第5章 正弦波振荡电路 5.1 正弦波振荡电路的基本原理 5.2 RC正弦波振荡电路 *5.4 石英晶体正弦波振荡电路 5.1 正弦波振荡电路的基本原理 5.2 RC正弦波振荡电路 *5.3 LC正弦波振荡电路 *5.4 石英晶体正弦波振荡电路 上页 下页 返回

A F 5.1 正弦波振荡电路的基本原理 第5章 1、自激振荡的条件 翻页 上页 下页 返回 S A=Uo / Ud . 2 A=Uo / Ud . S 在 1: Ud=Ui + Uo . + Ui . 1 . A + Ud . Uf=Ui U = d - - - . S 在 2: 令 Uf + - 则输出电压保持不变。 因为: Uf=Ud， . F=Uf / Uo . F 所以产生自激振荡的条件为: . AF= Uo Ud Uf =1 翻页 上页 下页 返回

AF = 1 AF = 1 A+ F = 2n  （n=0,1,2……） 第5章 自激振荡的条件: 幅度平衡条件： 相位平衡条件: 反馈信号与输入信号的大小相等,在放大倍数 一定时应有足够强的反馈量。 A+ F = 2n  （n=0,1,2……） 相位平衡条件: 反馈信号与输入信号同相，必须引入正反馈。 翻页 上页 下页 返回

A F 2、 振荡的建立与稳定 |AF| >1 |AF| = 1 第5章 振荡电路的起振: 翻页 上页 下页 返回 Ud S Uf - + Uf - . Ui Uo A F 振荡电路的起振: 选择某一频率的信号增幅振荡 电路由 |AF| >1 |AF| = 1 电路变为等幅振荡 翻页 上页 下页 返回

自激振荡的建立过程 如右图 第5章 Ufm Uom 翻页 上页 下页 返回 幅度特性 Uom=f(Ufm) A Uom2 反馈特性 Ufm=|F|Uom Uom1 如右图 Ufm1 Ufm2 翻页 上页 下页 返回

第5章 由上述讨论可知： 正弦波振荡电路应由以下部分组成： 放大电路 正反馈电路 选频电路 稳幅电路 翻页 上页 下页 返回

5.2 RC正弦波振荡电路 第5章 1.电路组成 uO Ao 文氏电桥正弦波振荡电路 翻页 上页 下页 返回 R Rf C + ∞ R C 负反馈网络 （稳幅环节） R Rf C uO + — ∞ Ao 正反馈选频网络 R C R1 文氏电桥正弦波振荡电路 翻页 上页 下页 返回

. 第5章 2、 RC串并联网络的选频特性 翻页 上页 下页 返回 I Z1 = R + Z2 = + R Z1 U0 . C + = Uf jωC 1 Z2 = R( jωC ) R+ = R 1+jωRC + R Z1 . Uf UO = IZ2 I(Z1+Z2) Z2 Z1+Z2 U0 . C + = R 1+jωRC R+ 1 jωC + Uf . Z2 C R = 1 3+j(ωRC - jωRC ) 翻页 上页 下页 返回

. 第5章 RC串并联选频网络 结论： 翻页 上页 下页 返回 . Uf Uo = 1 ωRC 3+j (ωRC- ) I + 1 ωRC =0 R 当: 即, Z1 R C ω = ω0 = 1 或 U0 . C 2πRC ƒ = ƒ0 = 1 + 时 Uf . Z2 . Uf Uo 与 同相位, 即为正反馈； C R 结论： Uf Uo . =1/3， 则Uf达到最大值。 翻页 上页 下页 返回

u ui uf 3、 如何满足自激振荡条件 Ｒ Ｒ 第5章 Ao Rf R1 ）, A=（1+ Rf R1 Rf=2R1 – 翻页 上页 2RC = F = Uf • __ Uo 1 3 f = 0º , 1 Ｒ Ｒ f Ao ui u 为了满足 AF = 1, A=3 o Rf R1 ）, A=（1+ A = 0º Z1 Ｒ Rf R1 ）=3 , （1+ Rf=2R1 C + uf Z2 C Ｒ 起振时应满足: Rf>2R1 – 即 A≥3 翻页 上页 下页 返回

u 4、 稳幅措施 第5章 Ｒ Ｒf2 Ｒf1 D2 D1 特点： Ao 翻页 上页 下页 返回 二极管稳幅电路 利用二极管的非线性 C Ｒf1 D2 D1 特点： 利用二极管的非线性 自动调节反馈的强弱来维 持输出电压的恒定。 Ao UO↑→r↓→U ƒ ↑→|A|↓ 缺点 输出波形失真较大 翻页 上页 下页 返回

u 热敏电阻稳幅电路 第5章 ＲT 特点： 线性实现稳幅。 Ｒ Ao UO↑→T↑→RT↓→U ƒ ↑→|A|↓ 利用半导体热敏电阻的非 线性实现稳幅。 1 Ｒ Ao u o UO↑→T↑→RT↓→U ƒ ↑→|A|↓ C Ｒ ☆由于热敏电阻具有热惯性，因 此可获得失真较小的输出电压。 Ｒ C 翻页 上页 下页 返回

*5.3 LC正弦波振荡电路 第5章 1.电容三点式振荡电路 uo ui 上页 下页 返回 翻页 +UCC 1 RB1 RC 谐振回路 C1 CB － + T C1 T uo ui L 2 L 2 CE － + RB2 RE C2 － RB1∥ RB2 C2 3 + 3 (a) 基本电路 (b) 交流通路 上页 下页 返回 翻页

第5章 电感L和电容C1、 C2构成的谐振回路成为放大电路的负载，电容C2两端的电压作为反馈信号，在放大器的输入端引入了正反馈。 选取适当的静态值和元件参数，使得谐振回路谐振时，AF≥1。电路自激振荡AF=1时，振荡稳定。振荡频率近似等于LC谐振回路的振荡频率： √ C1 C2 C1 + C2 L 2π 1 fo = 上页 下页 返回 翻页

第5章 改进型电容三点式振荡电路 在电感支路中串联一个电容C3 ，且取C3远小于C1和C2。故谐振回路的振荡频率主要由L和C3来决定： +UCC RB1 RC CB T C1 C3 RB2 RE fo ≈ √ 2π LC3 1 L C2 改变C3，即可改变fo 上页 下页 返回 翻页

第5章 2.电感三点式振荡电路 uo ui 上页 下页 返回 翻页 +UCC 1 RB1 RC 谐振回路 1 CB + T T L1 C － + T T L1 uo C ui L1 2 － + C RB2 RE L2 2 RB1∥ RB2 － CE L2 + 3 3 (a) 基本电路 (b) 交流通路 上页 下页 返回 翻页

第5章 电感L1 、L2 和电容C构成了谐振回路，+UCC通过L1 到集电极形成集电极电流的直流通路，故可省略R C 。电感L2两端的电压作为反馈信号，在放大器的输入端引入了正反馈。 若L1 、L2线圈之间的互感为M ，则线圈的总电感为：L = L1 +L2 + 2M 。电路的振荡频率近似等于LC谐振回路的振荡频率： fo = 1 √ 2π （ L1 +L2 + 2M ）C 翻页 上页 下页 返回

*5.4 石英晶体正弦波振荡电路 1.石英晶体谐振器 第5章 石英晶体具有压电效应，压电谐振就是石英晶体的固有谐振频率。 *5.4 石英晶体正弦波振荡电路 1.石英晶体谐振器 石英晶体具有压电效应，压电谐振就是石英晶体的固有谐振频率。 谐振频率有两个，LCR支路的串联谐振频率 f s 和LCR支路与电容CO的并联谐振频率 f P ，　f P ＞ f s　且很接近。 （a）符号 （b）等效电路 JT L C R CO 上页 下页 返回 翻页

根据等效电路可画出石英晶体的电抗频率特性曲线。 第5章 f s f p 容性 感性 f X （c ）电抗频率特性曲线 根据等效电路可画出石英晶体的电抗频率特性曲线。 f = f s 时：（X = 0） 石英晶体呈阻性 f ＜ f s 或 f ＞ f p 时： 石英晶体呈容性 f s ＜ f ＜ f p 时： 石英晶体呈感性 翻页 上页 下页 返回

2.并联型石英晶体振荡器 第5章 并联型石英晶体振荡 电路工作频率为： f s ＜ f ＜ f p 石英晶体呈感性，作 为电容三点式振荡电 +UCC 并联型石英晶体振荡 电路工作频率为： f s ＜ f ＜ f p RB1 RC CB T C1 石英晶体呈感性，作 为电容三点式振荡电 路中的回路电感 JT RB2 RE C2 上页 下页 返回 翻页

3.串联型石英晶体振荡器 第5章 上页 下页 返回 本节结束 RE C2 C1 RC RB1 RB2 (a) 基本电路 CB CC L T +UCC JT 串联型石英晶体振荡电路工作频率等于f s ,晶体呈纯阻性，且阻抗最小。频率为f s时，正反馈最强。 (b) 交流通路 L C1 C2 T RE JT 上页 下页 返回 本节结束