LCRC自激振蕩電路絕原理演示文稿

LCRC自激振蕩電路絕版原理演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有32頁\編輯于星期一第18章正弦波振蕩電路本章要求：1.了解正弦波振蕩電路自激振蕩的條件。2.了解LC振蕩電路和RC振蕩電路的工作原理。現(xiàn)在是2頁\一共有32頁\編輯于星期一正弦波振蕩電路用來產(chǎn)生一定頻率和幅值的正弦交流信號(hào)。它的頻率范圍很廣，可以從一赫以下到幾百兆以上；輸出功率可以從幾毫瓦到幾十千瓦；輸出的交流電能是從電源的直流電能轉(zhuǎn)換而來的。18.1自激振蕩常用的正弦波振蕩器LC振蕩電路:輸出功率大、頻率高。RC振蕩電路:輸出功率小、頻率低。石英晶體振蕩電路：頻率穩(wěn)定度高。應(yīng)用：無線電通訊、廣播電視，工業(yè)上的高頻感應(yīng)爐、超聲波發(fā)生器、正弦波信號(hào)發(fā)生器、半導(dǎo)體接近開關(guān)等。現(xiàn)在是3頁\一共有32頁\編輯于星期一1Su1.自激振蕩放大電路在無輸入信號(hào)的情況下，就能輸出一定頻率和幅值的交流信號(hào)的現(xiàn)象。開關(guān)合在“1”為無反饋放大電路。21Su開關(guān)合在“2”為有反饋放大電路，開關(guān)合在“2”時(shí),，去掉ui

仍有穩(wěn)定的輸出。反饋信號(hào)代替了放大電路的輸入信號(hào)。自激振蕩狀態(tài)2現(xiàn)在是4頁\一共有32頁\編輯于星期一2.自激振蕩的條件(1)幅度條件：(2)相位條件：n是整數(shù)相位條件意味著振蕩電路必須是正反饋；幅度條件表明反饋放大器要產(chǎn)生自激振蕩，還必須有足夠的反饋量(可以通過調(diào)整放大倍數(shù)A或反饋系數(shù)F達(dá)到)。自激振蕩的條件現(xiàn)在是5頁\一共有32頁\編輯于星期一3.起振及穩(wěn)幅振蕩的過程設(shè)：Uo

是振蕩電路輸出電壓的幅度，B是要求達(dá)到的輸出電壓幅度。起振時(shí)Uo

0，達(dá)到穩(wěn)定振蕩時(shí)Uo

=B。起振過程中Uo

<B，要求AuF

>

1，穩(wěn)定振蕩時(shí)Uo

=B，要求AuF

=

1，從AuF

>

1到AuF

=

1，就是自激振蕩建立的過程。可使輸出電壓的幅度不斷增大。使輸出電壓的幅度得以穩(wěn)定。起始信號(hào)的產(chǎn)生：在電源接通時(shí)，會(huì)在電路中激起一個(gè)微小的擾動(dòng)信號(hào)，它是個(gè)非正弦信號(hào)，含有一系列頻率不同的正弦分量?，F(xiàn)在是6頁\一共有32頁\編輯于星期一4.正弦波振蕩電路的組成(1)放大電路:放大信號(hào)(2)反饋網(wǎng)絡(luò):必須是正反饋，反饋信號(hào)即是

放大電路的輸入信號(hào)(3)選頻網(wǎng)絡(luò):保證輸出為單一頻率的正弦波

即使電路只在某一特定頻率下滿

足自激振蕩條件(4)穩(wěn)幅環(huán)節(jié):使電路能從AuF

>1，過渡到

AuF

=1，從而達(dá)到穩(wěn)幅振蕩?，F(xiàn)在是7頁\一共有32頁\編輯于星期一18.2RC振蕩電路RC選頻網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)同相比例電路放大信號(hào)用正反饋信號(hào)uf作為輸入信號(hào)選出單一頻率的信號(hào)1.電路結(jié)構(gòu)uf–+R++∞RFR1CRC–uO–+現(xiàn)在是8頁\一共有32頁\編輯于星期一2.RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性傳輸系數(shù)：。。RCRC。+–+–。式中

：

分析上式可知：僅當(dāng)=o時(shí)，達(dá)最大值，且u2與u1同相，即網(wǎng)絡(luò)具有選頻特性，fo決定于RC?，F(xiàn)在是9頁\一共有32頁\編輯于星期一u1u2u2與u1波形相頻特性（f）fo幅頻特性ffo13現(xiàn)在是10頁\一共有32頁\編輯于星期一3.工作原理輸出電壓uo經(jīng)正反饋（兼選頻）網(wǎng)絡(luò)分壓后，取uf

作為同相比例電路的輸入信號(hào)ui。(1)起振過程現(xiàn)在是11頁\一共有32頁\編輯于星期一(2)穩(wěn)定振蕩

A

=

0，僅在f

0處F=

0滿足相位平衡條件，所以振蕩頻率f

0=12RC。改變R、C可改變振蕩頻率RC振蕩電路的振蕩頻率一般在200KHz以下。(3)振蕩頻率

振蕩頻率由相位平衡條件決定。現(xiàn)在是12頁\一共有32頁\編輯于星期一振蕩頻率的調(diào)整++∞RFRCC–uO–+SSR1R2R3R3R2R1改變開關(guān)K的位置可改變選頻網(wǎng)絡(luò)的電阻，實(shí)現(xiàn)頻率粗調(diào)；改變電容C的大小可實(shí)現(xiàn)頻率的細(xì)調(diào)。振蕩頻率現(xiàn)在是13頁\一共有32頁\編輯于星期一（4）起振及穩(wěn)定振蕩的條件穩(wěn)定振蕩條件AuF

=1，|F|=1/3，則起振條件AuF

>1，因?yàn)閨F|=1/3，則考慮到起振條件AuF

>1,一般應(yīng)選取RF

略大2R1。如果這個(gè)比值取得過大，會(huì)引起振蕩波形嚴(yán)重失真。由運(yùn)放構(gòu)成的RC串并聯(lián)正弦波振蕩電路不是靠運(yùn)放內(nèi)部的晶體管進(jìn)入非線性區(qū)穩(wěn)幅，而是通過在外部引入負(fù)反饋來達(dá)到穩(wěn)幅的目的。現(xiàn)在是14頁\一共有32頁\編輯于星期一帶穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的電路(1)熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù)，利用它的非線性可以自動(dòng)穩(wěn)幅。在起振時(shí)，由于uO

很小，流過RF的電流也很小，于是發(fā)熱少，阻值高，使RF>2R1；即AuF>1。隨著振蕩幅度的不斷加強(qiáng)，uO增大，流過RF

的電流也增大，RF受熱而降低其阻值，使得Au下降，直到RF=2R1時(shí)，穩(wěn)定于AuF=1，

振蕩穩(wěn)定。半導(dǎo)體熱敏電阻R++∞RFR1CRC–uO–+現(xiàn)在是15頁\一共有32頁\編輯于星期一帶穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的電路(1)熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù)，利用它的非線性可以自動(dòng)穩(wěn)幅。半導(dǎo)體熱敏電阻R++∞RFR1CRC–uO–+穩(wěn)幅過程：思考：若熱敏電阻具有正溫度系數(shù)，應(yīng)接在何處？uotRFAu現(xiàn)在是16頁\一共有32頁\編輯于星期一帶穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的電路(2)IDUD振蕩幅度較小時(shí)正向電阻大振蕩幅度較大時(shí)正向電阻小利用二極管的正向伏安特性的非線性自動(dòng)穩(wěn)幅。R++∞RF2R1CRC–uO–+D1D2RF1穩(wěn)幅環(huán)節(jié)現(xiàn)在是17頁\一共有32頁\編輯于星期一帶穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的電路（2）R++∞RF2R1CRC–uO–+D1D2RF1圖示電路中，RF分為兩部分。在RF1上正反并聯(lián)兩個(gè)二極管，它們?cè)谳敵鲭妷簎O的正負(fù)半周內(nèi)分別導(dǎo)通。在起振之初，由于uo幅值很小，尚不足以使二極管導(dǎo)通，正向二極管近于開路此時(shí)，RF>2R1。而后，隨著振蕩幅度的增大，正向二極管導(dǎo)通，其正向電阻逐漸減小，直到RF=2R1，振蕩穩(wěn)定。現(xiàn)在是18頁\一共有32頁\編輯于星期一18.3LC振蕩電路

LC振蕩電路的選頻電路由電感和電容構(gòu)成，可以產(chǎn)生高頻振蕩(幾百千赫以上)。由于高頻運(yùn)放價(jià)格較高，所以一般用分離元件組成放大電路。本節(jié)只對(duì)

LC振蕩電路的結(jié)構(gòu)和工作原理作簡單介紹。現(xiàn)在是19頁\一共有32頁\編輯于星期一18.3.l變壓器反饋式LC振蕩電路1.電路結(jié)構(gòu)正反饋2.振蕩頻率即LC并聯(lián)電路的諧振頻率uf+–LC+UCCRLC1RB1RB2RECE－－放大電路選頻電路反饋網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在是20頁\一共有32頁\編輯于星期一在調(diào)節(jié)變壓器反饋式振蕩電路中，試解釋下列現(xiàn)象：

（1）對(duì)調(diào)反饋線圈的兩個(gè)接頭后就能起振；

（2）調(diào)RB1、RB2或RE的阻值后即可起振；

（3）改用β較大的晶體管后就能起振；

（4）適當(dāng)增加反饋線圈的圈數(shù)后就能起振；

（5）適當(dāng)增加L值或減小C值后就能起振；

（6）反饋太強(qiáng)，波形變壞；

（7）調(diào)整RB1、RB2或RE的阻值后可使波形變好；

（8）負(fù)載太大不僅影響輸出波形，有時(shí)甚至不能

起振。例1：現(xiàn)在是21頁\一共有32頁\編輯于星期一解:(2)調(diào)RB1、RB2或RE的阻值后即可起振；原反饋線圈接反，對(duì)調(diào)兩個(gè)接頭后滿足相位條件；(1)對(duì)調(diào)反饋線圈的兩個(gè)接

頭后就能起振；調(diào)阻值后使靜態(tài)工作點(diǎn)合適，以滿足幅度條件；(3)改用β較大的晶體管后就能起振；改用β較大的晶體管，以滿足幅度條件；LC+UCCRLC1RB1RB2RECE現(xiàn)在是22頁\一共有32頁\編輯于星期一解:(5)適當(dāng)增加L值或減小

C值后就能起振；增加反饋線圈的圈數(shù)，即增大反饋量，以滿足幅度條件；(4)適當(dāng)增加反饋線圈的圈數(shù)后就能起振；當(dāng)適當(dāng)增加L值或減小C值后,等效阻抗|Zo|增大，因而就增大了反饋量，容易起振；LC并聯(lián)電路在諧振時(shí)的等效阻抗LC+UCCRLC1RB1RB2RECE現(xiàn)在是23頁\一共有32頁\編輯于星期一解:(7)調(diào)整RB1、RB2或RE的阻值可使波形變好；反饋線圈的圈數(shù)過多或管子的β太大使反饋太強(qiáng)而進(jìn)入非線性區(qū)，使波形變壞。(6)反饋太強(qiáng)，波形變壞；調(diào)阻值,使靜態(tài)工作點(diǎn)在線性區(qū)，使波形變好；(8)負(fù)載太大不僅影響輸出波形，有時(shí)甚至不能起振。負(fù)載大，就是增大了LC并聯(lián)電路的等效電阻R。R的增大,一方面使|Zo|減小,因而反饋幅度減小,不易起振;也使品質(zhì)因數(shù)Q減小,選頻特性變壞,使波形變壞。

LC+UCCRLC1RB1RB2RECE現(xiàn)在是24頁\一共有32頁\編輯于星期一例2：正反饋?zhàn)⒁猓河盟矔r(shí)極性法判斷反饋的極性時(shí)，耦合電容、旁路電容兩端的極性相同，屬于選頻網(wǎng)絡(luò)的電容，其兩端的極性相反。+UCCC1RB1RB2RECELC試用相位平衡條件判斷下圖電路能否產(chǎn)生自激振蕩－－－現(xiàn)在是25頁\一共有32頁\編輯于星期一18.3.2三點(diǎn)式LC振蕩電路1.電感三點(diǎn)式振蕩電路正反饋放大電路選頻電路反饋網(wǎng)絡(luò)+UCCC1RB1RB2RECEL1CL2RC－－振蕩頻率通常改變電容C來調(diào)節(jié)振蕩頻率。反饋電壓取自L2振蕩頻率一般在幾十MHz以下?，F(xiàn)在是26頁\一共有32頁\編輯于星期一2.電容三點(diǎn)式振蕩電路正反饋放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)－－振蕩頻率通常再與線圈串聯(lián)一個(gè)較小的可變電容來調(diào)節(jié)振蕩頻率。反饋電壓取自C2+UCCC1RB1RB2RECEC1LC2RC反相振蕩頻率可達(dá)100MHz以上。選頻電路現(xiàn)在是27頁\一共有32頁\編輯于星期一例3：圖示電路能否產(chǎn)生正弦波振蕩,如果不能振蕩，加以改正。L+UCCC1RB1RB2RECEC2解：直流電路合理。旁路電容CE將反饋信號(hào)旁路，即電路中不存在反饋，所以電路不能振蕩。將CE開路，則電路可能產(chǎn)生振蕩。反饋電壓取自C1－－－正反饋現(xiàn)在是28頁\一共有32頁\編輯于星期一例4：半導(dǎo)體接近開關(guān)L2C2–UCCRE2T1RP1R2RE1CE1C1L1RP2L3T2T3KADR3RC2R4LC振蕩器開關(guān)電路射極輸出器繼電器半導(dǎo)體接近開關(guān)是一種無觸點(diǎn)開關(guān)，具有反映速度快、定位準(zhǔn)確、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。它在行程控制、定位控制、自動(dòng)計(jì)數(shù)以及各種報(bào)警電路中得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在是29頁\一共有32頁\編輯于星期一L2C2–UCCRE2T1RP1R2RE1CE1C1L1RP2L3T2T3KADR3RC2R4LC振蕩器開關(guān)電路射極輸出器繼電