山西综合职业技术学院模拟电子线路项目三正弦波振荡器

1、振荡器L希后型I- RC串井璋屈盘文氏电耕工程三止弦波振荡器主要内容：根底知识模块介绍工程训练1根底知识1.1振荡器根本知识一、振荡器的概述在无需外加鼓励信号的情况下，将直流电源的能量转换成按特定频率变化的 交流信号能量的电路，称为振荡器或振荡电路。振荡器与放大器都是能量转换装置，它们都是把直流电源的能量转换为交流 能量输出，但是，放大器需要外加鼓励，即必须有信号输入，而振荡器不需要外 加鼓励。因此，振荡产生的信号是自激信号，常称为自激振荡器。二、振荡器分类差分对管r电容三盘式舟舉兹电恶三点式哈轻茎 r克技泼:无占-并联型1负阻振鬲器自学非正弦波，三肃枝、憔齿被.矩形波聲卒属本课不虽讨论三、反

2、应振荡器的含义与用途1 .含义：但凡从输出信号中取出一局部反应到输入端作为输入信号，无需外部提供激励信号，能产生等幅正弦波输出的电路称为正反应振荡器。2 .用途：1无线发射机中的载波信号源，超外差接收机中的本振信号源，电子测量仪器中的正弦波信号源，数字系统中的时钟信号源等。要求：振幅尤其是振荡频率的准确性和稳定性。(2) 高频加热设备和医用电疗仪器中的正弦交变能源。要求：高效产生足够大的正弦交变功率， 对振荡频率的准确性和稳定性要求 不咼。3 分类(按组成原理)反应振荡器：利用正反应原理构成，应用广泛。负阻振荡器：利用负电阻效应抵消回路中的损耗，以产生等幅自由振荡。主要工作于微波段。二者工作原

3、理一致。1.2反应振荡器的工作原理1 掌握反应振荡器的组成和根本工作原理。2 掌握反应振荡器的起振条件和平衡条件。3 掌握反应振荡器能否振荡的判断方法。、反应式正弦波振荡器构成框图反向传输反向传输(a)负反应放大电路(b )正反应振荡电路图3-1反应放大器和振荡器的框图图中，Xj为输入信号，X/为净输入信号，Xf为反应信号，X。为输出信号 比拟(a)和(b)两图,很容易看出负反应放大电路与正反应振荡电路的区别：,A负反应时放大器的闭环增益AAf 1+AF正反应时放大器的闭环增益Af =斥p显然，当AF =1时，Af：，正反应产生振荡，此后振荡电路的输入信号Xj =0，因此，产生自激振荡的条件为

4、AF =1应该指出：1为了产生正弦波，必须在放大电路里参加正反应，因此放大电路和正反 馈网络是振荡电路的最主要局部。但是，这样两局部构成的振荡器一般得不到正 弦波，这是由于很难控制正反应的量。如果正反应量大，那么增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅， 这必然产生非线性失真。反之，如果正反应量缺乏，那么减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅 电路。2为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和 正反应网络或放大电路合而为一。选频网络由 R、C和L、C等电抗性元件组成。 正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。因此，一个完整的正弦波发生电路应该由放大电路、 正反应网络

5、、选频网络、 稳幅电路组成，图3-2给出了反应式正弦波振荡器的组成框图，图中未画出选频 网络和稳幅环节。放大辭反內绪图3-2反应式正弦波振荡器组成框图、反应式正弦波振荡器工作原理分析：1刚通电时，须经历一段振荡电压从无到有逐步增长的过程；2进入平衡状态时，振荡电压的振幅和频率要能维持在相应的平衡值上3当外界不稳时，振幅和频率仍应稳定，而不会产生突变或停止振荡。故闭合环路成为反应式振荡器Feedback Oscillator需满足三个条件：1起振条件一一保证接通电源后从无到有地建立起振荡。2 平衡条件保证进入平衡状态后能输出等幅持续振荡。3 稳定条件一一保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破

6、坏。1、平衡条件是指振荡已经建立，为维持等幅振荡所要满足的条件AU是放大器的开环电压放大倍数，Fu是反应网络的电压传输系数U f =FuUo = F u Au U iA Uo Uo Uo UfAu凡=u;=ura;iUf Ui 二石af当AjFu<1时为负反应放大器，因此 ajFu =1 = Uf =5，放大器转换为振荡器。所以，振荡器平衡条件：afu “AF =1(p K +(PV 2 斤現I即正反訂韦石衡条件注意：振幅条件和相位条件必须同时满足，相位平衡条件确定振荡频率，振幅平衡条件确定振荡输出信号的幅值。2、起振条件但凡振荡电路，均没有外加输入信号，那么，电路接通电源后是如何产生自

7、激振荡的呢？这是由于在电路中存在着各种电的扰动(如通电时的瞬变过程、无线电干扰、工业干扰及各种噪声等)，使输入端有一个扰动信号。这个不规那么的 扰动信号可用傅氏级数展开成一个直流和屡次谐波的正弦波叠加。如果电路本身具有选频、放大及正反应能力，电路会自动从扰动信号中选出适当的振荡频率分 量，经正反应，再放大，再正反应，使 Uf二Ui ,即AF 1，从而使微弱的振3-3所示。荡信号不断增大，自激振荡就逐步建立起来，如图图3-3自激振荡起振过程起振 稳幅图3-4振荡的建立过程当振汤建立起来之后，这个振汤电压会不会无限增大呢？由于根本放大电路 中三极管本身的非线性或反应支路自身输出与输入关系的非线性，

8、当振荡幅度增 大到一定程度时A或F便会降低，使| AF|>1自动转变成| AF| = 1,振荡电路 就会稳定在某一振荡幅度。因此，振荡环路中必须包含具有非线性特性的环节， 即稳幅环节，这个环节的作用一般由放大器实现，实现 人随振幅的增大而下降。(1)利用放大器非线性的内稳幅假设从起振到稳幅是由晶体管伏安特性的非线性和自给反偏压电路共同作用 的结果，那么称为内稳幅。内稳幅时，随着振荡信号的增大，放大管逐渐进入非线 性严重的区域，去输出电流将出现明显的非线性失真， 工作状态将从甲类逐渐移 到甲乙类、乙类或者丙类，于是 Au逐渐下降。2利用其他元器件非线性的外稳幅适用于选频网络的选频作用较差的

9、振荡器，如 RC振荡器。图3-4画出了正弦振荡的建立过程中输出电压 uo的波形。总之，要产生稳定的正弦振荡，振荡器必须满足起振条件、平衡条件和稳定 条件，缺一不可。三、反应式振荡器分析方法反应式振荡器是包含电抗元件的非线性闭环系统，借助计算机可对其进行近 似数值分析。但工程上广泛采用下述近似方法。1首先检查环路是否包含可变增益放大器和相频特性具有负斜率变化的 相移网络；闭合环路是否是正反应。2其次，分析起振条件。起振时，放大器小信号工作，可用小信号等效 电路分析方法导出Tj®，并由此求出起振条件及由起振条件决定的电路参数 和相应的振荡频率。假设振荡电路合理，又满足起振条件，就能进入稳

10、定的平衡状态，相应的电压 振幅通过实验确定。3最后，分析振荡器的频率稳定度，并提出改良措施。四、反应式振荡器主要性能指标1、频率稳定度1定义：频率稳定度又称频稳度，指在规定时间内，规定的温度、湿度、 电源电压等变化范围内，振荡频率的相对变化量。2种类按规定时间的长短不同，频稳度可分：长期频稳度：一天以上乃至几个月内因元器件老化而引起的频率相对变化 量。短期频稳度：一天内因温度、电源电压等外界因素变化而引起的频率相对变 化量。瞬时秒级频稳度：电路内部噪声引起的频率相对变化量。通常指短期频稳度。3表达式假设将规定时间划分为n个等间隔，各间隔内实测的振荡频率分别为fl，f2fn，那么当振荡频率规定为

11、fosc (标称频率)时，短期频稳度的定义为式中，C%c)i二fi - fosc为第i个时间间隔内实测的绝对频差。nfc =lim (fi - fosc)为绝对频差的平均值，称为绝对频率准确度。fc越n_j；cn '=1小，频率准确度就越高。(4)对频稳度的不同要求用途中波电台电视发射 机信号发生 器高精度信 号 发生器频稳度101010* -10，10102、振幅稳定度常用振幅的相对变化量S来表示LUomom式中，Uom为某一参考的输出电压振幅，LUom为偏离该参考振幅Uom的值。2模块介绍本工程主要介绍正弦波振荡器，涉及的模块包括LC正弦波振荡器、石英晶体振荡器和RC振荡器。2.1

12、 LC正弦波振荡器1 掌握三点式振荡器的组成原那么、工作原理、典型电路。2 掌握LC振荡器实用电路的分析方法3了解频率稳定度的概念，了解影响频率稳定度的主要因数及提高频率稳定度 的措施。LC正弦波振荡器：采用LC谐振回路作为相移网络的振荡器。LC正弦波振荡器可分为变压器反应式振荡器、三点式振荡器和差分对管振荡器 变压器反应式振荡器变压器反应式振荡电路，又称互感耦合振荡电路，它是利用变压器耦合获得适 量的正反应来实现自激振荡的。(a )( b )图3-5共射调集型变压器耦合振荡电路图3-5( a)为共射调集型变压器耦合振荡电路,(b)是交流通道。图中当不 考虑反应时，由于L1、C组成的并联谐振回

13、路作为三极管的集电极负载，因此， 这种放大电路具有选频特性，常称为选频放大电路。L2为反应网络,它通过电感耦 合取得反应信号，并将信号的一局部反应到输入端，显然，该电路具备了振荡电路 的组成环节。1、相位平衡条件断开图(a)中的a点。设在放大电路的输入端加信号令其频率为LiC回路的谐振频率fo，这时三极管集电极负载可等效为一纯电阻 ，假设忽略其它电容和分 布参数的影响，那么Uo与Ui反相;在如下图的变压器同名端的情况下，又引入180° 相移，即Uf与Uo反相，因此Uf与Ui同相，电路满足振荡的相位平衡条件。对fo以外的其它频率,LiC 回路处于失谐状态，不再呈纯电阻性，因而 Uo 与

14、Ui不再是反相关系，自然 Uf与Ui也不再是同相关系，也就是说对 fo以 外的电信号，电路不能满足振荡的相位平衡条件。这样，就保证了振荡电路只能够输出频率为fo的单一频率的正弦波。2、振荡频率在Q值足够高(回路的损耗很小)和忽略分布参数影响的条件下，振荡电路的振荡频率就是LiC回路的谐振频率，即fo3、起振条件根据自激振荡的振幅条件，对于上图所示电路，可以证明其起振条件为:起翩牛划|站| =>吩V < 0L式中M为绕组L1与L2之间的互感系数,rbe为三极b、e的等效电阻，r为绕组L1 的串联损耗电阻。选用B大的三极管和增大管子的静态电流，电路容易起振。4、电路特点(1) 由上式可

15、知，对三极管B值要求并不太高，只要变压器同名端接线正确， 那么不难起振。即只要同名端，就可满足相位条件。采用变压器耦合 ，容易满足阻 抗匹配要求；(2) C可以采用可变电容器,因而调节频率方便；(3) LC选频网络可放在三极管任意极。调集电路f放在C极调基电路f放于B极调发电路f放在E极4由于变压器分布参数的限制，振荡频率不能太高，一般小于几十MHz且输 出波形不太好。三点式振荡器一、三点式振荡器组成原那么晶体管有三个电极B E、C分别与三个电抗性元件相连接形成三个接点 故称为三点式振荡器。三点式振荡器要实现振荡，必须满足相位平衡条件与振幅平衡条件。为此电路组成结构必须遵循两个原那么：原那么一

16、：与晶体管发射极相联结的电抗 XI、X2性质必须相同，即be、ce间 电抗性质相同；原那么二：不与晶体管发射极相联结的另一电抗X3的性质必须与其相反，即be、ce与bc间电抗性质相反；遵循以上两个原那么才能满足相位平衡条件， 适中选择X1与X2的比值就 能满足振幅平衡条件。二、电感三点式振荡器电感三点式振荡器也称为哈特莱振荡器，电路组成特点是：由图3-7可见，与晶体管发射极相连接的电抗性元件 L1和L2为感性,不与 发射极相连接的另一电抗性元件 C为容性，满足三点式振荡器的组成原那么。因反 馈网络是由电感元件完成的，适中选择L1与L2的比 值，那么可满足振幅条件，故称 为电感反应三点振荡器电感

17、三点式振荡器实际电路如图 3-8所示，三极管的三个极分别与电感的三 个引出点相接，故称为电感三点式振荡器。9jeL2LL厂r1HC图3-7电感三点式振荡器原理图3-8电感三点式振荡器实际电路1、相位平衡条件根据瞬时极性法，Uf与Ui同相，电路中引入正反应，满足振荡的相位平衡 条件。2、振荡频率由图3-8 (b)得1(llj 0Li ll j -0M ) - (I(i j '0L2 lh j '0M ) Th 0血°C1'0 :J(Li +l_2 +2M)C令Li L2 2M为回路的总电感，那么振荡频率为1一1=°2- ；(L1 L2 2M)C 2 ;

18、LC3、起振条件可以推得，该振荡器的起振条件为rbe . L2 M-Le L1 M式中，二Fu为反应系数的模。可见，选择 1大的管子和增大管子的静态 J +M电流有利于起振。上式说明，该振荡器的反应既不能太强，也不能太弱，否那么对 起振不利，这就要求L的抽头位置要适宜。4、特点(1) 优点：易起振，输出电压幅度较大；C采用可变电容后很容易实现振荡 频率在较宽频带内的调节，且调节频率时根本不影响反应系数。(2) 缺点：高次谐波成分较大，输出波形差；由于L.和L2的分布电容及管 子的输出、输入电容分别并联在 L1和L2两端，使振荡频率较高时 丘减小，甚至 不满足起振条件。因此这种振荡器多用在振荡频

19、率在几十兆赫兹以下的电路中。二、电容二点式振荡器电容三点式振荡器也称为考必兹振荡器，电路组成特点是：由图3-9可见，与晶体管发射极相连接的电抗性元件 C1和C2为容性,不与 发射极相连接段另一电抗性元件 X3为感性，满足三端式振荡器的组成原那么。因 反应网络是由电容元件完成的,适中选择C1与C2的比值,那么可满足振幅条件,故 称为电容反应三点振荡器。电容三点式振荡器实际电路如图 3-10所示，三极管的三个极分别与Ci、C2的三个引出点相接，故称为电容三点式振荡器。战aT卜图3-9电感三点式振荡器原理ErZT%5 I交流通路(b)3原理电路图3-10电容三点式振荡器实际电路1、相位平衡条件根据瞬

20、时极性法,Uf与Ui同相，电路中引入正反应，满足振荡的相位平衡条件。2、振荡频率式中，C二GC2/(G «2)为回路的总电容。考虑到rbe和rce的影响，实际振荡频率稍高于 =2 兀 tec3、起振条件可以推得，该电路的起振条件为beC'rceC2式中，C2=Fu为反应系数的模。4、特点1优点：高次谐波成分小，输出波形好；频率稳定度高；振荡频率高。2 缺点：频率不易调调L，调节范围小增大C1/ C2，可增大反应系数，提高输出幅值，但会使三极管输入阻抗的 影响增大，使Q值下降，不利于起振，且波形变差，故 C1/ C2不宜过大，一般 取 0.10.5 。四、差动对管振荡器图3-1

21、1差动对管振荡电路在集成电路振荡器里，广泛采用如上图所示的差分对管振荡电路，其中T2管集电极外接的LC回路调谐在振荡频率上b图为其交流等效电路。b图 中Ree为恒流源10的交流等效电阻。可见，这是一个共集一一共基反应电路。 T2管的集电极接LC并联回路，它谐振在振荡频率上，并将其上的输出电压直接 加到T1管的基级上，形成正反应。在振荡频率点，并联LC回路阻抗最大，正反应电压VFV0最强，且满足相位稳定条件。综上所述，此振荡器电路能正常 工作。探E1648单片集成振荡器现以常用电路 E1648为例介绍集成电路振荡器的组成。单片集成振荡器 E1648是ECL中规模集成电路，它为双列直插式，振荡频率

22、可达 200MHZ， 大致由偏置电路、差动对管振荡器和放大电路三局部组成。振荡频率Ci 6pF是10、12脚之间的输入电容。E1648有1脚与3脚两个输出端。由于1脚和3脚分别是片内T1管的集电 极和发射极，所以1脚输出电压的幅度可大于3脚的输出。当然，L2、C2回路应 调谐在振荡频率fOsc上如果10脚与12脚外接包括变容二极管在内的 LC元件，可以构成压控振荡 器。显然,利用E1648也可以构成晶体振荡器。E16刖组威的正弦濃振荡器图3-12E1648组成的正弦波振荡器五、改良型电容三点式振荡器电容三点式振荡器缺点：调节频率会改变反应系数，管子的输入电容G和 输出电容C0对振荡频率的影响限

23、制了振荡频率的提高 1、串联改良型电容三点式振荡器克拉泼振荡器以下图3-13是克拉泼振荡器的实际电路和交流等效电路。特点是用一电容C3与原电路中的电感L相串联后代替L,功用主要是以增加回路总电容和减小管子 与回路间的耦合来提高振荡回路的标准性，使振荡频率的稳定度得以提高。4tO交盜通踣克拉按串联型曲容三点式板荡痔图3-13克拉泼振荡器由图可知，这种电路是在电容三点式振荡电路的电感支路上串进了一个小电容C而构成的(C3对交流短路，属共基组态)C1、C2、C及L组成谐振回路. 因为C远远小于C1或C2,所以三电容串联后的等效电容11111 1 1=+ - + - = +c总C C1 C2 CC1C

24、oC2Ci 振荡频率由上式可见,振荡频率根本上与C1、C2、Co、Ci无关，因此，可选C1、C2 的值远大于极间电容，这就减小了极间电容变化对振荡频率的影响， 提高了振荡 频率的稳定性。克拉泼振荡器的反应系数C1C1 CoC2C2 Ci调节C3改变振荡频率时，不影响反应系数即克拉泼振荡器的振荡频率与反 馈系数可分别独立调节。LC回路谐振电阻R0反射到三极管集、射极的等效负载电阻为：1 _ 1 1 1 cc G+G G+G由上式可知：假设c调至较小时，将使等效负载电阻变小，导致电路增益下 降，因此，这一电路的振荡频率只能在小范围内调节，否那么将出现输出幅度明显下降的现象。电路的振荡频率主要由C来

25、决定，根本不受其它的电容(C1、C2)的影响, 这对提高振荡频率的稳定性是有利的。但也有缺点：(1) 如C1、C2过大，振荡幅度就太低；(2) 假设减小C，以提咼振荡频率，但可能停振，因此也就限制了振荡频率的提 高；(3) 频率覆盖系数不咼，一般在1.21.3。2、并联改良型电容三点式振荡器如以下图3-14是并联型三点式振荡电路，又称西勒振荡电路，它是在串联型 电容三点式振荡电路的电感 L旁并接了一个电容C而构成的，而C3为远小于 C1、C2的固定电容。回路总电容及振荡频率分别为1C总乂 1 Y C C3+jr +FC3 C1 C212 二 /LC12二 /L(C C3)估由席b西勒笄轶墜电容

26、二点式弘蒂崔图3-14西勒振荡器西勒振荡器的反应系数Fu和接入系数p与克拉泼振荡器相同，因此它也具 有频率稳定度咼和振荡频率、反应系数可分别独立调节的优点。由于LC回路的谐振电阻R0反射到三极管集、射极间的等效负载电阻而C3 >C,当C变小时，变化程度不如式克拉泼电路中那样显著，从而削弱了 振荡幅度受频率改变的影响。因此，西勒振荡电路的频率调节范围较克拉泼电路 要宽。西勒振荡器的优点：1振荡幅度比拟稳定；2振荡频率可以比拟高，如可达千兆赫；频率覆盖率比拟大，可达; 所以在一些短波、超短波通信机，电视接收机中用的比拟多。2.2石英晶体振荡器压电和反压电效应：石英是一种具有晶体结构、外形呈角

27、椎形六棱体的矿 物质。当按某种方式将其切割成一定厚度的薄片时， 可以发现它具有一种 特殊的物理现象。石英晶体的物理性能和化学性能十分稳定，对周围环境条件如温度、湿度、大气压力的变化不敏感。晶体振荡器突出的优点是可以产生频率稳定度和准确度很高的正弦波振 荡。晶体振荡器那么可以比拟容易地实现 10-410-6。对晶体施加恒温控制，还可提高到 10-710-8数量级。目前晶体振荡器频率稳定度的极限是 10-1210-13。利用基音振动实现对频率控制的晶体称为基音晶体，其余称为泛音晶体。 采用AT切割石英片的基频频率一般都限制在 20MHz以下。因为此时石 英片的厚度仅有0. 041mm，频率再高，石

28、英片的厚度太薄，缺乏以提供 必要的强度。晶体振荡电路 三种反应振荡器：?电路中当等效电感元件用，为并联型晶体振荡电路。晶体在振荡环路中起 着高Q电感器的作用。?电路中当串联谐振元件用，为串联型晶体振荡电路。晶体那么起着具有高 Q 短路器作用。?泛音晶体振荡器：利用石英谐振器的泛音振动特性对频率实行控制的振荡 器称为泛音晶体振荡器。这种振荡器可以将振荡频率扩展到甚高频以至超 高频频段。并联型晶体振荡电路和串联型晶体振荡电路原理图如图3-15所示。Ca皮尔斯pirce电路b密勒Miller电路3-15并联型晶体振荡电路和串联型晶体振荡电路原理图1.并联型晶体振荡电路1皮尔斯C-B电路图3-16 皮

29、尔斯电路I是c；和c0 +的串联口2密勒电路2. 串联型晶体振荡器：晶体起着高Q短路器作用图3-18串联型晶体振荡器串联谐振，高 短路器作用。并联谐振，去除 的不良影响。"2.3 RC正弦波振荡器主要要求：了解RC正弦波振荡电路的组成和工作原理2.3.1 RC桥式振荡器一、RC串并联选频网络(a)电路(b)低频等效电路(c)高频等效电路图3-19 RC串并联选频网络输入信号频率低，选频网络可以看作 输入信号频率高，选频网络可以看作 RC串并联网络的电压传输系数RC高通电路，频率越低，输出电压越小。RC低通电路，频率越高，输出电压越小。F二土 亠其中:U： Zl ZZ2F1令:3 jg

30、 皿R 1j CR jcoC图3-20 RC串并联选频网络幅频特性和相频特性在3 = 3 0时，F达最大值，等于1/3。即输出电压是输入电压的1/3 在3 = 3 0时，相位角f =00。即输出电压与输入电压同相位。RC串并联网络具有选频作用。、RC桥式振荡器二 1利用内稳幅满足振幅平衡条件0 -当血=血。=亦吋叭二。J1L用瞬时极性法判断可知，电路满足 相位条件仇 +% - InnR假设 A =1 + >32 二 RC采用非线性元件作放大电路的负反应元件，以实现外稳幅。 例如R2采用负温度系数的热敏元件XrIF起振时，丄二1 +理>3；.%使 aA>i由于热敏电阻的作用&g

31、t;匚TW L尽功耗个一尽温度TJ?;pn值|IIF - 1稳幅R3与所并联的V1、V2组成非线性电阻。 它们与R1、RP 一起构成负反应电路。当振荡幅度较小时，流过二极管的电流较 小，二极管的等效电阻较大，负反应较弱， 放大器增益较高，利于起振。当振荡幅度增 大时，流过二极管的电流增加，其等效电阻 逐渐减小，负反应加强，放大器的增益自动 减小，到达自动稳幅的目的。7414l-12V|-1 0.01 pF S-2 kQR 匚 貿里丁 0 01-O + a r集成运放桥式振荡器实用电路电位器RP用来调节放大器的闭环增益，调节RP使(R2+R3)略大于2R1，那么起振后振荡幅度较小，但输出波形较好

32、；调节 RP使R2+R3»2R1时，振荡幅度增加，但输出波形失真度增大。思考讨论题 右图的RC桥式振荡器中， R1=10kQ。假设发 生以下情况，试说明输出电压的变化。(1) R1与R2位置互换 解：图中的R2是负温度系数的热敏电阻，R1是固 定电阻。为了满足起振条件，R2的冷态电阻取值 必须大于2 R1，即大于20k Q，现两者位置互换 后，即R1变为负温度系数的热敏性，且冷态电阻 大于20kQ，而R2变为固定电阻10kQ，这样起振 时放大器的放大倍数小于3，振荡器不能振荡，故 输出电压为零。(2) R2改为43kQ固定电阻 解：当R2改用43k Q固定电阻后，放大器的放大倍数A=

33、1 + /R1=1+43/10=5.3>3，因此振荡振幅不断增大，最终使放大器进入非线性限幅区, 输出电压变成一方波信号。(3) R2改为15kQ固定电阻解：当R2改用15k Q固定电阻，此时放大器的放大倍数A=1 + /R1=1+15/10=2.5<3,振荡器不能振荡，所以输出电压为零。R2R22.3.2 RC移相振荡器反相放大器已有1800相移。需几节RC电路才能满足相位平衡条件?一节RC环节移相>90二节RC环节移相>180三节RC环节移相>270对于仏的信号妁=昨°ft =铐+爲=f满足相位平衡条件当焉大于満足振幅起振条件优点：结构简单，经济方便

34、缺点：输出频率和幅度均不够稳主，输出波形差，调频不便学习工程小结:1. 正弦波振荡器用于产生一定频率和幅度的正弦波信号。按组成选频网络元件 的不同，可分为LC、晶体和RC振荡器三类；按组成原理不同，可分为反应 和负阻振荡器，不过反应振荡器本质上也是负阻振荡器。2. 反应式正弦波振荡器是利用选频网络，通过正反应产生自激振荡的，它的振荡相位平衡条件为：-a =2n«n =01,2-振幅平衡条件为：AF =1。利用相位条件可确定振荡频率，利用振幅平衡条件可确定振荡幅度。振荡的起振条件为 > =2n Mn =0,1,2 , AF 13. LC振荡器有变压器反应式、电感三点式及电容三点式

35、等电路，其振荡频率 近似等于LC谐振回路的谐振频率。LC振荡器起振时电路处于小信号工作状 态，而振荡处于平衡状态时，电路处于大信号工作状态，它是利用放大器件 工作于非线性区来实现稳幅的，称之为内稳幅。4. LC振荡器中频率稳定度与LC谐振回路参数的稳定性密切相关，也与电路其 他元器件参数的稳定性有关。提高频率稳定度的根本措施是，尽量减小外界 因素的变化，努力提高谐振回路的标准性。5. 石英晶体振荡器是采用石英晶体谐振器构成的振荡器。其振荡频率的准确性 和稳定性很高。石英晶体振荡器有并联型和串联型。并联型晶体振荡器中，石英晶体的作用相当于一个高 Q电感；串联型晶体振荡器中，石英晶体的作 用相当于

36、一个高选择性的短路元件。为了提高晶体振荡器的振荡频率，可采 用返音晶体振荡器。6. RC正弦波振荡器适用于低频振荡，常采用RC桥式振荡电路，振荡频率取决 于RC串并联选频网络的电阻和电容值。为满足起振条件并实现稳幅、改善 输出波形，RC振荡器中，放大器件工作在线性区，而用外接非线性负反应 环节进行稳幅，称之为外稳幅。7. 负阻振荡器由负阻器件和LC谐振回路组成。在这种电路中，负阻器件所起的作用相当于反应振荡器中正反应的作用，振荡频率取决于LC谐振回路。由于负阻器件有电压控制型和电流控制型，用它们构成振荡器时，电路连接 方式是不相同的。工程训练：工程训练四LC电容反应式三点式振荡器、实验目的LC

37、电容反应式三点振荡电路设计及电1. 掌握LC三点式振荡电路的根本原理，掌握 参数计算。2. 掌握振荡回路 Q值对频率稳定度的影响。3. 掌握振荡器反应系数不同时，静态工作电流I EQ对振荡器起振及振幅的影响。二、预习要求1. 复习LC振荡器的工作原理。2. 分析图3-1电路的工作原理，及各元件的作用，并计算晶体管静态工作电流lc的 最大值(设晶体管的3值为50)。1. 实验电路中，L仁10卩h,假设C=120pf, C=680pf，计算当 C=50pf和G=150pf时振荡 频率各为多少？三、实验仪器设备1. 双踪示波器2. 频率计3. 万用表4. 实验板G1O+12U图3-1LC电容反应式三

38、点式振荡器原理图P OUT i四、实验内容及步骤实验电路见 图3-1。实验前根据图3-1所示原理图在实验板上找到相应器件及插孔并了解其作用。1. 检查静态工作点(1) .在实验板+12V扦孔上接入+12V直流电源，注意电源极性不能接反。(2) .反应电容C不接，C接入(C' =680pf)，用示波器观察振荡器停振时的情况。注意：连接C的接线要尽量短。(3) .改变电位器 忌测得晶体管 V的发射极电压 Ve, Ve可连续变化，记下 Ve的最大值,VeRe设:Re=1KQ计算I E值2. 振荡频率与振荡幅度的测试实验条件：Ie=2mA、C=120pf、C =680pf、Rl=110K(1) .改变Ct电容，当分别接为 C9 C10 C11时，纪录相应的频率值，并填入表3.1。(2) .改变Ct电容，当分别接为 C9 C10、C11时，用示波器测量相应