信号发生器电路正弦波振荡电路

第四章正弦波振荡电路§4-1振荡电路基础知识§4-2LC正弦波振荡电路§4-3石英晶体振荡电路变压器耦合振荡电路电感耦合振荡电路电容耦合振荡电路三点式振荡电路相位条件的一般判断法则一、振荡电路的概念1、振荡电路：

是一种没有外加交流信号输入的情况下，能够自动地把直流电源提供给的能量转换成交流能量输出的电子电路。2、振荡器与放大器的区别及联系：有外加交流信号无外加交流信号区别联系放大器振荡器能量转换是在外加信号的控制下能量转换是自动的，不受外加信号的控制都是能量转换装置§4-1振荡电路基础知识

返回目录二、振荡电路的组成2、方框图：3、各部分作用：1、组成：基本放大电路选频网络正反馈网络①基本放大器：将微弱的电信号转换为较强的电信号②选频网络：③反馈网络：选出单一频率的正弦波把输出的信号通过一定的方式送回输入端返回目录三、振荡电路的分类1、按选频元件的不同分：LC振荡电路RC振荡电路2、按输出波形分：正弦波振荡电路非正弦波振荡电路返回目录四、振荡条件1、振幅条件：AF＞1（起振）AF＝1（起振平衡）2、相位条件：AF≥1Φ＝ΦA

＋ΦF

＝2nπ——正反馈n＝1、2、3…（起振）n＝0、1、2、3…（起振平衡）3、必须同时满足振幅与相位条件返回目录§4-2LC正弦波振荡电路

一、变压器耦合振荡电路

1、电路构成：

②选频网络由

构成

③反馈网络由

构成

LCL’VRb1、Rb2

、Re分压式直流电流负反馈

①基本放大器由

及

偏置电路

等

偏置电路

偏置电路

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2、判断电路能否振荡：

①相位判断：——

瞬时极性法

∵

uf与ui同极性

∴L’引入正反馈

∴

满足振荡电路的相位条件

②振幅条件的判断：

AF≥1通过改变L’的匝数可以调节FV的大小，或改变AV数值，从而能满足振幅条件。当FV确定以后，电路是否满足振荡的起振条件，就完全决定于AV了。如果静态工作点不合适：例如工作点过低，AV小，电路就不满足起振条件，严重时根本不起振。返回目录3、振荡频率fo

：——

由选频网络决定

L——谐振回路电感单位：亨利（H）

C——谐振回路电容单位：法拉（F）

fo——振荡器振荡频率单位：赫兹（HZ）

返回目录练习：若L=100μH、C＝10/100PF。试计算在可变电容器的变化范围内，振荡频率的可调范围是多少？

答：该振荡器振荡频率从1.6MHZ~5MHZ可调

返回目录二、三点式振荡电路（一）电感耦合振荡电路

（电感三点式、哈特莱振荡）

1、电路构成：

②选频网络由

构成

③反馈网络由

构成

L1、L2、C

L2Rb1、Rb2

、Re分压式直流电流负反馈

①基本放大器由

及偏置电路

等

偏置电路

偏置电路

V交流等效电路

返回目录

2、判断电路能否振荡：

①相位判断：∵

uf与ui同极性

∴L2引入正反馈

∴

满足振荡电路的相位条件

②振幅条件的判断：

AF≥1改变电感抽头，既改变L2的匝数，反馈电压改变，反馈系数改变，从而引起反馈深度的改变。

nufFD（=1+AF）

A返回目录3、振荡频率fo

：

M——L1与L2的互感系数练习：若L1＝8mH、L2＝3μH、M＝2.5μH、C＝100PF，求振荡频率fo

答：该电路的振荡频率为178KH返回目录（二）电容耦合振荡电路

（电容三点式、考毕兹）

1、电路构成：

②选频网络由

构成

③反馈网络由

构成

L、C1、C2

C2Rb1、Rb2、

Re、Rc分压式直流电流负反馈

①基本放大器由

及偏置电路

等

偏置电路

偏置电路

V交流等效电路

返回目录

2、判断电路能否振荡：

①相位判断：∵

uf与ui同极性

∴C2引入正反馈

∴

满足振荡电路的相位条件

②振幅条件的判断：

AF≥1由于反馈电压取自C2，改变C1与C2的比值，就可改变反馈深度。返回目录3、振荡频率fo

：C1与C2串联时：

C1＝C2时：练习：若L＝5mH、C1＝C2＝0.1μF，求振荡频率fo

答：该电路的振荡频率为10KHZ

返回目录练习1、电感三点式振荡器中，已知L1=10μH,L2=13μH。L1和L2间的互感系数M=2μH,C=200PF，求该振荡器的振荡频率。

答：该电路的振荡频率为2MHZ

返回目录2、电容三点式振荡电路中，若C1＝C2＝400PF、fo＝4450KHZ，求该振荡器的电感为多少。

答：该电路的电感为6.4μH返回目录三、三点式振荡电路相位条件的一般判断法则

（一）判断法则：三点式振荡电路通用的交流通路图

与三极管的发射极相连的两个元件应为电抗性质相同的元件，另一个与集电极、基极相接的元件应与上述两元件的电抗性质相反。返回目录（二）分析振荡电路的具体步骤1、分析电路构成：基本放大器、选频网络、反馈网络

2、画交流等效电路

3、判断振荡电路能否振荡

①判断相位：瞬时极性法与一般判断法则

②判断振幅：AF≥1

4、求振荡电路的振荡频率fo

返回目录例：实际振荡电路如图所示：画交流通路图；3、估算振荡频率2、判断相位；1、分析电路构成并

1、电路构成：

②选频网络由

构成

③反馈网络由

构成

L、C1、C2

C1分压式直流电流负反馈

①基本放大器由

及偏置电路

等

偏置电路

偏置电路

VRb1、Rb2、

Re、Rc返回目录2、判断相位：

X1与X2均为容性元件

X3为感性元件，且与X1、X2电抗性质相反

满足三点式振荡器相位条件

属于电容三点式振荡电路3、估算振荡频率fo：

返回目录练习：实际振荡电路如图所示：画交流通路图；3、估算振荡频率2、判断相位；1、分析电路构成并

1、电路构成：

②选频网络由

构成

③反馈网络由

构成

L1、L2、CL2分压式直流电流负反馈

①基本放大器由

及偏置电路

等

偏置电路

偏置电路

VR1、R2、Re返回目录2、判断相位：

X1与X2均为感性元件

X3为容性元件，且与X1、X2电抗性质相反

满足三点式振荡器相位条件

属于电感三点式振荡电路

3、若L1＝8mH、L2＝3μH、M=3μH，C=100PF估算振荡频率fo.返回目录返回目录2、锡拉电路（并联型电容三点式改进电路）∵

C〈〈C1、C2

∴

C总

≈

C’+C交流等效电路返回目录四、电容三点式振荡电路的改进1、克拉波电路（串联电容三点式改进电路）

交流等效电路C总等于C1、C2与C串联之和：∵

C〈〈C1、C2

∴

C总

≈

C总结：

锡拉电路的振荡频率fo与C1、C2无关。所以，Cbe和Cce

对fo影响减小了。

克拉波振荡频率fo只由电感L和小电容C决定，而与C1、C2的取值无关。当Cbe和Cce

并在C1、C2上时，不会对振荡频率造成影响，提高了振荡频率的稳定性。以上两种改进电路，除了具有fo受晶体管极间电容影响小的优点以外，还具有频率调节方便的优点。返回目录§4-3石英晶体振荡电路一、石英晶体1、结构：石英晶体其化学成分是二氧化硅（SiO2）从一块晶体上按一定的方位角切下的薄片称为晶片（可以是正方形、矩形或圆形等），然后在晶片的两个对应表面上涂敷银层并装上一对金属板，就构成石英晶体产品，一般用金属外壳密封，也可有用玻璃壳封装的。返回目录2、压电效应：

如果给石英晶片两侧加上直流电源，晶片将会产生形变（压缩或膨胀），石英晶片这种特性称为压电效应。

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3、压电谐振：

如果石英晶片两侧加上交流电源，当外加交流信号频率与晶片固有频率相等时，晶片振动振幅达到最大值，晶片这种特性叫压电谐振。返回目录二、石英谐振电路1、符号及等效电路：

符号等效电路

石英晶片的两个侧面涂上金属，夹在一个对金属极板之间，在金属极板上引出电极，就构成石英谐振器。

Co为支架电容，L、R和C支路为石英谐振电路的等效电路。振动的惯性电感L表示；晶片的弹性用电容C表示；振动摩擦所造成的能量损耗用电阻R表示。由于晶片的L值很大，而R值很小。所以其Q值（Q＝ωoL/R）很高。

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2、石英谐振电路具有两个谐振频率：

①串联谐振频率fS

：

②并联谐振频率fP：

返回目录三、石英谐振电路频率特性曲线fz0fSfPfS＜f＜fP感性f＜fS容性f＜fP容性返回目录四、石英晶体振荡电路（一）类型：

并联石英晶体振荡电路

（二）并联石英晶体振荡电路串联石英晶体振荡电路

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