正弦波振荡器（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）第3章正弦波振荡器概述1．与功放的比较（从能量角度）（1）功率放大器：在输入信号控制下，把直流电源提供的直流能量转换为按信号规律变化的交变能量。（2）正弦波振荡器（SinewaveOscillator）：不需要输入信号控制，自动地将直流能量转换为频率和振幅特定的正弦交变能量。2．正弦波振荡器的应用（1）无线发射机中的载波信号源，超外差接收机中的本振信号源，电子测量仪器中的正弦波信号源，数字系统中的时钟信号源等。要求：振幅尤其是振荡频率的准确性和稳定性。（2）高频加热设备和医用电疗仪器中的正弦交变能源。要求：高效产生足够大的正弦交变功率，对振荡频率的准确性和稳定性要求不高。本章只讨论前一类用途的振荡器3．分类（按组成原理）反馈振荡器：利用正反馈原理构成，应用广泛。负阻振荡器：利用负电阻效应抵消回路中的损耗，以产生等幅自由振荡。主要工作于微波段。二者工作原理一致。3.1反馈振荡器的工作原理1．组成由主网络和反馈网络构成的闭合环路。例：变压器耦合反馈振荡器（交流通路）（1）主网络——负载为谐振回路的谐振放大器（2）反馈网络——与L相耦合的线圈Lf。2．工作原理——讨论该闭合环路产生等幅持续振荡的条件。分析：（1）刚通电时，须经历一段振荡电压从无到有逐步增长的过程；（2）进入平衡状态时，振荡电压的振幅和频率要能维持在相应的平衡值上。（3）当外界不稳时，振幅和频率仍应稳定，而不会产生突变或停止振荡。故：闭合环路成为反馈振荡器（FeedbackOscillator）的三个条件：（1）起振条件——保证接通电源后从无到有地建立起振荡。（2）平衡条件——保证进入平衡状态后能输出等幅持续振荡。（3）稳定条件——保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏。平衡和起振条件一、平衡条件将闭合环路在×处拆开，并按所标极性定义它的环路增益为若在某一频率上，与同相又等幅，即，或（3-1-1）则当环路闭合后：（1）主网络将输出正弦振荡电压，角频率为。（2）所需输入电压全部由反馈电压提供，无需外加输入电压。因而式（3-1-1）即为振荡器的平衡条件。令则平衡条件改写为：（1）振幅平衡条件：环路增益的模（2）相位平衡条件：环路增益的相角（n0，1，2，…）注：例如：上述变压器耦合反馈振荡电路中，若满足相位平衡条件，即保证与同相，就必须使变压器绕组有正确的绕向。二、起振条件若说明等幅持续振荡能否在接通电源后从无到有地建立起来，还需讨论起振条件。现以变压器耦合反馈振荡器来说明。（1）在刚接通电源时，电路中的各部分存在着各种电的扰动，这些扰动（电流突变或管子、电路中的固有噪声）具有很宽的频谱。（2）谐振回路具有选频功能，只有角频率为的分量（才能在谐振回路两端产生较大的电压（3）变压器绕向正确，可保证反馈信号与输入信号同相，经放大和反馈的循环，振荡电压的振幅不断增长。可见，振荡器接通电源后，能够从小到大地建立起振荡的条件是：（1）振幅起振条件：或（2）相位起振条件：(n0，1，2，…)这就是反馈振荡器的起振条件。三、讨论作为反馈振荡器，要满足起振条件，又要满足平衡条件。为此：1．起振过程（1）起振时，迅速增长；（2）而后下降，的增长速度变慢；（3）到时，停止增长，振荡器进入平衡状态，在相应的平衡振幅ViA上维持等幅振荡。即电源接通后，环路增益的模值必须具有随振荡电压振幅增大而下降的特性（如图）。而环路增益的相角则必须维持在上。2．实现方法环路中必须包含非线性环节，多由主网络放大器的非线性放大特性实现的。例如：对于变压器耦合反馈振荡器，当电源刚接通时，很小，放大器为小信号工作，其增益较大，相应的为大于1的水平线。当增大到一定数值后，放大器进入大信号工作，由于放大特性非线性，放大器的增益将随增大而减小，相应地也就随着的增大而下降。符合对的要求。稳定条件一、问题的提出1．振荡电路中存在干扰（1）外部：电源电压、温度、湿度的变化，引起管子和回路参数的变化。（2）内部：振荡电路内部存在固有噪声。干扰会造成和的变化，破坏已维持的平衡条件，造成两种结果。2．干扰对平衡状态的影响（1）不稳定的平衡状态——通过放大和反馈的反复循环，振荡器离开原平衡状态，导致停振或突变到新的平衡状态。原平衡状态是不稳定的。（2）稳定的平衡状态——通过放大和反馈的反复循环，振荡器能够产生回到平衡状态的趋势。当干扰消失后，能回到平衡状态。原平衡状态是稳定的。在稳定的平衡状态下，振荡器的振荡振幅和频率虽会受到干扰的影响而稍有变化，但不会导致停振或突变。所以，为