chapter正弦波振蕩電路實用

會計學1chapter正弦波振蕩電路實用基本放大電路Ao反饋電路F反饋信號代替了放大電路的輸入信號。一、振蕩的基本原理起始信號的產(chǎn)生：在電源接通時，會在電路中激起一個微小的擾動信號，它是個非正弦信號，含有一系列頻率不同的正弦分量。第1頁/共54頁起振平衡反饋振蕩器的振蕩過程第2頁/共54頁起振條件：相位起振條件幅度起振條件第3頁/共54頁平衡條件：振幅平衡條件相位平衡條件第4頁/共54頁一、RC超前移相網(wǎng)絡振蕩器：對于的信號，—

滿足相位平衡條件第5頁/共54頁二、RC選頻振蕩器：圖10.20RC串并聯(lián)網(wǎng)絡第6頁/共54頁圖10.22文氏電橋振蕩器對于的信號，—

滿足相位平衡條件第7頁/共54頁瞬時極性法判別相位條件所謂相位條件即電路中必須引入正反饋，故正弦波振蕩電路能否滿足相位條件即是判斷電路中是否引入了正反饋。瞬時極性判別方法：輸入信號和反饋信號在三極管的同一極：輸入信號和反饋信號的瞬時極性相同為正反饋，反之為負反饋。第8頁/共54頁RC選頻網(wǎng)絡RC選頻網(wǎng)絡中的輸入與輸出極性相同。第9頁/共54頁起振及穩(wěn)定振蕩的幅度條件：穩(wěn)定振蕩條件AuF

=1，|F|=1/3，則起振條件AuF

>1，因為|F|=1/3，則即：即：第10頁/共54頁具有負溫度系數(shù)的半導體熱敏電阻帶穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的電路（1）

穩(wěn)幅過程：uoTRFAu第11頁/共54頁具有正溫度系數(shù)的半導體熱敏電阻帶穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的電路（2）

穩(wěn)幅過程：uoTR1Au第12頁/共54頁IDUD振蕩幅度較小時正向電阻大振蕩幅度較大時正向電阻小

利用二極管的正向伏安特性的非線性自動穩(wěn)幅。R++∞RF2R1CRC–uO–+D1D2RF1穩(wěn)幅環(huán)節(jié)帶穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的電路（3）第13頁/共54頁本次課內(nèi)容

石英晶體振蕩器變壓器耦合反饋式電感反饋式（電感三點式）電容反饋式（電容三點式）LC振蕩器第14頁/共54頁10.3.1變壓器耦合反饋式振蕩器圖10.23三種不同接法的變壓器耦合反饋式振蕩器互為同名端的相位相同；互為異名端的相位相反。變壓器上繞組的相位關系：第15頁/共54頁共射組態(tài)－正反饋第16頁/共54頁正反饋共基組態(tài)第17頁/共54頁正反饋共基組態(tài)第18頁/共54頁補充：三點式振蕩器

X2X3X1+_Ui’=UfUO+_X1,X2,X3組成并聯(lián)LC諧振網(wǎng)絡。諧振網(wǎng)絡中的三個引出點分別接至三極管的三個極。因此稱為三點式振蕩器。第19頁/共54頁討論：X1,X2,X3放置何種電抗元件，才能滿足相位條件？X2X3X1+_UO+_Ui’=Uf第20頁/共54頁為了滿足相位條件，Uf與UO呈反相關系。X2、X3代表的電抗元件極性必須相反。即一個為電容，則另一個必為電感。第21頁/共54頁諧振時，LC回路呈現(xiàn)純電阻特性，即：X1+X2+X3=0,因此，X2+X3=–X1，帶入上式：X1與X3的電抗特性相同。第22頁/共54頁“射同基反”：

射極接的是相同性質(zhì)的電抗元件,

基極接的是相反性質(zhì)的電抗元件。判斷三點式振蕩電路是否滿足相位條件：X1與X3的電抗特性相同。X2與X3的電抗特性不同。第23頁/共54頁三點式：電容反饋式振蕩器電感反饋式振蕩器LC2C1+_UO+_CL2L1+_UO+_電容反饋式振蕩器電感反饋式振蕩器第24頁/共54頁10.3.2電容三點式振蕩器電路

（電容反饋式振蕩電路）共射（CE）組態(tài)共基（CB）組態(tài)第25頁/共54頁放大電路反饋網(wǎng)絡反饋電壓取自C2+UCCC1RB1RB2RECEC1LC2RC選頻電路（一）電容三點式振蕩電路（CE）

第26頁/共54頁．共射電容三點振蕩器LC2cbeCICILUbUf

Uo1．．．．1)畫出該振蕩器的交流等效電路，判

斷其電路類型。第27頁/共54頁LC2cbeCICILUbUf

Uo1．．．．．2）振蕩頻率：3）反饋系數(shù)：第28頁/共54頁（二）電容三點式振蕩器（CB）

第29頁/共54頁1)畫出該振蕩器的交流等效電路，判

斷其電路類型。Re0是考慮實際LC回路具有損耗而添加的電阻。第30頁/共54頁2)求該振蕩器的工作角頻率3)求反饋系數(shù)F第31頁/共54頁10.3.3電感三點式振蕩器電路

圖3.12電感三點式振蕩器電路在fT>>fg條件下，晶體管極間電容的影響可忽略不計。振蕩器的工作頻率(3.2―10)第32頁/共54頁(b)交流通路第33頁/共54頁10.4石英晶體振蕩器10.4.1關于振蕩頻率的幾個指標1.頻率的準確性2.頻率的穩(wěn)定性測量值設計值第34頁/共54頁10.4.2石英諧振器的物理特性和電特性

1.石英諧振器的物理特性石英晶體是SiO2的天然晶體。圖3.31晶體的形狀及橫斷面

(a)晶體外形；(b)橫斷面第35頁/共54頁圖10.29石英諧振器的結(jié)構第36頁/共54頁1）具有正壓電效應正壓電效應是指在晶體片兩個側(cè)面上施加壓力時，晶體片就會產(chǎn)生機械變形，與此同時，在它的表面上還會產(chǎn)生異性電荷。

正壓電效應是將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?7頁/共54頁反壓電效應（電致伸縮）是指在晶體片兩個表面上施加電壓E，晶體會產(chǎn)生機械變形，如延伸。當電壓的極性相反時，晶體就會收縮。

反壓電效應把電能轉(zhuǎn)換成機械能。2）具有反壓電效應第38頁/共54頁

當外加電壓頻率等于晶體的固有頻率時，振動幅度最大，稱為諧振。

晶體是一種具有諧振性能的換能器，因此稱為石英諧振器。第39頁/共54頁4)具有各向異性

石英晶體的性能各個方向不同。3)物理特性和化學特性及其穩(wěn)定石英晶體機械振動頻率的穩(wěn)定性非常好，受外界影響小。第40頁/共54頁5)具有多模性

石英諧振器是一個頻率極其豐富的諧振系統(tǒng)。諧振頻率不僅有基音，還有泛音。晶體振蕩器都是利用晶體的基音或奇次泛音(3、5、7次泛音)，而不用偶次泛音，因為只有基音和奇次泛音才能有效的取出晶體表面上的電壓。第41頁/共54頁圖10.30石英晶體的等效電路和電抗特性(a)晶體符號；(b)某振動模式的電等效電路2.石英諧振器的電特性(a)(b)頻率豐富的諧振系統(tǒng)支架電容無諧振時的固有電容模擬基音諧振模擬三次泛音諧振第42頁/共54頁圖10.18某一頻率等效電路忽略rq，等效電路兩端電抗：式中：

晶體的串聯(lián)諧振角頻率。

晶體的并聯(lián)諧振角頻率。失諧支路，近似開路第43頁/共54頁圖10.30(c)某一頻率等效電路；(d)電抗特性感性容性容性第44頁/共54頁發(fā)生串聯(lián)諧振，電抗為0，為純電阻，相移為0。晶體用短路線代替。晶體表現(xiàn)為感性，可等效為一個電感。第45頁/共54頁其值約為10-3量級第46頁/共54頁10.4.3串聯(lián)型石英晶體振蕩器串聯(lián)型石英晶體振蕩器把石英晶體用作選頻短路線。晶體接在正反饋回路中，當振蕩器的工作頻率ωg

等于晶體的串聯(lián)諧振頻率ωs時，晶體諧振器的阻抗近似為零；正反饋最強。第47頁/共54頁圖10.31串聯(lián)型晶體振蕩器T1

T2

R1

R2

R3

R4

R5R6

晶體

+VCC

C

uo

振蕩器的工作頻率為：第48頁/共54頁10.4.4并聯(lián)型石英晶體振蕩器并聯(lián)型石英晶體振蕩器把石英晶體用作電感元件。

振蕩器的工作頻率滿足：第49頁/共54頁圖10.32并聯(lián)型石英晶體振蕩器(a)原理電路;(b)交流通路第50頁/共54頁負