体正弦波振荡电路Ud125.1正弦波振荡电路的基本原理1、自激振荡的条件S在2:令F=Uf/Uo..所以产生自激振荡的条件为:...AF=.UoUd.UoUf=1S上页下页第5章返回+++Uf+---A=Uo/Ud..S在1:Ud=Ui..-.Ui..Uo.因为:Uf=Ud，.....Uf=UiU=d则输出电压保持不变。AF自激振荡的条件:AF=1幅度平衡条件：相位平衡条件:AF=1A+F=2n（n=0,1,2……）反馈信号与输入信号的大小相等,在放大倍数一定时应有足够强的反馈量。反馈信号与输入信号同相，必须引入正反馈。上页下页第5章返回2、振荡的建立与稳定振荡电路的起振:选择某一频率的信号增幅振荡电路由电路变为等幅振荡|AF|=1|AF|1上页下页第5章返回Ud12S+++Uf+----.Ui..Uo.AF通过不断地放大正反馈再放大再反馈，使Uom不断增大，一直到达某一点时，才稳定下来。自激振荡的建立过程A反馈特性Ufm=|F|Uom幅度特性Uom=f(Ufm)Ufm1Ufm2Uom2Uom1UfmOUom如右图上页下页第5章返回由上述讨论可知：正弦波振荡电路应由以下部分组成：放大电路正反馈电路选频电路稳幅电路上页下页第5章返回5.2RC正弦波振荡电路1.电路组成RCCRRfR1负反馈网络（稳幅环节）文氏电桥正弦波振荡电路上页下页第5章返回uO+—+∞正反馈选频网络Ao2、RC串并联网络的选频特性Z1=R+1jωC1Z2=R(jωC)R+1jωC=R1+jωRC..UfUO==.IZ2I(Z1+Z2).Z2Z1+Z2=R1+jωRCR+1jωC+R1+jωRC=13+j(ωRC-jωRC1)上页下页第5章返回.I++RCU0.Uf.CRZ1Z2.UfUo.=11ωRC3+j(ωRC-)当:1ωRCωRC-=0即,或RCω=ω0=12πRCƒ=ƒ0=1时结论：.UfUo.与同相位,即为正反馈；UfUo.=1/3，则Uf达到最大值。.上页下页第5章返回RC串并联选频网络++RCU0.Uf.CRZ1Z2.I=F=Uf•__Uo•13__f=0º,3、如何满足自激振荡条件f0=12RC起振时应满足:Rf2R1RfR1）,A=（1+A=0º为了满足AF=1,A=3RfR1）=3,（1+Rf=2R1即A≥3上页下页第5章返回uiuo1ＲfＲＲCＲC+uf–Z1Z2Ao4、稳幅措施特点：利用二极管的非线性自动调节反馈的强弱来维持输出电压的恒定。UO↑→r↓→Uƒ↑→|A|↓缺点输出波形失真较大上页下页第5章返回二极管稳幅电路uo1ＲＲf2ＲCＲCＲf1D2D1AoUO↑→T↑→RT↓→Uƒ↑→|A|↓☆由于热敏电阻具有热惯性，因此可获得失真较小的输出电压。特点：利用半导体热敏电阻的非线性实现稳幅。上页下页第5章返回热敏电阻稳幅电路uo1ＲＲTＲCＲCAo*5.3LC正弦波振荡电路1.电容三点式振荡电路REC2C1RCRB1RB2上页下页第5章返回(a)基本电路(b)交流通路CBCELLC1C2RCRB1∥RB2TT++－－－uiuo+113322+UCC谐振回路上页下页第5章返回电感L和电容C1、C2构成的谐振回路成为放大电路的负载，电容C2两端的电压作为反馈信号，在放大器的输入端引入了正反馈。选取适当的静态值和元件参数，使得谐振回路谐振时，AF≥1。电路自激振荡AF=1时，振荡稳定。振荡频率近似等于LC谐振回路的振荡频率：√C1C2C1+C2L2π1fo=改进型电容三点式振荡电路REC2C1RCRB1RB2上页下页第5章返回CBLT+UCCC3在电感支路中串联一个电容C3，且取C3远小于C1和C2。故谐振回路的振荡频率主要由L和C3来决定：fo≈√2πLC31改变C3，即可改变fo2.电感三点式振荡电路RECRCRB1RB2上页下页第5章返回(a)基本电路(b)交流通路CBCEL2CRB1∥RB2TT++－－－uiuo+113322+UCCL1L1L2谐振回路上页下页第5章返回电感L1、L2和电容C构成了谐振回路，+UCC通过L1到集电极形成集电极电流的直流通路，故可省略RC。电感L2两端的电压作为反馈信号，在放大器的输入端引入了正反馈。若L1、L2线圈之间的互感为M，则线圈的总电感为：L=L1+L2+2M。电路的振荡频率近似等于LC谐振回路的振荡频率：fo=√（L1+L2+2M）C2π1上页下页第5章返回*5.4石英晶体正弦波振荡电路1.石英晶体谐振器石英晶体具有压电效应，压电谐振就是石英晶体的固有谐振频率。谐振频率有两个，LCR支路的串联谐振频率fs和LCR支路与电容CO的并联谐振频率fP，fP＞fs且很接近。（a）符号（b）等效电路JTLCRCO上页下页第5章f=fs时：（X=0）石英晶体呈阻性f＜fs或f＞fp时：石英晶体呈容性fs＜f＜fp时：石英晶体呈感性fsfp容性容性感性fX0（c）电抗频率特性曲线根据等效电路可画出石英晶体的电抗频率特性曲线。返回REC2C1RCRB1RB2上页下页第5章CBT+UCC2.并联型石英晶体振荡器JT并联型石英晶体振荡电路工作频率为：fs＜f＜fp石英晶体呈感性，作为电容三点式振荡电路中的回路电感返回上页下页第5章3.串联型石英晶体振荡器串联型石英晶体振荡电路工作频率等于fs,晶体呈纯阻性，且阻抗最小。频率为fs时，正反馈最强。REC2C1RCRB1RB2(a)基本电路CBCCLT+UCCJT(b)交流通路LC1C2TREJT返回