信號(hào)發(fā)生器電路正弦波振蕩電路

第四章正弦波振蕩電路§4-1振蕩電路基礎(chǔ)知識(shí)§4-2LC正弦波振蕩電路§4-3石英晶體振蕩電路變壓器耦合振蕩電路電感耦合振蕩電路電容耦合振蕩電路三點(diǎn)式振蕩電路相位條件的一般判斷法則一、振蕩電路的概念1、振蕩電路：

是一種沒有外加交流信號(hào)輸入的情況下，能夠自動(dòng)地把直流電源提供給的能量轉(zhuǎn)換成交流能量輸出的電子電路。2、振蕩器與放大器的區(qū)別及聯(lián)系：有外加交流信號(hào)無外加交流信號(hào)區(qū)別聯(lián)系放大器振蕩器能量轉(zhuǎn)換是在外加信號(hào)的控制下能量轉(zhuǎn)換是自動(dòng)的，不受外加信號(hào)的控制都是能量轉(zhuǎn)換裝置§4-1振蕩電路基礎(chǔ)知識(shí)

返回目錄二、振蕩電路的組成2、方框圖：3、各部分作用：1、組成：基本放大電路選頻網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)①基本放大器：將微弱的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為較強(qiáng)的電信號(hào)②選頻網(wǎng)絡(luò)：③反饋網(wǎng)絡(luò)：選出單一頻率的正弦波把輸出的信號(hào)通過一定的方式送回輸入端返回目錄三、振蕩電路的分類1、按選頻元件的不同分：LC振蕩電路RC振蕩電路2、按輸出波形分：正弦波振蕩電路非正弦波振蕩電路返回目錄四、振蕩條件1、振幅條件：AF＞1（起振）AF＝1（起振平衡）2、相位條件：AF≥1Φ＝ΦA(chǔ)

＋ΦF

＝2nπ——正反饋n＝1、2、3…（起振）n＝0、1、2、3…（起振平衡）3、必須同時(shí)滿足振幅與相位條件返回目錄§4-2LC正弦波振蕩電路

一、變壓器耦合振蕩電路

1、電路構(gòu)成：

②選頻網(wǎng)絡(luò)由

構(gòu)成

③反饋網(wǎng)絡(luò)由

構(gòu)成

LCL’VRb1、Rb2

、Re分壓式直流電流負(fù)反饋

①基本放大器由

及

偏置電路

等

偏置電路

偏置電路

返回目錄

2、判斷電路能否振蕩：

①相位判斷：——

瞬時(shí)極性法

∵

uf與ui同極性

∴L’引入正反饋

∴

滿足振蕩電路的相位條件

②振幅條件的判斷：

AF≥1通過改變L’的匝數(shù)可以調(diào)節(jié)FV的大小，或改變AV數(shù)值，從而能滿足振幅條件。當(dāng)FV確定以后，電路是否滿足振蕩的起振條件，就完全決定于AV了。如果靜態(tài)工作點(diǎn)不合適：例如工作點(diǎn)過低，AV小，電路就不滿足起振條件，嚴(yán)重時(shí)根本不起振。返回目錄3、振蕩頻率fo

：——

由選頻網(wǎng)絡(luò)決定

L——諧振回路電感單位：亨利（H）

C——諧振回路電容單位：法拉（F）

fo——振蕩器振蕩頻率單位：赫茲（HZ）

返回目錄練習(xí)：若L=100μH、C＝10/100PF。試計(jì)算在可變電容器的變化范圍內(nèi)，振蕩頻率的可調(diào)范圍是多少？

答：該振蕩器振蕩頻率從1.6MHZ~5MHZ可調(diào)

返回目錄二、三點(diǎn)式振蕩電路（一）電感耦合振蕩電路

（電感三點(diǎn)式、哈特萊振蕩）

1、電路構(gòu)成：

②選頻網(wǎng)絡(luò)由

構(gòu)成

③反饋網(wǎng)絡(luò)由

構(gòu)成

L1、L2、C

L2Rb1、Rb2

、Re分壓式直流電流負(fù)反饋

①基本放大器由

及偏置電路

等

偏置電路

偏置電路

V交流等效電路

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2、判斷電路能否振蕩：

①相位判斷：∵

uf與ui同極性

∴L2引入正反饋

∴

滿足振蕩電路的相位條件

②振幅條件的判斷：

AF≥1改變電感抽頭，既改變L2的匝數(shù)，反饋電壓改變，反饋系數(shù)改變，從而引起反饋深度的改變。

nufFD（=1+AF）

A返回目錄3、振蕩頻率fo

：

M——L1與L2的互感系數(shù)練習(xí)：若L1＝8mH、L2＝3μH、M＝2.5μH、C＝100PF，求振蕩頻率fo

答：該電路的振蕩頻率為178KH返回目錄（二）電容耦合振蕩電路

（電容三點(diǎn)式、考畢茲）

1、電路構(gòu)成：

②選頻網(wǎng)絡(luò)由

構(gòu)成

③反饋網(wǎng)絡(luò)由

構(gòu)成

L、C1、C2

C2Rb1、Rb2、

Re、Rc分壓式直流電流負(fù)反饋

①基本放大器由

及偏置電路

等

偏置電路

偏置電路

V交流等效電路

返回目錄

2、判斷電路能否振蕩：

①相位判斷：∵

uf與ui同極性

∴C2引入正反饋

∴

滿足振蕩電路的相位條件

②振幅條件的判斷：

AF≥1由于反饋電壓取自C2，改變C1與C2的比值，就可改變反饋深度。返回目錄3、振蕩頻率fo

：C1與C2串聯(lián)時(shí)：

C1＝C2時(shí)：練習(xí)：若L＝5mH、C1＝C2＝0.1μF，求振蕩頻率fo

答：該電路的振蕩頻率為10KHZ

返回目錄練習(xí)1、電感三點(diǎn)式振蕩器中，已知L1=10μH,L2=13μH。L1和L2間的互感系數(shù)M=2μH,C=200PF，求該振蕩器的振蕩頻率。

答：該電路的振蕩頻率為2MHZ

返回目錄2、電容三點(diǎn)式振蕩電路中，若C1＝C2＝400PF、fo＝4450KHZ，求該振蕩器的電感為多少。

答：該電路的電感為6.4μH返回目錄三、三點(diǎn)式振蕩電路相位條件的一般判斷法則

（一）判斷法則：三點(diǎn)式振蕩電路通用的交流通路圖

與三極管的發(fā)射極相連的兩個(gè)元件應(yīng)為電抗性質(zhì)相同的元件，另一個(gè)與集電極、基極相接的元件應(yīng)與上述兩元件的電抗性質(zhì)相反。返回目錄（二）分析振蕩電路的具體步驟1、分析電路構(gòu)成：基本放大器、選頻網(wǎng)絡(luò)、反饋網(wǎng)絡(luò)

2、畫交流等效電路

3、判斷振蕩電路能否振蕩

①判斷相位：瞬時(shí)極性法與一般判斷法則

②判斷振幅：AF≥1

4、求振蕩電路的振蕩頻率fo

返回目錄例：實(shí)際振蕩電路如圖所示：畫交流通路圖；3、估算振蕩頻率2、判斷相位；1、分析電路構(gòu)成并

1、電路構(gòu)成：

②選頻網(wǎng)絡(luò)由

構(gòu)成

③反饋網(wǎng)絡(luò)由

構(gòu)成

L、C1、C2

C1分壓式直流電流負(fù)反饋

①基本放大器由

及偏置電路

等

偏置電路

偏置電路

VRb1、Rb2、

Re、Rc返回目錄2、判斷相位：

X1與X2均為容性元件

X3為感性元件，且與X1、X2電抗性質(zhì)相反

滿足三點(diǎn)式振蕩器相位條件

屬于電容三點(diǎn)式振蕩電路3、估算振蕩頻率fo：

返回目錄練習(xí)：實(shí)際振蕩電路如圖所示：畫交流通路圖；3、估算振蕩頻率2、判斷相位；1、分析電路構(gòu)成并

1、電路構(gòu)成：

②選頻網(wǎng)絡(luò)由

構(gòu)成

③反饋網(wǎng)絡(luò)由

構(gòu)成

L1、L2、CL2分壓式直流電流負(fù)反饋

①基本放大器由

及偏置電路

等

偏置電路

偏置電路

VR1、R2、Re返回目錄2、判斷相位：

X1與X2均為感性元件

X3為容性元件，且與X1、X2電抗性質(zhì)相反

滿足三點(diǎn)式振蕩器相位條件

屬于電感三點(diǎn)式振蕩電路

3、若L1＝8mH、L2＝3μH、M=3μH，C=100PF估算振蕩頻率fo.返回目錄返回目錄2、錫拉電路（并聯(lián)型電容三點(diǎn)式改進(jìn)電路）∵

C〈〈C1、C2

∴

C總

≈

C’+C交流等效電路返回目錄四、電容三點(diǎn)式振蕩電路的改進(jìn)1、克拉波電路（串聯(lián)電容三點(diǎn)式改進(jìn)電路）

交流等效電路C總等于C1、C2與C串聯(lián)之和：∵

C〈〈C1、C2

∴

C總

≈

C總結(jié)：

錫拉電路的振蕩頻率fo與C1、C2無關(guān)。所以，Cbe和Cce

對(duì)fo影響減小了。

克拉波振蕩頻率fo只由電感L和小電容C決定，而與C1、C2的取值無關(guān)。當(dāng)Cbe和Cce

并在C1、C2上時(shí)，不會(huì)對(duì)振蕩頻率造成影響，提高了振蕩頻率的穩(wěn)定性。以上兩種改進(jìn)電路，除了具有fo受晶體管極間電容影響小的優(yōu)點(diǎn)以外，還具有頻率調(diào)節(jié)方便的優(yōu)點(diǎn)。返回目錄§4-3石英晶體振蕩電路一、石英晶體1、結(jié)構(gòu)：石英晶體其化學(xué)成分是二氧化硅（SiO2）從一塊晶體上按一定的方位角切下的薄片稱為晶片（可以是正方形、矩形或圓形等），然后在晶片的兩個(gè)對(duì)應(yīng)表面上涂敷銀層并裝上一對(duì)金屬板，就構(gòu)成石英晶體產(chǎn)品，一般用金屬外殼密封，也可有用玻璃殼封裝的。返回目錄2、壓電效應(yīng)：

如果給石英晶片兩側(cè)加上直流電源，晶片將會(huì)產(chǎn)生形變（壓縮或膨脹），石英晶片這種特性稱為壓電效應(yīng)。

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3、壓電諧振：

如果石英晶片兩側(cè)加上交流電源，當(dāng)外加交流信號(hào)頻率與晶片固有頻率相等時(shí)，晶片振動(dòng)振幅達(dá)到最大值，晶片這種特性叫壓電諧振。返回目錄二、石英諧振電路1、符號(hào)及等效電路：

符號(hào)等效電路

石英晶片的兩個(gè)側(cè)面涂上金屬，夾在一個(gè)對(duì)金屬極板之間，在金屬極板上引出電極，就構(gòu)成石英諧振器。

Co為支架電容，L、R和C支路為石英諧振電路的等效電路。振動(dòng)的慣性電感L表示；晶片的彈性用電容C表示；振動(dòng)摩擦所造成的能量損耗用電阻R表示。由于晶片的L值很大，而R值很小。所以其Q值（Q＝ωoL/R）很高。

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2、石英諧振電路具有兩個(gè)諧振頻率：

①串聯(lián)諧振頻率fS

：

②并聯(lián)諧振頻率fP：

返回目錄三、石英諧振電路頻率特性曲線fz0fSfPfS＜f＜fP感性f＜fS容性f＜fP容性返回目錄四、石英晶體振蕩電路（一）類型：

并聯(lián)石英晶體振蕩電路

（二）并聯(lián)石英晶體振蕩電路串聯(lián)石英晶體振蕩電路

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