北郵模電第十七講 正弦波振蕩電路

電子電路基礎(chǔ)第十七講正弦波振蕩電路2023/2/11振蕩電路及分類振蕩電路：在沒(méi)有輸入信號(hào)的條件下，能夠自行產(chǎn)生一定幅度﹑一定頻率的輸出信號(hào)的電路正弦波振蕩電路張弛振蕩電路正弦波振蕩電路：產(chǎn)生正弦波信號(hào)的電路張弛振蕩電路：產(chǎn)生非正弦波（方波﹑鋸齒波等）信號(hào)的電路本章重點(diǎn)討論正弦波振蕩的條件﹑電路組成，具體分析RC正弦波振蕩器、反饋式正弦波振蕩器及三點(diǎn)式正弦波振蕩器

2主要內(nèi)容9.1正弦波振蕩的基本概念(1)產(chǎn)生正弦波的條件(2)振蕩電路的組成及起振條件9.2RC正弦波振蕩器(1)RC串并聯(lián)電路的頻率特性(2)文氏橋振蕩器9.3反饋式正弦波振蕩器(1)LC并聯(lián)電路的頻率特性(2)反饋式正弦波振蕩器9.4三點(diǎn)式正弦波振蕩器(1)電感三點(diǎn)式正弦波振蕩器(2)電容三點(diǎn)式正弦波振蕩器3開關(guān)K：1產(chǎn)生正弦波的條件用正反饋產(chǎn)生正弦波振蕩由放大到振蕩，維持輸出不變相位平衡條件產(chǎn)生自振蕩的兩個(gè)平衡條件振幅平衡條件24振蕩等幅振蕩增幅振蕩，振蕩輸出愈來(lái)愈大

減幅振蕩，振蕩輸出愈來(lái)愈小直到最后停振5振蕩電路的組成及起振條件

組成：放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)為獲得頻譜純度高、幅度穩(wěn)定的振蕩選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)選頻網(wǎng)絡(luò)若由R、C元件組成，稱為RC正弦波振蕩電路；若由L、C元件組成，則稱為L(zhǎng)C正弦波振蕩電路實(shí)際振蕩電路的起振并不需要外加輸入信號(hào)Ui，且開關(guān)是始終連在2端問(wèn)題：如何從無(wú)到有地建立振蕩電壓？6反饋振蕩實(shí)用電路舉例LC諧振回路的諧振頻率0Rb＝Rb1//Rb2；CB和CE是隔直電容c極輸出電壓通過(guò)反饋電感Lf獲得反饋電壓，連接到b極同名端設(shè)置：uf引入正反饋交流通路7起振原理開始，，增幅振蕩。線性區(qū)工作，|A|為常數(shù)剛接通VCC,電路各部分產(chǎn)生微小的電擾動(dòng)，具有很寬頻譜w0起振平衡交流通路LC諧振回路選頻，0分量正反饋振蕩幅度增長(zhǎng)，非線性區(qū)工作，A下降。當(dāng)|AF|=1時(shí)，穩(wěn)幅振蕩8主要內(nèi)容9.1正弦波振蕩的基本概念9.2RC正弦波振蕩器(1)RC串并聯(lián)電路的頻率特性(2)文氏橋振蕩器9.3反饋式正弦波振蕩器9.4三點(diǎn)式正弦波振蕩器文氏橋振蕩器9RC串并聯(lián)電路的頻率特性RC正弦波振蕩器組成：放大電路、電阻、電容10RC串并聯(lián)電路的頻率特性（續(xù)）11文氏橋振蕩器

典型的文氏橋振蕩電路RC串并聯(lián)電路：正反饋網(wǎng)絡(luò)，f0處反饋值最大電路中的熱擾動(dòng)或各種沖擊，存在各種頻率信號(hào)R1和Rf：負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)12文氏橋振蕩器原理頻率

時(shí)，當(dāng)uP>uN時(shí)，正反饋量>負(fù)反饋量，f0信號(hào)進(jìn)一步放大，振蕩uN不變，uP減小正反饋量<負(fù)反饋量，呈負(fù)反饋，不能振蕩13文氏橋振蕩器原理為了使產(chǎn)生的正弦波盡可能純正，在滿足振蕩條件的前提下，應(yīng)使運(yùn)放的放大倍數(shù)Auf盡可能小。一般，取Rf的值略大于2R1

14例9-1設(shè)計(jì)一個(gè)振蕩頻率f0＝10Hz的正弦波振蕩器，確定電路參數(shù)。文氏橋振蕩器應(yīng)用舉例解：振蕩頻率較低，采用文氏橋正弦波振蕩電路取取通過(guò)調(diào)整電位器W1的值，使R2+W1略大于2R115主要內(nèi)容第九章正弦波振蕩電路9.1正弦波振蕩的基本概念9.2RC正弦波振蕩器9.3反饋式正弦波振蕩器(1)LC并聯(lián)電路的頻率特性(2)反饋式正弦波振蕩器9.4三點(diǎn)式正弦波振蕩器16

LC并聯(lián)電路的頻率特性

R：L和C的等效損耗電阻，主要是L的直流電阻，一般R很小17

LC并聯(lián)電路的頻率特性（續(xù)）18反饋式正弦波振蕩器

LC電路適合振蕩頻率較高的場(chǎng)合，不能采用運(yùn)算放大器——使用fT較高的三極管CB、CE：隔直電容Rb1，Rb2，RE：直流偏置交流通路Rb＝Rb1//Rb219Au＝uC/ui隨頻率f變化，f0處Au0最大

反饋式正弦波振蕩器原理LC并聯(lián)諧振電路，正反饋B：L2和L1的匝數(shù)比

Au：電路開環(huán)電壓放大倍數(shù)開環(huán)示意圖

L：諧振回路的等效電感量。包括L1及L2和L3互感（影響很小）20反饋式正弦波振蕩器原理電路中的熱擾動(dòng)或各種沖擊，存在各種頻率信號(hào)諧振選頻增幅振蕩不能產(chǎn)生振蕩Au減小Q值愈高，正弦波愈純正21主要內(nèi)容第九章正弦波振蕩電路9.1正弦波振蕩的基本概念9.2RC正弦波振蕩器9.3反饋式正弦波振蕩器9.4三點(diǎn)式正弦波振蕩器(1)電感三點(diǎn)式正弦波振蕩器(2)電容三點(diǎn)式正弦波振蕩器22電感三點(diǎn)式正弦波振蕩器(哈特萊Hartely電路)

交流通路諧振回路中電感線圈的三個(gè)點(diǎn)分別與T的三個(gè)極相連信號(hào)通過(guò)L1耦合到L2，反饋到T的基極正反饋；信號(hào)通過(guò)L3輸出23電感三點(diǎn)式正弦波振蕩器設(shè)電感L2和L1的互感為M，Q>>1電路反饋系數(shù)B：電路振蕩的條件Au＝uC/ui隨頻率f變化，f0處Au0最大

Au：電路開環(huán)電壓放大倍數(shù)24電容三點(diǎn)式正弦波振蕩器(考皮慈Copitts電路)

交流通路諧振回路中電容的三個(gè)點(diǎn)分別與T的三個(gè)極相連信號(hào)通過(guò)C2反饋到T的基極正反饋；信號(hào)通過(guò)L2