第8章振荡器8.1振荡的基本概念振荡器在通信、广播、自动控制、仪表测量和超声探伤等方面都具有广泛用途。根据振荡产生的波形不同，分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。根据电路的组成不同，又可分成RC振荡器、LC振荡器和石英晶体振荡器。实际应用中正弦波振荡器居多，常用的有RC振荡器和LC振荡器。实际应用中正弦振荡器较多，主要有RC振荡器、LC振荡器和晶体振荡器。频率的调节可采用可变电容，调节方便。式中，β和rbe分别为三极管的电流放大系数和输入电阻；从石英晶体上按一定方位切割下来的薄片叫石英晶片，不同切向的晶片其特性是不同的。C1和R1、C2和R2构成两级RC移相网络，C3和V1放大电路的输入电阻ri构成第三级RC移相网络。3）选频网络C1和R1、C2和R2构成两级RC移相网络，C3和V1放大电路的输入电阻ri构成第三级RC移相网络。为什么要用三级RC电路来移相呢？因为基本放大电路在很宽的频率范围内其φA为180°，若要求满足振荡相位条件，必须在三级RC移相网络中也移相180这就是振荡电路的自激振荡条件。C1和R1、C2和R2构成两级RC移相网络，C3和V1放大电路的输入电阻ri构成第三级RC移相网络。事实上，正、反向压电效应同时存在，电场产生机械形变，机械形变产生电场，两者相互限制，最后达到平衡态。在自激振荡开始时，||>1，随着振荡的建立，||也随着降低，最后达到||=1时，振荡幅度便不再增大，便稳定在某一振荡振幅下工作。图8.1.1这就是振荡电路的自激振荡条件。这个条件包含幅值和相位两个内容。1)幅值条件||=1，即放大倍数与反馈系数F乘积的模为1。在自激振荡开始时，||>1，随着振荡的建立，||也随着降低，最后达到||=1时，振荡幅度便不再增大，便稳定在某一振荡振幅下工作。从|>1到||=1是振荡建立的过程。2)相位条件反馈电压uf和输入电压uid要同相，即放大电路的相移φ-A与反馈网络的相移φF之和为2nπ，其中n是整数。φAφF=2nπ综上所述，振荡电路必须具备以上两个条件，即幅值条件和相位条件。实际应用中正弦振荡器较多，主要有RC振荡器、LC振荡器和晶体振荡器。2.振荡电路的组成最简单的振荡器如实图8.1.1所示，从以上振荡器看出，振荡器一般由四个部分组成。1）放大电路1、V2就是两级放大电路。2）反馈网络P1和R-1C-1、R-2C-2都是反馈电路，它们将输出信号的一部分或者全部反馈到输入端，即三极管V1的基极或发射极，构成反馈，通常把整个反馈系统称为反馈网络。3）选频网络-1C-1、R-2C-2就构成选频网络。4）稳幅电路P1和V1发射极电阻Re1，以及R-1C-1、R-2C-2构成电桥的四臂，起到稳幅的作用。综上所述，振荡电路必须首先具备两个条件，即相位条件和幅值条件。其次,电路的组成合理，便可产生振荡。实际应用中正弦波振荡器居多，常用的有RC振荡器和LC振荡器。8.2RC震荡器图8.2.1图8.2.2当rbe《Rb1∥Rb2时，8.2.2RC桥式振荡器1.电路组成RC正弦振荡电路的振荡频率与R、C乘积成反比，如果要求频率较高，则R、C值要小，这样制作比较困难（且电路分布参数影响较大），因此RC振荡器用来产生低频振荡信号，要产生更高频率的信号，则应采用LC正弦波振荡器。若在晶片处加一电场，晶片将产生机械变形，这种效应称为反向压电效应。要使RC振荡电路产生自激振荡，应满足：式中，β和rbe分别为三极管的电流放大系数和输入电阻；变压器反馈式振荡电路由放大电路、变压器反馈电路和LC选频电路三部分组成。2(b)的等效电压源形式。R为二次侧绕组的参数折合到一次侧绕组后的等效电阻。其次,电路的组成合理，便可产生振荡。图8.根据电路的组成不同，又可分成RC振荡器、LC振荡器和石英晶体振荡器。可以认为，回路电容也有3个连接点，分别接到三极管的3个极，因此也称为电容三点式振荡电路。这就是振荡电路的自激振荡条件。V2为射极输出器，它的作用是减小负载对振荡电路的影响，在分析振荡频率和条件时，可忽略。不足之处是，频率调节不便，调节范围较小。可以认为，回路电容也有3个连接点，分别接到三极管的3个极，因此也称为电容三点式振荡电路。改进电路常应用电感反馈式振荡电路。不足之处是，由于反馈电压取自L2，对高次谐波分量的阻抗大，输出波形中含较多的高次谐波，所以波形较差；图8.3.1分析可得到该电路的起振条件为为了克服调节范围小的缺点，常在L支路中串联一个容量较小的可调电容，用它来调节振荡频率。1所示，从以上振荡器看出，振荡器一般由四个部分组成。3）选频网络R为二次侧绕组的参数折合到一次侧绕组后的等效电阻。