第10章 正弦波振荡器1.ppt
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补充讲义在没有输入信号的条件下,能够自行产生一定幅度、一定频率的输出信号的电路。振荡器图10.1反馈放大器产生正弦波振荡的条件事实上,自激振荡器并不需要外部Ui激发。开关始终接在2端。只要接通电源,UO就会从无到有,逐渐增大,最后达到平衡,输出稳定的正弦波。整个过程实现由三个条件保证:要实现正弦波振荡还有一个条件:整个环路中必须含有选频网络(LC选频、RC选频或石英晶体选频),用来选出振荡频率。起振条件平衡条件振荡平衡条件可归纳如下:(1)根据振幅平衡条件,可以确定振荡幅度的大小并研究振幅的稳定。(2)根据相位平衡条件可以确定振荡器的工作频率和频率的稳定。稳幅电路稳定条件维持或者说维持与同相的条件。方法:如果能实现ω的变化引起的φΣ变化与外界因素引起的φΣ变化相反,则相位稳定平衡就可实现。以n=0为例,这一过程可用如下流程关系表示:根据选频网络不同,振荡器的分类:10.2RC正弦波振荡器图10.6RC串并联网络图10.6RC串并联网络幅频特性和相频特性表达式为根据以上两式可画出相应的频率特性曲线根据相位平衡条件,当ω=ωO时,由振幅起振条件求开环增益A通常R1或者Rf为热敏电阻。起到外稳幅的作用:R1是正温度系数,Rf是负温度系数。文氏电桥振荡器信号波形质量和稳定性好,故得到了广泛的应用。例:下图电路能否产生正弦波振荡?说明理由10.3LC正弦波振荡器10.3.1变压器耦合反馈式振荡器共射接法10.3.2三点式振荡器讨论:X1,X2,X3放置何种电抗元件,才能满足相位条件?为了满足相位条件,Uf与UO呈反相关系。三点式:“射同基反”:射极接的是相同性质的电抗元件,而基极接的是相反性质的电抗元件。10.3.2电容三点式振荡器电路1)画出该振荡器的交流等效电路,判断其电路类型2)求该振荡器的工作角频率ωOSC10.3.3电感三点式振荡器电路(b)交流通路图10.15(a)差分振荡器原理图图10.15(b)差分振荡器交流等效电路通过耦合电容CC2输出,外负载为RL。V1集电极外接的LC回路作为输出带通滤波器,不参与振荡器的工作,所以外负载不影响振荡器的工作,从而提高了振荡器的稳定性。该振荡器的工作频率根据起振条件AF>1,可求得满足起振条件的恒流源Io的数值范围10.4石英晶体振荡器图10.17石英谐振器的结构1)具有正反压电效应正压电效应是指在晶体片两个侧面上施加压力时,晶体片就会产生机械变形,与此同时,在它的表面上还会产生异性电荷。当外加电压频率等于晶体的固有频率时,振动幅度最大,称为谐振。3)具有各向异性石英晶体的性能各个方向不同。2.石英谐振器的电特性图10.18石英晶体的等效电路和电抗特性(c)某一频率等效电路;由于rq很小,当忽略它的影响时,等效电路两端的电抗10.4.3石英晶体振荡器电路石英晶体振荡器电路有两种:并联型石英晶体振荡器,串联型石英晶体振荡器。1.并联型石英晶体振荡器并联型石英晶体振荡器是把石英晶体当做电感元件使用。C图10.20并联型石英晶体振荡器(a)原理电路图10.20并联型石英晶体振荡器(b)交流等效电路说明图10.21用电抗曲线说明稳频原理2、串联型石英晶体振荡器图10.19串联型晶体振荡器