波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路市公開課一等獎省賽課獲獎課件

模擬電子技術基礎課件波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第1頁內容回顧一、產生正弦波振蕩條件產生正弦波振蕩平衡條件:幅值平衡條件(n為整數(shù))相位平衡條件電路起振條件。波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第2頁正弦波振蕩條件二、RC串并聯(lián)選頻網絡輸入電壓輸出電壓當f=f0

時波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第3頁三、RC橋式正弦波振蕩電路同相百分比運算放大電路；RC串、并聯(lián)選頻網絡、反饋網絡。+Uf

-╳放大電路滿足幅值條件相位條件即可。波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第4頁8.1.3LC正弦波振蕩電路一、LC諧振回路1、LC選頻網絡當信號頻率較高時，通常選取LC正弦波振蕩電路，即選頻網絡為LC電路—LC并聯(lián)網絡。波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第5頁2、LC選頻網絡頻率特征中間存在一個f0，使網絡呈純阻性f較低時:網絡呈感性f較高時:網絡呈容性此時電路阻抗最大，理想情況為無窮大。這時電路產生電流諧振，電場能與磁場能相互轉換。波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第6頁電路諧振頻率理想時：假如將LC并聯(lián)選頻網絡作為共射放大電路集電極負載，則組成選頻放大電路。波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第7頁3、選頻放大電路當f=f0時，電路放大倍數(shù)最大，

假如電路引入正反饋，并能用反饋電壓取代輸入信號Ui。則電路就組成了正弦波振蕩電路。RC且無附加相移。波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第8頁依據引入反饋方式不一樣，LC正弦波振蕩電路分為：變壓器反饋式振蕩電路L反饋式振蕩電路C反饋式振蕩電路三種電路方式波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第9頁振蕩電路變壓器反饋式振蕩電路L反饋式振蕩電路C反饋式振蕩電路正弦波振蕩電路非正弦波振蕩電路RC正弦波振蕩電路LC正弦波振蕩電路按選頻網絡分：根據引入反饋方式波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第10頁二、變壓器反饋式振蕩電路利用變壓器將Uf

引回到輸入端。變壓器同名端、異名端概念：利用瞬時極性法判斷變壓器—兩端極性相同為同名端（用相同符號表示出來）；兩端極性相反為異名端。波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第11頁變壓器線圈同名端和異名端相位關系波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第12頁異名端相位相反+–+–同名端相位相同+–+–同名端,輸出和輸入極性、相位相同異名端,輸出和輸入極性、相位相反波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第13頁下面詳細分析變壓器反饋式振蕩電路（如圖所表示）1、觀察電路組成：存在

①放大電路、②選頻網絡、

③正反饋網絡、

④以及用晶體管非線性實現(xiàn)穩(wěn)幅四個組成部分。共射放大電路LC并聯(lián)網絡變壓器反饋波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第14頁2、判斷電路能否正常工作：靜態(tài)工作點適當交流信號正常放大放大電路正常工作波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第15頁3、利用瞬時極性法判斷電路是否滿足相位平衡條件：（1）斷開反饋與輸入端連接。（2）加ui,設上+下-，得到N1上+下-,得到N2上+下-,得到uf

極性。uf

與ui相位相同，引入正反饋，滿足相位平衡條件。+–++ui-波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第16頁優(yōu)點:

變壓器反饋式振蕩電路易于產生振蕩,輸出電壓波形失真小,應用范圍廣泛。4、存在穩(wěn)幅步驟：利用晶體管非線性實現(xiàn)穩(wěn)幅。另外幅值條件：當電路參數(shù)選擇適當時，此條件極易滿足。缺點：變壓器原、付邊線圈耦合不緊密，即輸出電壓與反饋電壓耦合不緊密，損耗較大，振蕩頻率穩(wěn)定性不高。–+波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第17頁三、電感反饋式振蕩電路P414+––+中間抽頭交流接地，各端點相位關系：電感兩端相位相反。波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第18頁+––+首端或尾端抽頭交流接地，各端點相位關系：中間與另外一端相位相同中間抽頭交流接地，電感兩端相位相反；首端或尾端抽頭交流接地,中間與另外一端相位相同。波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第19頁電感反饋式振蕩電路克服變壓器原、付邊線圈耦合不緊密缺點。1、電路—組成、工作情況；2、利用瞬時極性法判斷電路是否滿足正弦波振蕩相位條件：uf與ui相位相同，引入正反饋，滿足相位平衡條件。斷開反饋與輸入端連接uf加頻率為f0ui信號，設ui極性為+，信號經放大電路到N2極性為上+下-,得到uf

極性。–++波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第20頁電感反饋式振蕩電路優(yōu)點:電感反饋式振蕩電路N1與N2之間耦合緊密，當C采取可變電容時，能夠取得調整范圍較寬振蕩頻率，最高振蕩頻率可達幾十兆赫。缺點:輸出電壓波形中常含有高次諧波。慣用在對波形要求不高場所。波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第21頁四、電容反饋式振蕩電路（又為電容三點式電路，三個電容分別接到晶體管三個極）+––+波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第22頁電容反饋式振蕩電路1、電路—組成、工作情況2、利用瞬時極性法判斷電路是否滿足正弦波振蕩相位條件：uf與ui相位相同，引入正反饋，滿足相位平衡條件。斷開反饋與輸入端連接,加頻率為f0

ui

信號；設ui極性為+，信號經放大電路到C2極性為上-下+,得到uf

極性。–+波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第23頁兩種電路比較：將電感反饋式振蕩電路中C換成L，L換成C，并將置換后兩個C公共端接地，并增加RC，就得到了電容反饋式振蕩電路。波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第24頁注意：在分析電路時，幅值條件在電路參數(shù)適當時極易滿足。所以判斷電路是否為振蕩電路，只要判斷電路是否正常工作，判斷電路相位平衡條件即可。在單管放大電路中,共射放大電路、共基放大電路電壓放大倍數(shù)較大,幅值條件易滿足,能夠組成振蕩電路。

共集放大電路（射極輸出器）因為Au≤1,幅值條件不易滿足，所以，共集放大電路普通不能組成振蕩電路。

**正確判斷電路形式，確定uf與ui相位關系，最終確定電路是否能夠組成振蕩電路。波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第25頁為了確保電路實現(xiàn)正弦波振蕩相位條件----電路引回正反饋，假如放大電路本身存在相位移,則需要利用移相來實現(xiàn)引回到輸入端信號與輸入信號相位相同，組成振蕩電路。+Ui-+Uo-Uo滯后Ui

相移0~90o+Ui-+Uo-Uo超前Ui

相移0~90o波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第26頁判斷電路能否產生正弦波振蕩。P4718.4所以存在使相移為＋180?（φF＝＋180?）頻率，即存在滿足正弦波振蕩相位條件頻率f0（此時φA＋φF＝0?）；且在f＝f0時有可能滿足起振條件＞1，故可能產生正弦波振蕩。#解：圖（a）所表示電路有可能產生正弦波振蕩。因為共射放大電路輸出電壓和輸入電壓反相（φA＝－180?），且圖中三級移相電路為超前網絡，在信號頻率為0到無窮大時必定有信號頻率使相移為＋270?～0?.波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第27頁

解：圖（b）所表示電路有可能產生正弦波振蕩。因為共射放大電路輸出電壓和輸入電壓反相（φA＝－180?），且圖中三級移相電路為滯后網絡，在信號頻率為0到無窮大時相移為0?～－270?.所以存在使相移為－180?（φF＝－180?）頻率，即存在滿足正弦波振蕩相位條件頻率f0，此時φA＋φF＝－360?；且在f＝f0時有可能滿足起振條件＞1，故可能產生正弦波振蕩。波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第28頁例1電路如圖所表示，Cb為旁路電容，C1為耦合電容，對交流信號均視為短路。為使電路可能產生正弦波振蕩，試說明變壓器原邊線圈和副邊線圈同名端。正弦波振蕩電路例題ui++波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第29頁解：①電路為共基電路。②利用瞬時極性法判斷：變壓器原邊線圈下端和副邊線圈上端為同名端；或者說原邊線圈上端和副邊線圈下端為同名端。ui++波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第30頁例2更正如圖所表示電路中錯誤，使之有可能產生正弦波振蕩。要求不能改變放大電路基本接法。解：更正后電路以下列圖所表示：???波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第31頁1、LC選頻網絡電路諧振頻率理想時2、變壓器反饋式振蕩電路內容總結波形的發(fā)生和信號的轉換LC正弦波振蕩電路第32頁3、電感反饋式振蕩電路uf4、電容反饋式振蕩電路作業(yè):P473-4748.10b,c.