LC正弦波振蕩電路識讀

1、LC正弦波振蕩電路識讀 模擬電子技術(shù) LC正弦波振蕩電路識讀由于通用運(yùn)算放大電路適用的頻率比較低，而LC正弦波振蕩電路常用于產(chǎn)生較高頻率的正弦波，因此常見的LC正弦波振蕩電路都由分立元件組成，必要時(shí)還采用共基極電路。典型的LC正弦波振蕩電路有三種：變壓器反饋式振蕩電路；電感反饋式振蕩電路；電容反饋式振蕩電路。 LC正弦波振蕩電路識讀16.2.1 變壓器反饋式正弦波振蕩電路 1、電路結(jié)構(gòu)典型的變壓器反饋式振蕩電路如圖所示，圖中B1為變壓器，有三個(gè)繞組，繞組L接晶體管VT1的集電極，繞組L1用來產(chǎn)生反饋電壓，第三個(gè)繞組L2輸出正弦波電壓，RL為負(fù)載。繞組中的兩個(gè)黑點(diǎn)，表示它們是這兩個(gè)繞組的同名端，

2、即同為繞組饒制時(shí)的“頭”或“尾”。 LC正弦波振蕩電路識讀16.2.1 變壓器反饋式正弦波振蕩電路 2、放大電路右圖所示的振蕩電路所使用的放大電路是由晶體管VT1組成的共射極放大電路。該電路采用分壓偏置方式，Rb1和Rb2為基極電阻，Re為發(fā)射極電阻，形成直流負(fù)反饋，用以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。Ce為旁路電容，避免Re對交流信號形成負(fù)反饋。與普通共集電極放大電路不同，圖中的放大電路以LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為集電極負(fù)載。 LC正弦波振蕩電路識讀 3、反饋、選頻網(wǎng)絡(luò)特性電路選頻、反饋網(wǎng)絡(luò)由變壓器初級繞組LC并聯(lián)回路和次級繞組L1組成。16.2.1 變壓器反饋式正弦波振蕩電路 LC正弦波振蕩電路識讀 3、反饋、選頻網(wǎng)

3、絡(luò)特性分析選頻網(wǎng)絡(luò)特性前，首先復(fù)習(xí)LC并聯(lián)回路的頻率特性。當(dāng)LC回路兩端電壓為U時(shí)，流過電路的電流電流為I，用表示電流和電壓之間的位相差，Z表示LC回路的等效阻抗的大小。LC回路的幅頻特性：由右圖所示。輸入信號頻率等于諧振頻率f0時(shí)，阻抗達(dá)到最大值，偏離這一頻率時(shí)，阻抗下降，頻率趨于零或無窮大，阻抗趨于零。諧振頻率f0等于：16.2.1 變壓器反饋式正弦波振蕩電路 LC正弦波振蕩電路識讀 LC回路的相頻特性： 由右下圖所示。信號頻率等于諧振頻率f0時(shí)，電壓與電流之間的位相差為零，頻率趨向零時(shí)，位相差等于90，頻率趨于無窮大時(shí)，位相差等于90?？梢?，以LC并聯(lián)回路為集電極負(fù)載的放大電路具有選頻特

4、性。當(dāng)信號頻率等于LC回路的諧振頻率時(shí)，回路有最大阻抗，因此該頻率下放大電路有最大的放大倍數(shù)（共射極放大電路的放大倍數(shù)與集電極阻抗成正比），而且無附加相移。對于其他頻率的信號，不但放大倍數(shù)的數(shù)值下降，而且會(huì)有附加相移。16.2.1 變壓器反饋式正弦波振蕩電路 LC正弦波振蕩電路識讀 反饋電壓極性分析：繞組L1給出反饋電壓，經(jīng)電容C1耦合至放大電路的基極。是否構(gòu)成正反饋，決定于繞組的方向，可以判別，按照圖中所示的繞組方向，所構(gòu)成的為正反饋。用瞬時(shí)極性判別法，設(shè)放大電路輸入端極性為“+”，因共射極放大電路的倒相作用，集電極的極性為“”，繞組L加黑點(diǎn)的一端極性為“+”，繞組L1中加黑點(diǎn)的極性和L中黑

5、點(diǎn)端同極性，也應(yīng)該為“+”極性，經(jīng)電容C1耦合至輸入端，和原假設(shè)的極性相同，因此構(gòu)成正反饋。16.2.1 變壓器反饋式正弦波振蕩電路 LC正弦波振蕩電路識讀 4、起振條件和振蕩頻率可以證明起振條件為：16.2.1 變壓器反饋式正弦波振蕩電路式中為晶體管VT1的電流放大倍數(shù)；rbe為發(fā)射結(jié)電阻；R為折合到LC諧振回路的等效損耗電阻，包括電感L的直流電阻等；M為繞組L和L1之間的互感。由上式可以看出，選擇高的晶體管，減小互感M等有助于滿足起振條件。 LC正弦波振蕩電路識讀 總結(jié)：16.2.1 變壓器反饋式正弦波振蕩電路1、LC正弦波振蕩電路結(jié)構(gòu)如右圖所示；2、起振條件為： 3、振蕩頻率等于LC回路

6、的諧振頻率，等于： LC正弦波振蕩電路識讀 總結(jié)：16.2.1 變壓器反饋式正弦波振蕩電路變壓器反饋式振蕩電路的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：容易滿足起振條件；振蕩頻率較高；輸出波形失真不大，因此應(yīng)用范圍廣。缺點(diǎn)：使用變壓器，體積和重量都比較大；輸出電壓和反饋電壓靠磁路耦合，因耦合不緊密而損耗較大；變壓器鐵芯容易產(chǎn)生電磁干擾；振蕩頻率穩(wěn)定性不高。 LC正弦波振蕩電路識讀 1、電路結(jié)構(gòu)16.2.2 電感反饋式正弦波振蕩電路電感反饋式振蕩電路如圖所示。與變壓器反饋電路相比較，變壓器初級加了一個(gè)抽頭，次級只有一個(gè)繞組，用來向負(fù)載輸出。變壓器初級繞組三個(gè)端點(diǎn)分別接到晶體管的三個(gè)極，上方的端點(diǎn)經(jīng)電容C1接VT1的基極；下

7、方的端點(diǎn)接VT1的集電極；中間的端點(diǎn)經(jīng)電源、電容Ce接VT1的發(fā)射極。由于結(jié)構(gòu)上的這一特點(diǎn)，電感反饋式振蕩電路也稱電感三點(diǎn)式振蕩電路。 LC正弦波振蕩電路識讀 2、放大電路16.2.2 電感反饋式正弦波振蕩電路 放大電路和變壓器反饋振蕩電路中的相同，也是共射極選頻放大電路。 3、反饋、選頻網(wǎng)絡(luò)特性 反饋電壓從電感L1獲得，可用瞬時(shí)極性判別法判斷所構(gòu)成的為正反饋。 4、振蕩頻率 即為（L1+L2）和C組成的并聯(lián)諧振電路的諧振頻率f0，它等于： LC正弦波振蕩電路識讀 2、放大電路16.2.2 電感反饋式正弦波振蕩電路 放大電路和變壓器反饋振蕩電路中的相同，也是共射極選頻放大電路。 3、反饋、選頻

8、網(wǎng)絡(luò)特性 反饋電壓從電感L1獲得，可用瞬時(shí)極性判別法判斷所構(gòu)成的為正反饋。 4、振蕩頻率 即為（L1+L2）和C組成的并聯(lián)諧振電路的諧振頻率f0，它等于： LC正弦波振蕩電路識讀 5、起振條件為： 16.2.2 電感反饋式正弦波振蕩電路式中為晶體管VT的電流放大倍數(shù)，rbe為VT的發(fā)射結(jié)電阻，RL為（包括負(fù)載電阻RL等）折合到VT管集電極與發(fā)射極之間的等效并聯(lián)總損耗電阻。 6、優(yōu)缺點(diǎn)：電感反饋式電路的優(yōu)點(diǎn)是：L1和L2之間的耦合緊密，輸出信號振幅大；當(dāng)C采用可變電容時(shí)，輸出信號頻率可調(diào)，且調(diào)節(jié)范圍較大，最高頻率可以達(dá)到幾十兆赫。缺點(diǎn)是：輸出電壓中唱含有高次諧波，因此，常用于對波形要求不高的場合

9、，例如高頻加熱器、接收機(jī)的本機(jī)振蕩等。 LC正弦波振蕩電路識讀 1、電路結(jié)構(gòu)16.2.3 電容反饋式正弦波振蕩電路 電容反饋式振蕩電路如圖所示，與電感反饋式電路相比較，圖中LC諧振電路中兩個(gè)電感L1和L2被換成電容C1和C2，電容C被換成電感L。這樣改變的目的是為了改善輸出電壓的波形。諧振電路中兩個(gè)電容C1、C2的三個(gè)端點(diǎn)分別接到晶體管VT的三個(gè)極，由于這種結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，電感反饋式振蕩電路也稱電容三點(diǎn)式振蕩電路。 LC正弦波振蕩電路識讀16.2.3 電容反饋式正弦波振蕩電路 2、放大電路晶體管VT組成共射極放大電路，電阻Rb1、Rb2為基極偏置電阻，RC為集電極電阻，Re為發(fā)射極電阻，形成直流

10、負(fù)反饋，用以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。Ce為旁路電容，避免Re對交流信號形成負(fù)反饋。 LC正弦波振蕩電路識讀 3、反饋、選頻網(wǎng)絡(luò)特性16.2.3 電容反饋式正弦波振蕩電路 反饋電壓由電容C2經(jīng)耦合電容C3耦合至晶體管VT的基極。設(shè)基極瞬時(shí)極性為“+”，因共發(fā)射極放大電路的倒相作用，集電極極性為“”，C1上方端極性為“”，下方端極性為“+”，C2上方端極性為“”，下方端極性為“+”，經(jīng)電容C3耦合，加到基極的電壓極性為“+”，與原極性相同，因此構(gòu)成正反饋。 LC正弦波振蕩電路識讀 4、振蕩頻率16.2.3 電容反饋式正弦波振蕩電路 振蕩頻率f0即為（C1+ C2）、L并聯(lián)諧振電路的諧振頻率，它等于：5、起振條件為：式中為晶體管VT的電流放大倍數(shù)，rbe為VT的發(fā)射結(jié)電阻，RL為集電極電阻RC