模拟电子电路基础课件：第八章1（第24讲）正弦波振荡电路的基本概念

1、1,第八章 正弦波产生电路,一、 正弦波振荡电路的基本概念 （一） 正弦波振荡器的振荡条件 （二） 正弦波振荡器的组成及分类 二、 正弦波振荡电路 （一） RC文氏电桥振荡电路 （二） LC三点式振荡电路 （三） 变压器反馈式振荡电路 （四） 石英晶体振荡电路,2,一、 正弦波振荡电路的基本概念,正弦波振荡电路常常作为信号源被广泛地应用于通信、测量、自动控制等系统中，其功能是产生单一频率的、稳定的正弦波信号。它是一种基本的模拟电子电路，按电路中选频元件分类，可有RC、LC等类型的振荡器。,3,（一） 正弦波振荡器的振荡条件,只有正反馈电路才能产生自激振荡。,基本放大 电路Ao,反馈电路 F,+

2、,1. 振荡条件的平衡条件,4,如果：,反馈信号代替了放大 电路的输入信号。,基本放大 电路Ao,反馈电路 F,+,+,5,自激振荡条件的推导,基本放大 电路Ao,反馈电路 F,+,+,6,自激振荡的条件,7,自激振荡的条件：,因为：,所以，自激振荡条件也可以写成：,（1）振幅条件：,（2）相位条件：,n是整数,相位条件 意味着振荡电路必须是正反馈； 振幅条件 可以通过调整放大电路的放大倍数达到。,8,1. 启振过程,Uo 是振荡器的电压输出幅度，B是要求输出的幅度。起振时Uo=0，达到稳定振荡时Uo=B。,放大电路中存在噪声即瞬态扰动，这些扰动可分解为各种频率的分量。振荡器在刚刚起振时，为了

3、克服电路中的损耗，需要正反馈强一些，即要求 |AF|1。,|AF|1，且A+ F =2n，即可起振。,9,2. 稳幅过程,起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这时若|AF|仍大于1，则输出将会饱和失真。,达到需要的幅值后，将参数调整为AF =1，即可稳幅。,具体方法将在后面具体电路中介绍。,起振并能稳定振荡的条件：,10,如果：,(1) 正反馈足够强,输入信号为 0 时仍有信号输出，这就是产生了自激振荡。,(2) 要获得非正弦自激振荡,反馈回路中必须有RC 积分电路。如方波发生器、三角波发生器等。,(3) 要获得正弦自激振荡,电路中必须有选频电路和稳幅环节。前者是为获得单一频率的正弦波振荡信

4、号，后者是为了达到稳幅振荡。,（二） 正弦波振荡器的组成与分类,11,正弦波发生电路是由放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路四部分组成的。 正弦波振荡器的选频网络由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。,二、 正弦波振荡电路,12,（一） RC文氏电桥振荡电路,用RC 电路构成选频网络的振荡电路即所谓的 RC 振荡电路，可选用的 RC 选频网络有多种，这里只介绍文氏电桥选频电路。,1、选频电路,13,时，相移为0。,14,如果：R1=R2=R，C1=C2=C，则：,传递函数：,相频特性：,幅频特性：,15,2、用运放组成的RC 振荡器,所以，要满足相位条件

5、，只有在fo 处,因为：,16,能自行启动的电路（1）,起振时，RT略大于2R1，使|AF|1，以便起振；,起振后，uo逐渐增大则RT逐渐减小，使得输出uo为某值时，|AF|=1，从而稳幅。,负温度系数,17,能自行启动的电路（2）,R22为一小电阻，使(R21+R22)略大于2R1，|AF|1，以便起振；,随着uo的增加，R22逐渐被短接，A自动下降到使|AF|=1，使得输出uo稳定在某值。,18,C1的作用是使JFET工作在可变电阻区，运放电路的电压放大倍数主要由JFET的漏源电阻、R1及R2决定。调整电阻R1的大小，可使正常工作时JFET压控电阻与R1并联后的等效电阻处于整个可调范围的中

6、点附近。,+,19,输出频率的调整：,通过调整R或/和C来调整频率。,C：双联可调电容，改变C，用于细调振荡频率。,K：双联波段开关，切换R，用于粗调振荡频率。,20,电子琴的振荡电路电路：,21,3、用分立元件组成的RC 振荡器,ube,RC网络正反馈，RF、RE1组成负反馈，调整到合适的参数则可产生振荡。,22,题8.1 电路如图所示，试用相位平衡条件判断哪个电路可能振荡，哪个不能，说明理由。,23,解： 图(a)的电路中，放大电路由场效应管的共漏组态和双极型三极管共射组态组合而成,相移180,反馈选频网络由RC串并网络构成,相移范围是90 90。与放大电路的相移相加不可能构成 ，不满足相

7、位条件。所以图(a)的电路不可能产生正弦波振荡。,24,解： 图(b)的电路中，放大电路为差动电路，相移180。反馈选频网络由RC串并网络构成，相移范围是90 90。与放大电路的相移相加不可能构成 ，不满足相位条件。所以图(b)的电路不可能产生正弦波振荡。,25,题8.4 由RC元件构成的一阶高通或低通网络的最大相移绝对值小于90。试用相位平衡条件判断下图所示电路哪个可能振荡，哪个不能，说明理由。,26,解：因为RC一阶高通或低通网络的最大相移绝对值小于90 ，所以在振荡电路中，如果放大部分有180 ，那么至少需要三级一阶RC反馈网络才能产生180的相移，使得 。 对图(a)，运放接成反相比例放大电路，相移 ，而只有两级一阶RC反馈网络，不可能产生180的相移，所以该电路不满足振荡的相位平衡条件，不能产生正弦波振荡。,27,解： 对