模电18(振荡电路)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,9 信号处理与信号产生电路,9.1,滤波电路的基本概念与分类,9.3,高阶有源滤波电路,*,9.4,开关电容滤波器,9.5,正弦波振荡电路的振荡条件,9.2,一阶有源滤波电路,9.6,RC,正弦波振荡电路,9.7,LC,正弦波振荡电路,9.8,非正弦信号产生电路,9.5,正弦波振荡电路的振荡条件,正反馈放大电路框图,（注意与负反馈方框图的差别）,1.,振荡条件,若环路增益,则,去掉,仍有稳定的输出。,又,所以振荡条件为,振幅平衡条件,相位平衡条件,起振条件,2.,起振和稳幅,#,振荡电路是单口网络，无需输入信号就能起振，起振的信号源来自何处？,电路器件内部噪声以及电源接通扰动,当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加，否则波形将出现失真。,噪声中，满足相位平衡条件的某一频率,0,的噪声信号被放大，成为振荡电路的输出信号。,稳幅的作用就是，当输出信号幅值增加到一定程度时，使振幅平衡条件从 回到,放大电路（包括负反馈放大电路）,3.,振荡电路基本组成部分,反馈网络（构成正反馈的）,选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈,网络合二为一。）,稳幅环节,9.6,RC,正弦波振荡电路,1.,电路组成,2.,RC,串并联选频网络的选频特性,3.,振荡电路工作原理,4.,稳幅措施,1.,电路组成,正反馈网络兼做选频网络,RC,桥式振荡电路,Z,1,、,Z,2,、,R,1,、,R,f,构成四臂电桥，四个顶点分别接于放大器的两输入端、输出端和地。,故又称文式桥电路,反馈系数,2.,RC,串并联选频网络的选频特性,幅频响应,又,且令,则,相频响应,2.,RC,串并联选频网络的选频特性,当,幅频响应有最大值,相频响应,3.,振荡电路工作原理,此时若放大电路的电压增益为,用瞬时极性法判断可知，电路满足相位平衡条件,则振荡电路满足振幅平衡条件,当,时，,电路可以输出频率为 的正弦波,RC,正弦波振荡电路一般用于产生频率低于,1 MHz,的正弦波,一、试将图,T8.3,所示电路合理连线，组成,RC,桥式正弦波振荡电路。,解：,、与,相连，,与,相连，,与,相连，,与,相连。如解图,T8.3,所示。,二、（,1,）为使电路产生正弦波振荡，标出集成运放的“”和“”；并说明电路是哪种正弦波振荡电路。,（,2,）若,R,1,短路，则电路将产生什么现象？,（,3,）若,R,1,断路，则电路将产生什么现象？,（,4,）若,R,F,短路，则电路将产生什么现象？,（,5,）若,R,F,断路，则电路将产生什么现象？,解：（,1,）上“”下“”,（,2,）输出严重失真，几乎为方波。,（,3,）输出为零。,（,4,）输出为零。,（,5,）输出严重失真，几乎为方波。,(a),a,=180,f,=0,当,f=f,0,=,2,RC,1,时,不满足,a,+,f,=360,的,相位平衡条件,不可能振荡,(b),a,=0,当,f=f,0,=,2,RC,1,时,f,=0,满足,a,+,f,=,0,或,360,的,相位平衡条件,可能振荡,采用非线性元件,4.,稳幅措施,热敏元件,热敏电阻,起振时，,即,热敏电阻的作用,稳幅,采用非线性元件,4.,稳幅措施,场效应管（,JFET,）,稳幅原理,稳幅,整流滤波,T,压控电阻,可变电阻区，斜率随,v,GS,不同而变化,采用非线性元件,二极管,稳幅原理,稳幅,起振时,4.,稳幅措施,稳幅环节,+,+,+,-,-,(1),可振荡,(2)C,1,、,R,f,、,R,e1,引入级间交流电压串联负反馈,R,e1,R,f,当 略,2,时，,A,VF,=,F,V,1,=1+,R,e1,R,f,振荡,(3)Rf:,负温度系数热敏电阻,或,Re1:,正温度系数热敏电阻,9.7,LC,正弦波振荡电路,9.7.2,变压器反馈式,LC,振荡电路,9.7.3,三点式,LC,振荡电路,9.7.4,石英晶体振荡电路,9.7.1,LC,选频放大电路,9.7.1,LC,选频放大电路,等效损耗电阻,一般有,则,当 时，,电路谐振。,为谐振频率,谐振时,阻抗最大，且为纯阻性。,1.,并联谐振回路,此时，,I,s,所引起的,V,o,最大，且,I,s,与,V,o,同相位。,9.7.1,LC,选频放大电路,定义,为品质因数,同时有,即,1.,并联谐振回路,9.7.1,LC,选频放大电路,阻抗频率响应,（,a,）幅频响应 （,b,）相频响应,为相对失谐量，表明信号角频率偏离谐振角频率的程度,显然，,Q,越大，选频特性越好,9.7.1,LC,选频放大电路,2.,选频放大电路,Tr1,Tr2,：两个变压器,R,c,改为,LC,并联支路，输出电流,I,c,在,LC,并联支路上引起交流输出电压，其中,C,不足够大，交流情况下不能看做短路。,根据,LC,并联支路的幅频特性，支路选择性的对于频率为,0,的信号进行放大。,1.,电路结构,9.7.2,变压器反馈式,LC,振荡电路,（定性分析）,基本放大电路：稳,Q,电路,R,c,改为,LC,并联支路，输出电流,I,c,在,LC,并联支路上引起交流输出电压，其中,C,不足够大，交流情况下不能看做短路。,去掉信号源,V,s,，利用变压器反馈，从交流输出电压中得到反馈电压,V,f,，送到稳,Q,电路输入端。,为保证,Q,点不变，变压器副边线圈一端接基极，一端接,R,b,之间，同时为保证该端交流接地，加,C,1,。,2.,相位平衡条件,:,3.,幅值平衡条件,通过选择高,值的,BJT,和调整变压器的匝数比，可以满足,，电路可以起振。,注意同名端,9.7.2,变压器反馈式,LC,振荡电路,（定性分析）,9.7.2,变压器反馈式,LC,振荡电路,虽然波形出现了失真，但由于,LC,谐振电路的,Q,值很高，选频特性好，所以仍能选出,0,的正弦波信号。,1.,电路结构,2.,相位平衡条件,3.,幅值平衡条件,4.,稳幅,5.,选频,通过选择高,增益的场效应管和调整变压器的匝数比，可以满足,使电路可以起振。,BJT,进入非线性区，波形出现失真，,从而幅值不再增加，达到稳幅目的。,（定性分析）,(+),(-),(+),(+),(+),(+),(+),(+),反馈,满足相位平衡条件,满足相位平衡条件,反馈,T,：,共射接法,T,：共,基接法,V,i,V,o,V,F,V,i,V,F,同相,与,正反馈！,V,i,V,o,V,F,交流短路,交流短路,例,1,：判断组态，分析能否振荡,例二、分别标出图示各电路中变压器的同名端，使之满足正弦波振荡的相位条件。,V,F,V,F,V,F,V,F,9.7.3,三点式,LC,振荡电路,仍然由,LC,并联谐振电路构成选频网络,A.,若中间点交流接地，则首端与尾端,相位相反。,1.,三点式,LC,并联电路,中间端的瞬时电位一定在首、尾端电位之间。,三点的相位关系,B.,若首端或尾端交流接地，则其他两,端相位相同。,9.7.3,三点式,LC,振荡电路,2.,电感三点式振荡电路,缺点：,反馈电压取自电感两端，因而对高次谐波敏感，使输出波形不理想。,9.7.3,三点式,LC,振荡电路,3.,电容三点式振荡电路,特点：,反馈电压取自电容两端，对高次谐波阻抗小，输出波形好；,调节频率时，必须,C,1,、,C,2,一起调（保持反馈系数不变），否则影响起振。,电容三点式振荡电路的改进,用,L,、,C,串联支路取代原,L,支路；,C,1,、C,2,C,特点,:,1,、,C,1,、,C,2,C,则,频率调节方便，不影响起振；,2,、不受杂散电容的影响,频率稳定性高。,3,、,f,o,高于,100MH,Z,时，,T,可采用共基电路。,V,F,不满足,相平条件,电容三点式,满足,相平条件,电感三点式,满足,相平条件,电容三点式,满足,相平条件,T,：,共射接法,T,：,共基接法,T,：,共射接法,变压器,反馈式,T,：,共基接法,例：分别判断图所示各电路是否满足正弦波振荡的相位条件，若满足，计算频率；若不满足，改正。,9.7.4,石英晶体振荡电路,不作要求，有兴趣者自学,