第八章 正弦波振荡电路

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第八章      正弦波振荡电路
分析振荡产生的机理和条件,讨论正弦波振荡电路的一般结构和分析方法,介绍常见的RC硫酸钙晶须LC和石英晶体正弦波振荡电路的组成和工作原理。
第一节    正弦波振荡电路的基本原理
一个放大电路通常在输入端外加信号时才有输出。如果在它的输入端不外接信号的情况下,在输出端仍有一定频率和幅度的信号输出,这种现象就是放大电路的自激振荡。自激振荡对于放大电路是有害的,它破坏了放大电路的正常工作状态,需要加以避免和消除。但在振荡电路中,自激却是有益的。对于自激振荡的频率和幅度加以选择和控制,就可构成正弦波振荡器。
振荡电路既然不需外接输入信号,那么它的输出信号从何而来?这就是我们要讨论的振荡电路能产生自激振荡的原因和条件。
一、振荡的条件
在图61中,是放大电路,是反馈网络。当将开关S接在端点1上时,就是一般的开环放大电路,其输入信号电压为,输出信号电压为在线服务系统如果将输出信号通过反馈网络反馈到输入端,反馈电压为,并设法使,即两者大小相等,相位相同。那么,反馈电压就可以代替外加输入信号电压,来维持输出也就是说将开关S接在端点2,除去外加信号而接上反馈信号,输出信号仍将保持不变,即不需输入而靠反馈来自动维持输出。这时,放大器就变为自激振荡器了。
由以上的讨论可知,要维持自激振荡,必须满足即反馈信号与输入信号大小相等,相位相同。由于放大电路的开环电压放大倍数为
,则1称为环路增益)。因此,振荡电路维持自激振荡的条件是:=1
=1
称为幅值平衡条件。其物理意义为:信号经放大电路和反馈网络构成的闭环回路后,幅值保持不变,既无增加也无衰减。
2nπ(nmuhdpe合金管012……)
称为相位平衡条件。其物理意义为:信号经放大电路和反馈网络构成的闭环回路后,总相移为2nπ,即振荡电路必须满足正反馈。
需要强调的是,这里所说的幅值平衡条件,是指振荡电路已进入稳幅振荡而言的。如果一个正弦波振荡电路,使它的恒等于1。则在接通电源时,放大电路的输入信号、输出信号和反馈信号均等于零。由于连体滑雪服=1条件的限制,这种信号为零的状态将维持不变。因此必须有一个外加正弦信号在输入端激励一下,电路才能正常振荡。这显然是不符合实用要求的。
二、振荡的物理过程
一个实际的正弦波振荡电路,在接通电源时,靠各种电扰动所形成的微弱激励信号,经过由小到大逐步建立起稳幅振荡。因此,振荡电路要产生振荡,必须满足
>1
称为起振条件。电路起振后,由于环路增益大于1,所以振荡幅度逐渐增大。当信号达到一定幅度时,因为受电路中非线性元件的限制,使值下降,最后达到=1的平衡条件。满足振荡平衡条件后,假如因某种外界因素的影响使振荡幅度增大或减小,依靠电路中非线性元件的幅度特性,必须使振幅向相反方向变化,以保证振荡幅度稳定在一定的大小,维持等幅振荡。
由于振荡电路中存在有选频电路,所以,具有各种频率成分的电扰动激励信号,在振荡的建立过程中,将产生由选频电路所决定的某一频率的振荡建立过程。其振荡的建立过程可概括如下:支撑板
接通电源后,各种电扰动─→放大─→选频─→正反馈─→再放大─→再选频─→再正反馈……─→振荡器输出电压↑─→器件进入非线性区─→稳幅振荡。
在实际的振荡电路中,常引入负反馈来稳幅,以改善振荡波形。其基本稳幅原理是:当振荡器输出幅度增大时,负反馈加强;反之,负反馈减弱。选择适当的负反馈深度,就可使振荡电路的输出,在有源器件进入非线性区之前,就稳定在某一数值。从而避免了振荡波形的非线性失真。
三、正弦波振荡电路的组成
由以上的分析可知,一个正弦波振荡电路必须有以下几个基本组成部分:
放大电路──用以放大振荡功率,补偿振荡电路的损耗,并向负载提供振荡输出功率。
正反馈网络──引入正反馈,保证,即将振荡器输出的一部分能量,反馈到输入端,以维持振荡。
选频网络──用于确定振荡频率,使电路只产生单一频率的正弦振荡。选频网络常与反馈网络结合在一起,即同一个网络既有选频作用,又起正反馈作用。
浮油收集器稳幅电路──用以限制输出电压幅值,确定振荡的稳态振幅。
四、正弦波振荡电路的分析方法
正弦波振荡电路分析的任务主要有两个:一是判断电路能否产生振荡;二是估算振荡频率,并求其起振条件。

本文发布于:2023-05-22 00:44:30,感谢您对本站的认可!

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