正弦波振荡电路课件.ppt
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下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页17.317.3振荡电路中的正反馈振荡电路中的正反馈17.3.117.3.1自激振荡自激振荡自激振荡自激振荡17.3.217.3.2RCRC振荡电路振荡电路振荡电路振荡电路17.3.317.3.3LCLC振荡电路振荡电路振荡电路振荡电路下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页本节要求:
本节要求:
本节要求:
本节要求:
1.1.了解正弦波振荡电路自激振荡的条件。
了解正弦波振荡电路自激振荡的条件。
了解正弦波振荡电路自激振荡的条件。
了解正弦波振荡电路自激振荡的条件。
2.2.了解了解了解了解LCLC振荡电路和振荡电路和振荡电路和振荡电路和RCRC振荡电路的工作原理。
振荡电路的工作原理。
振荡电路的工作原理。
振荡电路的工作原理。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦交流信号。
交流信号。
交流信号。
交流信号。
它的频率范围很广,可以从一赫以下到它的频率范围很广,可以从一赫以下到它的频率范围很广,可以从一赫以下到它的频率范围很广,可以从一赫以下到几百兆以上;输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦;几百兆以上;输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦;几百兆以上;输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦;几百兆以上;输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦;输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。
输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。
输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。
输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。
17.3.1自激振荡自激振荡常用的正弦波振荡器常用的正弦波振荡器常用的正弦波振荡器常用的正弦波振荡器LCLC振荡电路振荡电路振荡电路振荡电路:
输出功率大、频率高。
输出功率大、频率高。
输出功率大、频率高。
输出功率大、频率高。
RCRC振荡电路振荡电路振荡电路振荡电路:
输出功率小、频率低。
输出功率小、频率低。
输出功率小、频率低。
输出功率小、频率低。
石英晶体振荡电路:
频率稳定度高。
石英晶体振荡电路:
频率稳定度高。
石英晶体振荡电路:
频率稳定度高。
石英晶体振荡电路:
频率稳定度高。
应用:
应用:
应用:
应用:
无线电通讯、广播电视,工业上的高频感无线电通讯、广播电视,工业上的高频感无线电通讯、广播电视,工业上的高频感无线电通讯、广播电视,工业上的高频感应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体接近开关等。
接近开关等。
接近开关等。
接近开关等。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页11SSuu1.1.自激振荡自激振荡自激振荡自激振荡放大电路在无输入信号的情况下,就能输出一定放大电路在无输入信号的情况下,就能输出一定放大电路在无输入信号的情况下,就能输出一定放大电路在无输入信号的情况下,就能输出一定频率和幅值的交流信号的现象。
频率和幅值的交流信号的现象。
频率和幅值的交流信号的现象。
频率和幅值的交流信号的现象。
开关合在开关合在开关合在开关合在“1”1”为无反为无反为无反为无反馈放大电路馈放大电路馈放大电路馈放大电路:
2211SSuu开关合在开关合在开关合在开关合在“2”2”为有反为有反为有反为有反馈放大电路馈放大电路馈放大电路馈放大电路:
开关合在开关合在开关合在开关合在“2”2”时,去掉时,去掉时,去掉时,去掉uuii仍有稳定的输出。
仍有稳定的输出。
仍有稳定的输出。
仍有稳定的输出。
反馈信号代替了放大电路的输入信号。
反馈信号代替了放大电路的输入信号。
反馈信号代替了放大电路的输入信号。
反馈信号代替了放大电路的输入信号。
自激振荡状态自激振荡状态自激振荡状态自激振荡状态22下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页2.2.自激振荡的条件自激振荡的条件自激振荡的条件自激振荡的条件
(1)
(1)幅度条件:
幅度条件:
幅度条件:
幅度条件:
(2)
(2)相位条件:
相位条件:
相位条件:
相位条件:
nnnn是整数是整数是整数是整数相位条件相位条件相位条件相位条件意味着振荡电路必须是意味着振荡电路必须是意味着振荡电路必须是意味着振荡电路必须是正反馈正反馈正反馈正反馈;幅度条件幅度条件幅度条件幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡,还表明反馈放大器要产生自激振荡,还表明反馈放大器要产生自激振荡,还表明反馈放大器要产生自激振荡,还必须有足够的反馈量必须有足够的反馈量必须有足够的反馈量必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数可以通过调整放大倍数可以通过调整放大倍数可以通过调整放大倍数AA或或或或反馈系数反馈系数反馈系数反馈系数FF达到达到达到达到)。
自激振荡的条件自激振荡的条件自激振荡的条件自激振荡的条件下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页3.3.起振及稳幅振荡的过程起振及稳幅振荡的过程起振及稳幅振荡的过程起振及稳幅振荡的过程设:
设:
设:
设:
UUoo是振荡电路输出电压的幅度,是振荡电路输出电压的幅度,是振荡电路输出电压的幅度,是振荡电路输出电压的幅度,BB是要求达到的输出电压幅度。
是要求达到的输出电压幅度。
是要求达到的输出电压幅度。
是要求达到的输出电压幅度。
起振时起振时起振时起振时UUoo0000,达到稳定振荡时,达到稳定振荡时,达到稳定振荡时,达到稳定振荡时UUoo=BB。
起振过程中起振过程中起振过程中起振过程中UUoo11,稳定振荡时稳定振荡时稳定振荡时稳定振荡时UUoo=BB,要求,要求,要求,要求AAuuFF=11,从从从从AAuuFF11到到到到AAuuFF=11,就是自激振荡建,就是自激振荡建,就是自激振荡建,就是自激振荡建立的过程。
立的过程。
立的过程。
立的过程。
可使输出电压的幅度不断增大。
可使输出电压的幅度不断增大。
可使输出电压的幅度不断增大。
可使输出电压的幅度不断增大。
使输出电压的幅度得以稳定。
使输出电压的幅度得以稳定。
使输出电压的幅度得以稳定。
使输出电压的幅度得以稳定。
起始信号的产生:
起始信号的产生:
起始信号的产生:
起始信号的产生:
在电源接通时,会在电路中激起在电源接通时,会在电路中激起在电源接通时,会在电路中激起在电源接通时,会在电路中激起一个微小的扰动信号,它是个非正弦信号,含有一一个微小的扰动信号,它是个非正弦信号,含有一一个微小的扰动信号,它是个非正弦信号,含有一一个微小的扰动信号,它是个非正弦信号,含有一系列频率不同的正弦分量。
系列频率不同的正弦分量。
系列频率不同的正弦分量。
系列频率不同的正弦分量。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页4.4.正弦波振荡电路的组成正弦波振荡电路的组成正弦波振荡电路的组成正弦波振荡电路的组成
(1)
(1)放大电路放大电路放大电路放大电路:
放大信号放大信号放大信号放大信号
(2)
(2)反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络:
必须是正反馈,反馈信号即是必须是正反馈,反馈信号即是必须是正反馈,反馈信号即是必须是正反馈,反馈信号即是放大电路的输入信号放大电路的输入信号放大电路的输入信号放大电路的输入信号(3)(3)选频网络选频网络选频网络选频网络:
保证输出为单一频率的正弦波保证输出为单一频率的正弦波保证输出为单一频率的正弦波保证输出为单一频率的正弦波既:
使电路只在某一特定频率下满既:
使电路只在某一特定频率下满既:
使电路只在某一特定频率下满既:
使电路只在某一特定频率下满足自激振荡条件足自激振荡条件足自激振荡条件足自激振荡条件(4)(4)稳幅环节稳幅环节稳幅环节稳幅环节:
使电路能从使电路能从使电路能从使电路能从AAuuFF11,过渡到,过渡到,过渡到,过渡到AAuuFF=1=1,从而达到稳幅振荡。
,从而达到稳幅振荡。
,从而达到稳幅振荡。
,从而达到稳幅振荡。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页17.3.2RC振荡电路振荡电路RCRC选频网络选频网络选频网络选频网络正反馈网络正反馈网络正反馈网络正反馈网络同相比例电路同相比例电路同相比例电路同相比例电路放大信号放大信号放大信号放大信号用正反馈信号用正反馈信号用正反馈信号用正反馈信号uuff作为输入信号作为输入信号作为输入信号作为输入信号选出单一频率选出单一频率选出单一频率选出单一频率的信号的信号的信号的信号1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构uf+R+RFR1CRCuO+下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页2.RC2.RC串并联选频网络的选频特性串并联选频网络的选频特性串并联选频网络的选频特性串并联选频网络的选频特性传输系数:
传输系数:
传输系数:
传输系数:
。
RRCCRRCC。
+。
式中式中式中式中:
分析上式可知:
仅当分析上式可知:
仅当分析上式可知:
仅当分析上式可知:
仅当=oo时,时,时,时,达最大达最大达最大达最大值,且值,且值,且值,且uu22与与与与uu11同相同相同相同相,即网络具有选频特性,即网络具有选频特性,即网络具有选频特性,即网络具有选频特性,ffoo决决决决定于定于定于定于RCRC。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页u1u2u2与与u1波形波形相频特性相频特性(f)fo幅频特性幅频特性ffo13下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页3.3.工作原理工作原理工作原理工作原理输出电压输出电压输出电压输出电压uuoo经正反馈(兼选频)网络分压后,经正反馈(兼选频)网络分压后,经正反馈(兼选频)网络分压后,经正反馈(兼选频)网络分压后,取取取取uuff作为同相比例电路的输入信号作为同相比例电路的输入信号作为同相比例电路的输入信号作为同相比例电路的输入信号uuii。
(1)起振过程起振过程下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页
(2)稳定振荡稳定振荡A=0,仅在,仅在f0处处F=0满足相位平衡条件,满足相位平衡条件,所以振荡频率所以振荡频率f0=12RC。
改变改变R、C可改变振荡频率可改变振荡频率RC振荡电路的振荡频率一般在振荡电路的振荡频率一般在200KHz以下。
以下。
(3)振荡频率振荡频率振荡频率由相位平衡条件决定。
振荡频率由相位平衡条件决定。
下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页振荡频率的调整振荡频率的调整振荡频率的调整振荡频率的调整+RRFFRRCCCCuuOO+SSSSRR11RR22RR33RR33RR22RR11改变开关改变开关改变开关改变开关KK的位置可改变选频的位置可改变选频的位置可改变选频的位置可改变选频网络的电阻,实现频率粗调;网络的电阻,实现频率粗调;网络的电阻,实现频率粗调;网络的电阻,实现频率粗调;改变电容改变电容改变电容改变电容CC的大小可实现频率的大小可实现频率的大小可实现频率的大小可实现频率的细调。
的细调。
的细调。
的细调。
振荡频率振荡频率下一页下一页总目录总目录章目录章目录返回返回上一页上一页(44)起振及稳定振荡的条件)起振及稳定振荡的条件)起振及稳定振荡的条件)起振及稳定振荡的条件稳定振荡条件稳定振荡条件稳定振荡条件稳定振荡条件AAuuFF=1=1,|FF|=1/3|=1/3,则,则,则,则起振条件起振条件起振条件起振条件AAuuFF11,因为,因为,因为,因为|FF|=1/3|=1/3,则,则,则,则考虑到起振条件考虑到起振条件AuF1,一般应选取一般应选取RF略大略大2R1。
如果这个比值取得过大,会引起振荡波形严重失真。
如果
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