LC正弦波振荡电路识读

1、LC正弦波振荡电路识读 模拟电子技术 LC正弦波振荡电路识读由于通用运算放大电路适用的频率比较低，而LC正弦波振荡电路常用于产生较高频率的正弦波，因此常见的LC正弦波振荡电路都由分立元件组成，必要时还采用共基极电路。典型的LC正弦波振荡电路有三种：变压器反馈式振荡电路；电感反馈式振荡电路；电容反馈式振荡电路。 LC正弦波振荡电路识读16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路 1、电路结构典型的变压器反馈式振荡电路如图所示，图中B1为变压器，有三个绕组，绕组L接晶体管VT1的集电极，绕组L1用来产生反馈电压，第三个绕组L2输出正弦波电压，RL为负载。绕组中的两个黑点，表示它们是这两个绕组的同名端，

2、即同为绕组饶制时的“头”或“尾”。 LC正弦波振荡电路识读16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路 2、放大电路右图所示的振荡电路所使用的放大电路是由晶体管VT1组成的共射极放大电路。该电路采用分压偏置方式，Rb1和Rb2为基极电阻，Re为发射极电阻，形成直流负反馈，用以稳定静态工作点。Ce为旁路电容，避免Re对交流信号形成负反馈。与普通共集电极放大电路不同，图中的放大电路以LC并联网络为集电极负载。 LC正弦波振荡电路识读 3、反馈、选频网络特性电路选频、反馈网络由变压器初级绕组LC并联回路和次级绕组L1组成。16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路 LC正弦波振荡电路识读 3、反馈、选频网

3、络特性分析选频网络特性前，首先复习LC并联回路的频率特性。当LC回路两端电压为U时，流过电路的电流电流为I，用表示电流和电压之间的位相差，Z表示LC回路的等效阻抗的大小。LC回路的幅频特性：由右图所示。输入信号频率等于谐振频率f0时，阻抗达到最大值，偏离这一频率时，阻抗下降，频率趋于零或无穷大，阻抗趋于零。谐振频率f0等于：16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路 LC正弦波振荡电路识读 LC回路的相频特性： 由右下图所示。信号频率等于谐振频率f0时，电压与电流之间的位相差为零，频率趋向零时，位相差等于90，频率趋于无穷大时，位相差等于90。可见，以LC并联回路为集电极负载的放大电路具有选频特

4、性。当信号频率等于LC回路的谐振频率时，回路有最大阻抗，因此该频率下放大电路有最大的放大倍数（共射极放大电路的放大倍数与集电极阻抗成正比），而且无附加相移。对于其他频率的信号，不但放大倍数的数值下降，而且会有附加相移。16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路 LC正弦波振荡电路识读 反馈电压极性分析：绕组L1给出反馈电压，经电容C1耦合至放大电路的基极。是否构成正反馈，决定于绕组的方向，可以判别，按照图中所示的绕组方向，所构成的为正反馈。用瞬时极性判别法，设放大电路输入端极性为“+”，因共射极放大电路的倒相作用，集电极的极性为“”，绕组L加黑点的一端极性为“+”，绕组L1中加黑点的极性和L中黑

5、点端同极性，也应该为“+”极性，经电容C1耦合至输入端，和原假设的极性相同，因此构成正反馈。16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路 LC正弦波振荡电路识读 4、起振条件和振荡频率可以证明起振条件为：16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路式中为晶体管VT1的电流放大倍数；rbe为发射结电阻；R为折合到LC谐振回路的等效损耗电阻，包括电感L的直流电阻等；M为绕组L和L1之间的互感。由上式可以看出，选择高的晶体管，减小互感M等有助于满足起振条件。 LC正弦波振荡电路识读 总结：16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路1、LC正弦波振荡电路结构如右图所示；2、起振条件为： 3、振荡频率等于LC回路

6、的谐振频率，等于： LC正弦波振荡电路识读 总结：16.2.1 变压器反馈式正弦波振荡电路变压器反馈式振荡电路的优缺点优点：容易满足起振条件；振荡频率较高；输出波形失真不大，因此应用范围广。缺点：使用变压器，体积和重量都比较大；输出电压和反馈电压靠磁路耦合，因耦合不紧密而损耗较大；变压器铁芯容易产生电磁干扰；振荡频率稳定性不高。 LC正弦波振荡电路识读 1、电路结构16.2.2 电感反馈式正弦波振荡电路电感反馈式振荡电路如图所示。与变压器反馈电路相比较，变压器初级加了一个抽头，次级只有一个绕组，用来向负载输出。变压器初级绕组三个端点分别接到晶体管的三个极，上方的端点经电容C1接VT1的基极；下

7、方的端点接VT1的集电极；中间的端点经电源、电容Ce接VT1的发射极。由于结构上的这一特点，电感反馈式振荡电路也称电感三点式振荡电路。 LC正弦波振荡电路识读 2、放大电路16.2.2 电感反馈式正弦波振荡电路 放大电路和变压器反馈振荡电路中的相同，也是共射极选频放大电路。 3、反馈、选频网络特性 反馈电压从电感L1获得，可用瞬时极性判别法判断所构成的为正反馈。 4、振荡频率 即为（L1+L2）和C组成的并联谐振电路的谐振频率f0，它等于： LC正弦波振荡电路识读 2、放大电路16.2.2 电感反馈式正弦波振荡电路 放大电路和变压器反馈振荡电路中的相同，也是共射极选频放大电路。 3、反馈、选频

8、网络特性 反馈电压从电感L1获得，可用瞬时极性判别法判断所构成的为正反馈。 4、振荡频率 即为（L1+L2）和C组成的并联谐振电路的谐振频率f0，它等于： LC正弦波振荡电路识读 5、起振条件为： 16.2.2 电感反馈式正弦波振荡电路式中为晶体管VT的电流放大倍数，rbe为VT的发射结电阻，RL为（包括负载电阻RL等）折合到VT管集电极与发射极之间的等效并联总损耗电阻。 6、优缺点：电感反馈式电路的优点是：L1和L2之间的耦合紧密，输出信号振幅大；当C采用可变电容时，输出信号频率可调，且调节范围较大，最高频率可以达到几十兆赫。缺点是：输出电压中唱含有高次谐波，因此，常用于对波形要求不高的场合

9、，例如高频加热器、接收机的本机振荡等。 LC正弦波振荡电路识读 1、电路结构16.2.3 电容反馈式正弦波振荡电路 电容反馈式振荡电路如图所示，与电感反馈式电路相比较，图中LC谐振电路中两个电感L1和L2被换成电容C1和C2，电容C被换成电感L。这样改变的目的是为了改善输出电压的波形。谐振电路中两个电容C1、C2的三个端点分别接到晶体管VT的三个极，由于这种结构上的特点，电感反馈式振荡电路也称电容三点式振荡电路。 LC正弦波振荡电路识读16.2.3 电容反馈式正弦波振荡电路 2、放大电路晶体管VT组成共射极放大电路，电阻Rb1、Rb2为基极偏置电阻，RC为集电极电阻，Re为发射极电阻，形成直流

10、负反馈，用以稳定静态工作点。Ce为旁路电容，避免Re对交流信号形成负反馈。 LC正弦波振荡电路识读 3、反馈、选频网络特性16.2.3 电容反馈式正弦波振荡电路 反馈电压由电容C2经耦合电容C3耦合至晶体管VT的基极。设基极瞬时极性为“+”，因共发射极放大电路的倒相作用，集电极极性为“”，C1上方端极性为“”，下方端极性为“+”，C2上方端极性为“”，下方端极性为“+”，经电容C3耦合，加到基极的电压极性为“+”，与原极性相同，因此构成正反馈。 LC正弦波振荡电路识读 4、振荡频率16.2.3 电容反馈式正弦波振荡电路 振荡频率f0即为（C1+ C2）、L并联谐振电路的谐振频率，它等于：5、起振条件为：式中为晶体管VT的电流放大倍数，rbe为VT的发射结电阻，RL为集电极电阻RC