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第4章

正弦波振蕩器反饋振蕩器的工作原理晶體振蕩器LC正弦波振蕩器LC

振蕩器的頻率穩(wěn)定度

振蕩器是一種能量轉(zhuǎn)換電路，不需要外加信號(hào)激勵(lì)而能自動(dòng)將直流能量變換為交流能量的裝置。振蕩器能輸出特定頻率、振幅、波形的交流信號(hào)。振蕩器在電子技術(shù)領(lǐng)域與直流電源一樣無(wú)處不在，是一種最基本的電子線路。用途：電子設(shè)備醫(yī)療儀器、高頻加熱設(shè)備發(fā)射機(jī)(載波頻率fC）接收機(jī)（本地振蕩頻率fL）儀器儀表振蕩源數(shù)字系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)廣泛應(yīng)用于：廣播、通信、遙控、自動(dòng)控制等第一節(jié)反饋振蕩器的原理1、電路組成框圖：放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)（正反饋電路）一、反饋振蕩器的原理分析①組成：晶體管三極管，場(chǎng)效應(yīng)管，差分對(duì)管，運(yùn)算放大器。②作用：能量轉(zhuǎn)換③要求：穩(wěn)定、增益可變。可變?cè)鲆娴膶?shí)現(xiàn)由放大管的非線性或外加非線性器件（1）放大器①組成：LC,RC,石英晶體。

②作用：提供放大器的輸入信號(hào)；要具有移相功能（才能實(shí)現(xiàn)正反饋，同時(shí)具有選頻功能）(2)反饋網(wǎng)絡(luò)2、振蕩的建立：實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定振蕩的條件：起振，平衡，穩(wěn)定這三個(gè)條件（1）接通電源產(chǎn)生擾動(dòng)信號(hào)US。（2）放大器放大輸出，信號(hào)得到放大。（3）反饋網(wǎng)絡(luò)送回輸入，信號(hào)得到加強(qiáng)。（對(duì)頻率有選擇的反饋加強(qiáng)）（4）輸出信號(hào)達(dá)到一定值，放大器增益下降，維持平衡。3、環(huán)路增益與閉環(huán)增益（1）環(huán)路增益：形成增幅振蕩形成減幅振蕩(2)閉環(huán)電壓增益(3)自激振蕩的條件二、平衡條件(1)振蕩器的平衡條件沒(méi)有外加輸入仍保持穩(wěn)定的等幅輸出，稱為平衡條件。(2)以單調(diào)諧諧振放大器為例來(lái)看K(jω)與F(jω)的意義。

式中,ZL為放大器的負(fù)載阻抗Yf(jω)為晶體管的正向轉(zhuǎn)移導(dǎo)納。定義一個(gè)與F(jω)反號(hào)的反饋系數(shù)F′(jω)這樣,振蕩條件可寫(xiě)為振幅平衡條件和相位平衡條件分別可寫(xiě)為平衡時(shí)電源供給的能量正好抵消環(huán)路的損耗能量。振幅平衡條件決定振蕩器的輸出振幅大小。相位平衡條件決定振蕩器的輸出信號(hào)的頻率。三、振蕩器的起振條件

接通電源時(shí)角頻率為ωosc的擾動(dòng)分量需要環(huán)路不斷放大。即反饋回來(lái)的信號(hào)比輸入到放大器的信號(hào)大,振蕩開(kāi)始時(shí)應(yīng)為增幅振蕩,輸出振幅才能不斷增強(qiáng)。所以：（1）起振條件

圖4─2振幅條件的圖解表示（2）起振到平衡自給偏置電路起振物理過(guò)程（3）電路實(shí)現(xiàn)四、穩(wěn)定條件振蕩器要輸出穩(wěn)定的頻率和振幅，平衡狀態(tài)必須穩(wěn)定。一、振幅穩(wěn)定條件B點(diǎn)為不穩(wěn)定平衡點(diǎn)：電路停振移動(dòng)到A點(diǎn)返回A點(diǎn)同樣A點(diǎn)為穩(wěn)定平衡點(diǎn)由于反饋網(wǎng)絡(luò)為線性網(wǎng)絡(luò),即反饋系數(shù)大小F不隨輸入信號(hào)改變,故振幅穩(wěn)定條件又可寫(xiě)為∴振幅穩(wěn)定應(yīng)有：相位（頻率）穩(wěn)定條件角頻率與相位的關(guān)系：設(shè)平衡時(shí)若受到干擾∴要使輸出頻率穩(wěn)定，環(huán)路增益的相頻特性應(yīng)有：干擾消失，恢復(fù)到原頻率。隨

的變化十分緩慢，可認(rèn)為它與

無(wú)關(guān)。

(2)

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)故

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變化的特性可代表

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