正弦波振荡器

精品文档---下载后可任意编辑振荡电路是一种能量转换装置，它无需外加信号，就能自动地将直流电能转换成具有一定频率、一定幅度和一定波形的沟通信号。振荡器按输出信号波形的不同，可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器两类。本章将讨论正弦波振荡器，先介绍自激振荡的概念、产生自激振荡的条件及用相位平衡条件判别电路能否起振，然后介绍正弦波振荡电路的基本工作原理及 RC 振荡器、LC 振荡器和石英晶体振荡器的结构特点及应用。4.1 自激振荡自激振荡假如在输入端不外接信号，只是将输出信号的一部分正反馈到输入端以代替输入信号，输出端仍有一定频率和幅度的信号输出，这种现象称为自激振荡。自激振荡不仅在振荡电路中产生，在放大电路中也可能产生，例如现实生活中在使用扩音机时，假如话筒和音箱的位置安排不合适时，此时虽然没有输入信号，音箱中仍可能会出现啸叫声，这其实也是一种自激振荡，这时的自激振荡是有害的，应尽量消除。而在振荡电路中，则正是利用自激振荡来工作。振荡条件产生自激振荡的条件常用图 4-1 所示框图来 分析。 N 是放大电路，放大系数为 A，F 是反馈电路，反馈系数为。当开关 S 接在 2 位置时，放大电路的输入端与正弦波信号相接，输出电压：＝。通过反馈电路得到反馈电压：＝。 4-1 产生自激振荡的条件若适当调整放大电路和反馈电路的参数，使＝，即两者大小相等，相位相同。再将开关 S 接到 1 位置，反馈电压即可代替原来的输入信号，仍维持输出电压不变，这样，整个电路就成为一个自激振荡电路。由此可知：因 ＝ （4-1）故 ＝˙Uo˙A （4-2）即 ＝1 （4-3）式（4-3）即为自激振荡的条件。因为＝A∠ϕ A(4-4）＝F∠ϕF （4-5）式（4-5）即可用向量的模和幅角来表示。＝AF∠(ϕ A ＋ϕ F)由此可得到自激振荡的两个条件：(1) 幅值平衡条件 AF＝1 (4-6)(2) 相位平衡条件 ＋＝2nπ (4-7)实际的振荡电路并不需要外接信号源，而是靠电路本身“自激”起振。在振荡电路接通电源的瞬间，电路中的电流突变，以及电路内不可避开的噪声和干扰，都成为了振荡电路的原始信号。这些原始信号都很微弱，但只要起振时 AF>1，这些微弱的信号通过放大→正反馈→放大→再反馈……如此反复循环，就可以由小到大，迅速的振荡起来。由于三极管是非线性元件，当信号幅度增加到一定程度，必将使三极管工作到非线性区，放大电路的放大倍数降低，输出信号幅度的增加越来越少，最后达到一个相对稳定的...