振荡器的基本原理

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1、本章目录本章目录总目录点击即可进入学习模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页一一. 产生自激振荡的条件产生自激振荡的条件fidXXX-=改成正反馈改成正反馈只有正反馈电路才能产生自激振荡。只有正反馈电路才能产生自激振荡。8.1 正弦波振荡器的基本原理正弦波振荡器的基本原理+Xi f基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网络FX+doXX模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页如果：如果：,ifXX=则去掉则去掉,iX仍有信号输出。仍有信号输出。反馈信号代替了放大反馈信号代替了放大电路的输入信号。电路的输入信号。Xi +f基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网

2、络FX+doXXXdof基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网络FXX模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页FA=1Xd=Xf所以，自激振荡条件也可以写成：所以，自激振荡条件也可以写成：自激振荡的条件：自激振荡的条件：1、振幅条件：、振幅条件：1|= =AF 2、相位条件：、相位条件：pjjnFA2=+n是整数是整数1.= =FAAAAj j = =|因为：因为：FFFj j = =|.Xdof基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网络FXXdXXA0= =0XXFf= =模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页二二.起振条件和稳幅原理起振条件和稳幅原理起振

3、条件：起振条件：结果：产生增幅振荡结果：产生增幅振荡1|FA（略大于）略大于）1 1、被动稳幅：、被动稳幅：器件非线性器件非线性2 2、主动稳幅：、主动稳幅：在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以调节调节放大电路的放大电路的增益。增益。稳幅过程：稳幅过程：起振时，起振时，1|FA稳定振荡时，稳定振荡时，1|=FA稳幅措施：稳幅措施：起振过程起振过程Xdof基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网络FXX模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页1.1.放大电路放大电路实现能量控制。实现能量控制。2.2.正反馈网络正反馈网络满足起振条件。满足起振条

4、件。3.3.选频网络选频网络只有一个频率满足振荡条件只有一个频率满足振荡条件，从而获得单一频率的正弦波输出。，从而获得单一频率的正弦波输出。 常用的选频网络有常用的选频网络有RC选频选频和和LC选频选频4.4.稳幅环节稳幅环节使电路易于起振又能稳定振使电路易于起振又能稳定振荡，波形失真小。荡，波形失真小。三三. .正弦波振荡器的一般组成正弦波振荡器的一般组成模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页8.2 RC正弦波正弦波振荡电路振荡电路一一. RC 串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性R1C1 串联阻抗：串联阻抗：212ofZZZUUF+=)j/1 (111CRZ+=2

5、22222j1 )j/1/(CRRCRZ+=R2C2 并联阻抗：并联阻抗：选频特性：选频特性：+Ru+-o-fu+12RC12C模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页1.定性分析定性分析（1）当信号的频率很低时。）当信号的频率很低时。R111C R221C 其低频等效电路为：其低频等效电路为：其频率特性为：其频率特性为：当当=0时，时，uf=0，F=0 =+90Fj当当时，时，uf=，F Fj+fo-+R21u-uC+0 |F|0 F90模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页（2）当信号的频率很高时。）当信号的频率很高时。R111C R221C 其高

6、频等效电路为：其高频等效电路为：其频率特性为：其频率特性为：当当=时，时，uf=0，F=0 =-90Fj当当时，时，uf=，F Fj+ou-f-u+2C+1R0 |F|0 F-90模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页0=？ Fmax=？由以上分析知：一定有一个频率由以上分析知：一定有一个频率0存在，存在，当当=0时，时，F最大，且最大，且 =0Fj0 |F|0 F900 |F|0 F-90频率很低频率很低频率很高频率很高模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页2. 定量分析定量分析)j/1(111CRZ + += =222222j1 )j/1/(CR

7、RCRZ + += = =R1C1 串联阻抗：串联阻抗：R2C2 并联阻抗：并联阻抗：212ofZZZUUF+ += = =+Ru+-o-fu+12RC12C)1j()1(1j1j1j11221211222211222CRCRRRCCCRRCRCRRF - -+ + + += =+ + + + += = 模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页)1j()1(1j1j1j11221211222211222CRCRRRCCCRRCRCRRF - -+ + + += =+ + + + += = 通常，取通常，取R1R2R，C1C2C，则有：，则有：)j(3100 - -+ +=

8、= F式中：式中：RC10= = 可见：当可见：当 时，时， F最大，且最大，且 =0RC10=Fj Fmax=1/3模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页RC串并联网络完整的频率特性曲线：串并联网络完整的频率特性曲线：RC10= = 当当 时，时， F= Fmax=1/30F=jRC10=RCfp p210= = Fo +90o |F|1/3模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页二二.RC桥式振荡器的工作原理桥式振荡器的工作原理0=Aj在在 f0 处处,0=Fj满足相位条件：满足相位条件：因为：因为：AF=131=F11f+=RRA1f2RR =只

9、需：只需：A=3输出正弦波频率输出正弦波频率：RCfp p210= =0=+FAjj振幅条件：振幅条件：uRf1RRRCCufA+o引入负反馈：引入负反馈：选：选：模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页RC桥式桥式正弦波振荡电路正弦波振荡电路反馈网络构成桥路反馈网络构成桥路模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页例题例题: :R=1k=1k ，C=0.1=0.1 F F，R1 1=10k=10k 。Rf f为多大时才为多大时才能起振？振荡频率能起振？振荡频率f0 0= =？ AF=1，31=F11f+=RRAA=3Rf=2R1=2 10=20k k R

10、Cfp210=1592 Hz起振条件：起振条件：uRf1RRRCCufA+o模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页能自动稳幅的振荡电路能自动稳幅的振荡电路u0.1u10k0.1u+Afu10k10k39k100kotR半导体热敏电阻半导体热敏电阻(负温度系数）负温度系数）起振时起振时Rt较大较大 使使A3,易起振易起振 当当uo幅度自激增幅度自激增长时，长时， Rt减小，减小，A减小。减小。 当当uo幅度达某一幅度达某一值时，值时，A3 当当uo进一步增大进一步增大时，时， RT再减小再减小 ,使使A UREF时时 , uo = +Uom当当ui UREF时时 , uo

11、= -Uom 运放处于运放处于开环状态开环状态uuU+i-uuAOREF模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页uoui0+Uom-UomUREF当当ui UREF时时 , uo = -Uom 若若ui从反相端输入从反相端输入uuU+i-uuAOREF+-模拟电子技术第八章模拟电子技术第八章上页上页首页首页下页下页uoui0+UZ-UZ（1）用稳压管稳定输出电压）用稳压管稳定输出电压忽略了忽略了UD3. 限幅电路限幅电路使输出电压为一稳定的确定值使输出电压为一稳定的确定值uuZ+O+-AuZ+DuRi当当ui 0时时 , uo = +UZ当当ui 0时时 , uo = -U