高等职业技术教育电子电工类系列教材：西安电子科技大学出版社《电子技术基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第6章 正弦波振荡器

第章弦波振荡器 第6章正弦波振荡器 6.1自激振荡原理 6.,2RC振荡器 6.3LC振荡器 BACK

第6章 正弦波振荡器 第6章 正弦波振荡器 6.1 自激振荡原理 6.2 RC振荡器 6.3 LC振荡器

第章弦波振荡器 6.1自激振荡原理 6.1.1振荡演示 在图6.1所示电路中,把直流电源Uc调到12V,闭 开关S1、S2。用示波器观察输出端U是一个稳定的正弦波 交流信号。这时我们观察到的振荡器与前面所讲的放大电 路不同,放大电路是把输入端一个较小的交流信号放大成 个较大的交流信号;而振荡电路在没有输入信号的情况 下,输岀端将输岀一个交流信号,这种情况称为自激振荡。 那么振荡器是怎样在没有外加输入信号的情况下产生自激 振荡的呢?下面具体分析其工作原理

第6章 正弦波振荡器 6.1 自激振荡原理 6.1.1 在图6.1所示电路中，把直流电源UCC调到12V，闭合 开关S1、S2。用示波器观察输出端Uo是一个稳定的正弦波 交流信号。这时我们观察到的振荡器与前面所讲的放大电 路不同，放大电路是把输入端一个较小的交流信号放大成 一个较大的交流信号；而振荡电路在没有输入信号的情况 下，输出端将输出一个交流信号，这种情况称为自激振荡。 那么振荡器是怎样在没有外加输入信号的情况下产生自激 振荡的呢？下面具体分析其工作原理

第章弦波振荡器 R1 R +U 15kQ 10 kQ IMQ 0.01uF R3 + C47μF 3⊥100k 47μF 47uF 1009 15k2001μF 3kQ 2 kQ 2 kQ 100μF 图6.1自激振荡演示电路

第6章 正弦波振荡器 ＋ 47 F C4 2 k R4 10 k R6 V1 ＋ 2 k R8 C5 R3 100 k 1 M Rp2 ＋UCC 47 F Rp1 10 k S2 ＋ C3 47 F S1 R1 15 k C1 0.01 F R2 15 k 0.01 F C2 R5 2 k R7 3 k R9 100  ＋ C6 100 F ＋ － Uo V2 R10 2 k 图6.1 自激振荡演示电路

第章弦波振荡器 612自激振荡条件 在图62所示电路中,若将开关S合在2端,就是一 交流电压的放大电路,当输入信号电压为U,输出 电压为U,其放大倍数为A,则 U=AU

第6章 正弦波振荡器 6.1.2 在图6.2所示电路中，若将开关S合在2端，就是一 个交流电压的放大电路，当输入信号电压为 ，输出 电压为 ，其放大倍数为 ，则  Ui  A  Uo    Uo = AUi

第章弦波振荡器 图62自激振荡产生

第6章 正弦波振荡器 ＋ － Ube . A ＋ . － Ui . S 1 2 ＋U －f . F . Uo . 图6.2 自激振荡产生

第章弦波振荡器 如果将输岀电压通过反馈支路反馈到输入端,反馈 电压为Ur,并使Ur=U;,用反馈信号电压代替输入 信号U/这就是将开关合在端,则输出电压仍保持不 变。这时放大电路就转变成了自激振荡电路,从而使我 们得到了自激振荡的条件为Ur=U1,这就是自激振 荡的幅值条件和相位条件

第6章 正弦波振荡器 如果将输出电压通过反馈支路反馈到输入端，反馈 电压为 ，并使 = ，用反馈信号电压代替输入 信号 ，这就是将开关合在1端，则输出电压仍保持不 变。这时放大电路就转变成了自激振荡电路，从而使我 们得到了自激振荡的条件为 ，这就是自激振 荡的幅值条件和相位条件。 U i  U f  U f  U f  =  U f U i 

第章弦波振荡器 1.幅值条件 因为 U=FU Ui 所以 AU (6-2) 式中U为反馈电压L为输出电压;A为放大倍数 F为反馈系数。 例如,放大电路的放大倍数A=100,则反馈系 数就应为F≌001,这样才能满足振荡的幅值条件

第6章 正弦波振荡器 1. 幅值条件 = 1 = =         o o i f o AU A U U FU U 所以 (6—2) 式中 为反馈电压; 为输出电压; 为放大倍数; 为反馈系数。 U f  U o   A  F 例如，放大电路的放大倍数A=100，则反馈系 数就应为F≥0.01，这样才能满足振荡的幅值条件

第章弦波振荡器 2相位条件 因为U/与U同相位,所以 qa+9r=2m(n=0,1,2) (6-3) 若放大器将输入信号U相移了±180°,那么反馈 支路必须将输出信号U相移±180°,也就是说为正反 馈时,才能满足振荡的相位条件

第6章 正弦波振荡器 2.相位条件 因为 与 同相位,所以 若放大器将输入信号 相移了±180° ，那么反馈 支路必须将输出信号 相移±180° ，也就是说为正反 馈时，才能满足振荡的相位条件。 U f  U i  U f  U o  + = 2 n (n = 0,1,2) a  f  (6—3)

第章弦波振荡器 613自激振荡的建立及稳幅问题 凡是振荡电路,均没有外加输入信号,那么,电路接 通电源后是如何产生自激振荡的呢?这是由于在电路中存 在着各种电的扰动(如通电时的瞬变过程、无线电干扰、 工业干扰及各种噪声等),使输入端有一个扰动信号。这 个不规则的扰动信号可用傅氏级数展开成一个直流和多次 谐波的正弦波叠加。如果电路本身具有选频、放大及正反 馈能力,电路会自动从扰动信号中选出适当的振荡频率分 量,经正反馈,再放大,再正反馈,使Ur>U,即 AF|>1,从而使微弱的振荡信号不断增大,自激振 荡就逐步建立起来,如图6.3所示

第6章 正弦波振荡器 6.1.3 自激振荡的建立及稳幅问题 凡是振荡电路，均没有外加输入信号，那么，电路接 通电源后是如何产生自激振荡的呢？这是由于在电路中存 在着各种电的扰动（如通电时的瞬变过程、无线电干扰、 工业干扰及各种噪声等），使输入端有一个扰动信号。这 个不规则的扰动信号可用傅氏级数展开成一个直流和多次 谐波的正弦波叠加。如果电路本身具有选频、放大及正反 馈能力，电路会自动从扰动信号中选出适当的振荡频率分 量，经正反馈，再放大，再正反馈，使 ，即 ，从而使微弱的振荡信号不断增大，自激振 荡就逐步建立起来，如图6.3所示。 U f Ui    1   AF

第章弦波振荡器 AAIFf BAV BEO BE 图63振荡电压的建立

第6章 正弦波振荡器 i B i B (i C ) I Q BQ o uBE uBE o UBE t I BAV UBEQ o t 图6.3 振荡电压的建立