模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(張鳳凌主編)第二十講RC 正弦波振蕩

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)

河北科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院6信號(hào)發(fā)生電路6.1正弦波振蕩電路6.2非正弦波振蕩電路6.1正弦波振蕩電路

正弦波振蕩電路是在沒(méi)有外加輸入信號(hào)的情況下，依靠電路自激振蕩而產(chǎn)生正弦波輸出電壓的電路。6.1.1產(chǎn)生正弦波振蕩的條件由于半導(dǎo)體器件的非線(xiàn)性特性及供電電源的限制，最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，穩(wěn)定在一定的幅值。。正弦波振蕩的平衡條件:(n為整數(shù))幅值平衡條件相位平衡條件電路的起振條件

要產(chǎn)生正弦波振蕩，必須有滿(mǎn)足相位條件的f0，且在合閘通電時(shí)對(duì)于f=f0信號(hào)有從小到大直至穩(wěn)幅的過(guò)程，即滿(mǎn)足起振條件。6.1.2正弦波振蕩電路的組成及分類(lèi)在很多實(shí)用電路中，常將選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)合二為一；對(duì)分立元件放大電路，不再加穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，依靠晶體管特性的非線(xiàn)性來(lái)起到穩(wěn)幅作用。正弦波振蕩電路常用選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件來(lái)命名，分為RC正弦波振蕩電路、LC正弦波振蕩電路和石英晶體正弦波振蕩電路三種類(lèi)型。1)放大電路：放大作用2)正反饋網(wǎng)絡(luò)：滿(mǎn)足相位條件3)選頻網(wǎng)絡(luò)：確定f0，保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩4)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)（非線(xiàn)性環(huán)節(jié)）：穩(wěn)幅正弦波振蕩電路的組成正弦波振蕩電路的分類(lèi)判斷電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩的方法和步驟（1）觀察電路是否包含了放大電路、選頻網(wǎng)絡(luò)、正反饋網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)四個(gè)組成部分。（2）判斷放大電路能否正常工作，即是否有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)且動(dòng)態(tài)信號(hào)能夠輸入、輸出和放大。（3）利用瞬時(shí)極性法判斷電路是否滿(mǎn)足正弦波振蕩的相位條件。（4）判斷電路是否滿(mǎn)足正弦波振蕩的幅值條件，即是否滿(mǎn)足起振條件。相位條件的判斷方法：瞬時(shí)極性法

斷開(kāi)反饋，在斷開(kāi)處給放大電路加f＝f0的信號(hào)Ui，且規(guī)定其極性，然后根據(jù)

Ui的極性→Uo的極性→Uf的極性若Uf與Ui極性相同，則電路可能產(chǎn)生振蕩；否則電路不可能產(chǎn)生振蕩。

在多數(shù)正弦波振蕩電路中，輸出量、凈輸入量和反饋量均為電壓量。極性？6.1.3RC正弦波振蕩電路一、RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)信號(hào)頻率足夠低時(shí)：信號(hào)頻率足夠高時(shí)：

當(dāng)信號(hào)頻率從零逐漸變化到無(wú)窮大時(shí)，存在頻率f0,當(dāng)f=f0時(shí)，Uf與Uo同相。信號(hào)頻率足夠低時(shí)：信號(hào)頻率足夠高時(shí)：當(dāng)f=f0時(shí)，不但φ=0，且最大，為1/3。二、RC橋式正弦波振蕩電路對(duì)放大電路的要求：電壓放大倍數(shù)大于3；具有盡可能大的輸入電阻和盡可能小的輸出電阻，以減小放大電路對(duì)選頻特性的影響。輸出和輸入同相。同相比例運(yùn)算電路滿(mǎn)足以上要求。由RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)和同相比例運(yùn)算電路構(gòu)成的RC橋式正弦波振蕩電路(1)選用R1為正溫度系數(shù)的熱敏電阻。由于Uo與Uf具有良好的線(xiàn)性關(guān)系，電路中應(yīng)加入穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。(2)選用Rf為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。(3)在Rf為回路串聯(lián)兩個(gè)并聯(lián)的二極管。振蕩頻率可調(diào)的RC橋式正弦波振蕩電路RC橋式正弦波振蕩電路具有頻率穩(wěn)定，帶負(fù)載能力強(qiáng)，輸出電壓失真小的優(yōu)點(diǎn)。例電路如圖所示，試求解：（1）R’P的下限值；（2）振蕩頻率的調(diào)節(jié)范圍。

解：（1）根據(jù)起振條件故R’P的下限值為2kΩ。

（2）振蕩頻率的最大值和最小值分別為為提高振蕩頻率，須減小R和C的數(shù)值。R減小到一定程度時(shí)，同相比例運(yùn)算電路的輸出電阻將影響選頻特性；C減小到一定程度時(shí)，晶體管的極間電容和電