第7章 振荡器(用2学时)

1、对你的期望对你的期望1.掌握正弦波振荡的相位平衡条件、幅值平衡条件掌握正弦波振荡的相位平衡条件、幅值平衡条件 2.2.掌握掌握RCRC正弦波振荡电路的工作原理、起振条件正弦波振荡电路的工作原理、起振条件第七章第七章 振荡器振荡器3.3.掌握掌握RCRC正弦波振荡电路的稳幅原理及振荡频率的计算正弦波振荡电路的稳幅原理及振荡频率的计算 7.1 自激振荡自激振荡 7.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路7.1 自激振荡自激振荡1. 1. 振荡平衡条件振荡平衡条件2. 2. 起振和稳幅起振和稳幅3. 3. 振荡电路基本组成振荡电路基本组成4. 4. 分析方法和步骤分析方法和步骤1. .自激振荡的条件自

2、激振荡的条件 电路中无外加输入电压，而在输出端有一定频率和幅度电路中无外加输入电压，而在输出端有一定频率和幅度的信号输出，称这种现象为电路的自激振荡。的信号输出，称这种现象为电路的自激振荡。S当当 S 合于合于 1 时，时，开环电压放大倍数开环电压放大倍数diuu ioUUA则输出电压保持不变。则输出电压保持不变。反馈系数反馈系数又又所以自激振荡的条件是：所以自激振荡的条件是：ifuuofUUFifUU1ofioUUUUFAAuduiuo12Fuf若若当当 S 合于合于 2 时，时，( (1) ) 相位条件：相位条件：与输入电压与输入电压同相同相, 为正反馈；为正反馈；即即( (2) ) 幅度

3、条件：幅度条件：自激振荡的条件：自激振荡的条件：fUiU n2FA )2,1,0( nifUU1ofioUUUUAF反馈电压与输入电压的大小相等；反馈电压与输入电压的大小相等； 1)(AF)(FAFAfafa 反馈电压反馈电压幅度特性幅度特性Uom= f(Ufm)反馈特性反馈特性Ufm=FUomUimUom1Ufm1Uom2A自激振荡的建立过程自激振荡的建立过程2 振荡的建立和稳定振荡的建立和稳定振荡建立时应满足：振荡建立时应满足：1 AFSAuduiuo12FufUfmUomO微小的扰动起始信号微小的扰动起始信号不断通过放大不断通过放大 反馈反馈 再再放大放大 再反馈再反馈，使，使 Uom不

4、断增大，一直到达交点不断增大，一直到达交点 A 时，时，稳定下来。稳定下来。振荡稳定振荡稳定不能振荡不能振荡1 AF1 AF起始信号的产生：电源接通或元件的起伏噪声引起的电扰动相当于一个起始激励信号 ，它是个非正弦信号，含有一系列频率不同的正弦分量。满足相位平衡条件的某一频率0的信号被放大，成为振荡电路的输出信号4基本放大电路：基本放大电路：放大信号放大信号3. 3. 基本组成部分基本组成部分4反 馈 网 络 ：反 馈 网 络 ：4选频网络：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（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。）二为一。）4稳 幅 环 节 ：稳

5、幅 环 节 ：4.分析方法和步骤：分析方法和步骤： 7.1 自激振荡自激振荡 7.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路7.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路1. 1. 电路组成电路组成2. 2. RCRC串并联选频网络的选频特性串并联选频网络的选频特性3. 3. 振荡频率与起振条件振荡频率与起振条件4. 4. 稳幅措施稳幅措施5. 5. 振荡频率的改变振荡频率的改变( (2) )反馈反馈电路电路同相比例运算电路同相比例运算电路选频电路选频电路其电压放大倍数为其电压放大倍数为( (1) )放大电路放大电路 由集成运放构成的由集成运放构成的同相比例运算电路。同相比例运算电路。 由由 RC 串并联

6、电路组串并联电路组成，它也是正反馈电路。成，它也是正反馈电路。1F1RRA uo+RFR1u+1. 电路组成电路组成ui+CRRC反馈系数反馈系数2. 2. RCRC串并联选频网络的选频特性串并联选频网络的选频特性幅频响应幅频响应212ZZZ XXXXXCCCCCjRjRjRjRjRRC10 则则)( j3100 VF2002)(31 VF相频响应相频响应3)(arctg00f ofUUVF)j(3122CCRXXR 7.2 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路当当2002)(31 VF幅频响应有最大值幅频响应有最大值3)(arctg00f RCffRC 21 100 或或31max VF相频响应

7、相频响应0f fioUU31+90 90 ff000f当当RCff210时，时， n2fa (+)(+)(+)(+)Av电路振荡频率：电路振荡频率：RCf 210 RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波的正弦波一一. .振荡频率振荡频率3 振荡频率与起振条件振荡频率与起振条件二二. .起振条件起振条件31VF当当RCff210时，时，1 FAu3 uA起振条件起振条件1f1RRAu即即 Rf 2R1（略大于）（略大于）uo+RFR14 RC 正弦波振荡电路稳幅措施正弦波振荡电路稳幅措施CRRC( (1) )用热敏电阻稳幅用热敏电阻稳幅起振

8、时由于温度低，起振时由于温度低，RT 2R1，振荡后温度增加振荡后温度增加 RT 减少到等于减少到等于2R1。RT用具有负温度系数的热敏电阻用具有负温度系数的热敏电阻RT 代替代替 RF。 oV oI功耗 TR温度 TR阻值 TR3 VA1 VVFA稳幅稳幅 VA起振时输出起振时输出v vo o较小较小二极管二极管D D1 1、D D2 2截止截止3RRR1AV132振荡继续振荡继续v vo o增加增加D D1 1或或D D2 2导通导通132Rr/RR1AdV oVdr3 VA1 VVFA稳幅稳幅 VA稳幅原理稳幅原理电路仿真电路仿真( (2) )用二极管稳幅用二极管稳幅5 振荡频率的改变振荡频率的改变RCf 210由由可知可知 改变改变 R R、C C 或同时改变或同时改变 RC RC 都可改变振荡频率。都可改变振荡频率。RCf21o 例题例题: :R1=6.2kR1=6.2k ,Rp=22k,Rp=22k , R3=4.3kR3=4.3k ,C=0.01C=0.01 F F，R=8.2kR=8.2k 。(1)(1)振振荡频率荡频率f f0 0= =？(2)(2)说明二极管的作用（说明二极管的作用（3 3）说明）说明RpRp如何调节？如何调节？电子琴的振荡电路（了解）