山东理工大学：《电工学（电子技术）》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章正弦波振荡电路

根据输出信号波形的不同，振荡电路可分为正弦波振荡电路和非正弦波振荡电路。本章从基本原理等方面进行简要介绍。

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第五章正孩波振荡电路 5.1产生正孩波振荡的条件自激振荡放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定频率和幅值的交流信号的现象。开关合在“1”为无反馈放大电路。 A Uo AUi F 开关合在“2”为有反馈放大电路如果：U=心 U。=AUe 开关合在“2”时，去掉，仍有稳定的输出。反馈信号代替了放大电路的输入信号。章目录上一页下一页返回退出

章目录上一页下一页返回退出第五章正弦波振荡电路 5.1 产生正弦波振荡的条件自激振荡放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定频率和幅值的交流信号的现象。开关合在 “1”为无反馈放大电路。 UO Au Ui  =  开关合在“2” 为有反馈放大电路 UO Au Uf  =  Uf Ui 如果：  =  开关合在“2”时, 去掉ui仍有稳定的输出。反馈信号代替了放大电路的输入信号。 1 Ui  UO  S A 2 Uf  F

5.1.1自激振荡的条件自激振荡的条件 0。=AU Ur=FUo →AF=1 U。=AF。即：A L F2=1 (1)幅度条件： (2)相位条件： PA+pp=±2nm n是整数相位条件意味着振荡电路必须是正反馈：幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，还必须有足够的反馈量（可以通过调整放大倍数A或反馈系数F达到）。章目录上一页下一页返回退出

章目录上一页下一页返回退出 5.1.1 自激振荡的条件 (1) 幅度条件： Au F = 1 1 即： Au  A  F  F = (2) 相位条件：  A + F =  2nπ n是整数相位条件意味着振荡电路必须是正反馈；幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，还必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数A 或反馈系数F 达到) 。 U A U O u f • = U A FU O O u • • = 1 A F u • • = U F U f O • = 自激振荡的条件

5.1.2正弦波振荡电路的组成 (1)放大电路：放大信号 (2)反馈网络：必须是正反馈，反馈信号即是放大电路的输入信号 (3)选频网络：保证输出为单一频率的正弦波即使电路只在某一特定频率下满足自激振荡条件 (4)稳幅环节：使电路能从AF>1,过渡到 AF=1,从而达到稳幅振荡。章目录上一页下一页返回退出

章目录上一页下一页返回退出 5.1.2 正弦波振荡电路的组成 (1) 放大电路: 放大信号 (2) 反馈网络: 必须是正反馈，反馈信号即是放大电路的输入信号 (3) 选频网络: 保证输出为单一频率的正弦波即使电路只在某一特定频率下满足自激振荡条件 (4) 稳幅环节: 使电路能从AuF  >1 ，过渡到 AuF  =1，从而达到稳幅振荡

5.1.3 正弦波振荡电路的类型 LC振荡电路：输出功率大、频率高。 RC振荡电路：输出功率小、频率低。石英晶体振荡电路：频率稳定度高。章目录上一页下一页返回退出

章目录上一页下一页返回退出 5.1.3 正弦波振荡电路的类型 LC振荡电路:输出功率大、频率高。 RC振荡电路:输出功率小、频率低。石英晶体振荡电路：频率稳定度高

5.2RC正弦波振荡电路一、电路结构选出单一频率的信号 00 RC选频网络正反馈网络用正反馈信号wr 作为输入信号同相比例电路选频网络放大电路章目录上一页下一页返回退出

章目录上一页下一页返回退出 5.2 RC正弦波振荡电路 RC选频网络正反馈网络放大电路用正反馈信号uf 作为输入信号选出单一频率的信号一、电路结构 uf – + R + + ∞ RF R1 C R C – uO – + 同相比例电路选频网络

二、RC串并联选频网络的选频特性传输系数： R F U3+j( u2 式中： 00= RC 分析可知：仅当Q=Q时，U/U=1/3达最大值，且2与w1同相，即网络具有选频特性，f。决定于RC。章目录上一页下一页返回退出

章目录上一页下一页返回退出二、 RC串并联选频网络的选频特性传输系数：。。 R C R C 。 + – + – 。 2 o 1 o 1 3 j( ) U F U     • • = = + − 式中： RC 1 o = 分析可知：仅当 = o时，U2  U1=1  3达最大值，且 u2 与 u1 同相 , 即网络具有选频特性, fO 决定于RC。 u1 u2

振荡频率的调整 K 振荡频率 Wo ∫。= 2πRC 米CR 改变开关K的位置可改变选频网络的电阻，实现频率粗调；改变电容C的大小可实现频率的细调。章目录上一页下一页返回退出

章目录上一页下一页返回退出振荡频率的调整 + + ∞ RF R C C – uO – + K K R3 R2 R1 R3 R2 R1 改变开关K的位置可改变选频网络的电阻，实现频率粗调；改变电容C 的大小可实现频率的细调。 RC f  = 2 1 o 振荡频率

三、起振及稳定振荡的条件起振条件AF>1,因为|F=1/3,则 A=1+ R 稳定振荡条件AF=1,|F=1/3,则 A=1+ =3 R 考虑到起振条件A,F>1,一般应选取R略大2R1。如果这个比值取得过大，会引起振荡波形严重失真。由运放构成的RC串并联正弦波振荡电路是靠运放通过在外部引入负反馈来达到稳幅的目的。章目录上一页下一页返回退出

章目录上一页下一页返回退出三、起振及稳定振荡的条件稳定振荡条件AuF = 1 ，| F |= 1/ 3，则起振条件AuF > 1 ，因为 | F |=1/ 3，则 1 3 1 = +  R R A F u 考虑到起振条件AuF > 1, 一般应选取 RF略大2R1。如果这个比值取得过大，会引起振荡波形严重失真。 1 3 1 = + = R R A F u 由运放构成的RC串并联正弦波振荡电路是靠运放通过在外部引入负反馈来达到稳幅的目的

带稳幅环节的电路() 热敏电阻具有负温度半导体系数，利用它的非线性可热敏电阻以自动稳幅。在起振时，由于uo很 0 小，流过R的电流也很小，于是发热少，阻值高，使 RF>2R1;即AwF>1。 Wo 随着振荡幅度的不断加强， R R uo增大，流过R的电流也增大，R受热而降低其阻值，使得Au下降，直到R=2R时，稳定于AF=1, 振荡稳定。章目录上一页下一页返回退出

章目录上一页下一页返回退出带稳幅环节的电路(1) 热敏电阻具有负温度系数，利用它的非线性可以自动稳幅。在起振时，由于 uO很小，流过RF的电流也很小，于是发热少，阻值高，使 RF >2R1；即AuF>1。随着振荡幅度的不断加强， uO增大，流过RF的电流也增大，RF受热而降低其阻值，使得Au下降，直到RF=2R1时，稳定于AuF=1，振荡稳定。半导体热敏电阻 R + + ∞ RF R1 C R C – uO – +

半导体热敏电阻具有负温度热敏电阻系数，利用它的非线性可以自动稳幅。 R 稳幅过程：若热敏电阻具有正温度系数，应接在何处？章目录上一页下一页返回退出

章目录上一页下一页返回退出热敏电阻具有负温度系数，利用它的非线性可以自动稳幅。半导体热敏电阻 R + + ∞ RF R1 C R C – uO – + 稳幅过程：思考：若热敏电阻具有正温度系数，应接在何处？ uO t RF Au

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