文档介绍：第十八章正弦波振荡器§18-1 自激振荡条件 :产生正弦波振荡振荡器是带选频网络的正反馈放大器,正反馈是为了满足起振条件,选频网络是为了保证振荡波形是所需频率的正弦波,放大器把直流能量转化为交流。振荡器直流电源 u 0 图18-1 (见下图) 1 : dU ? 0U ? fU ?( A ) ( F )(正反馈) 放大器反馈网络 dU ?A ?0 U ?F ?f U ?振荡器图18-2振荡器组成方框图 2 如果与同相,说明是正反馈,当正反馈足够强,反馈到输入端的电压 U f大于净输入电压 U d,则反馈电压可以代替原净输入电压,使反馈继续下去,输出电压将得以保持,放大器变成了振荡器。可见,电路起振条件是: fU ? dU ?①. U f 与U d同相(相位条件)②. U f > U d ( 幅度条件) 写成复数的形式,即 dUAU ???? 0dfUFAUFU ???????? 0 由于 dfUU ???( 18-1 ) dU ? 0U ? fU ?( A ) ( F )(正反馈) 第(81) 页 3 于是,式( 18-1 )起振条件变成形式: 1?FA ??( 18-2 ) 令称为环路增益。 FAT ?????则)(jjjj FA FAT AFe Fe Ae Te T ???????????起振条件的一般理论表示式为(或)1?T0? T?? 360 ??( 18-2 ) 或者(或者)1? AF 0?? FA???360 ??( 18-3 ) dU ? 0U ? fU ?( A ) ( F )(正反馈) 4 当电路满足起振条件时,一旦电路的净输入端出现一个信号电压,那怕是极小的电压,在 AF >1的条件下,经过多次放大反馈再放大再反馈的循环,电路输出将逐步增大,但不会无限制地增大。这是由于一旦振荡电压幅度达到一定程度,放大电路将进入截止与饱和状态,放大器的有效放大倍数将随之降低,最后,使环路增益由 AF >1变为 AF = 1 ,振荡器达到平衡状态, ,振荡幅度不再增加。 dfUU? : ?高频振荡器低频振荡器 5 本章主要讲变压器反馈振荡器,三点式 LC 振荡器以及 RC 振荡器。?按波形: 正弦波振荡器脉冲振荡器锯齿波振荡器等?按电路: 变压器反馈式振荡器三点式振荡器晶体振荡器 RC 振荡器等 6 §18-2 LC 18-3 是其原理图。为了具有选频作用,使振荡器仅振荡在一个频率上,晶体三极管集电极负载采用 LC 谐振回路。经变压器耦合,反馈到三极管输入端。由于共发放大器有倒相作用,反馈网络亦应该有倒相作用,从而保证与同相。为此,变压器初次级同名端要求按图 18-3 所示确定。 fU ? dU ? Mu fL fLCu 0U dR e 反馈网络放大器 图18-3变压器反馈式 LC 振荡器原理图第(82) 页 7 式中, R e是 LC 谐振回路两端总的谐振阻抗。 R e应该计及: LC 回路本身的损耗电阻 R e0 ;振荡器负载电阻 R L 折算到回路两端的等效损耗电阻 R L';放大器输入电阻 R i折算到回路两端的等效损耗电阻 R i'。图 18-4 是实用电路。 C B,C E对交流均视为短路。该电路振荡频率 LC f?2 1 0?( 18-4 ) 在振荡频率上, LC 回路谐振。放大器电压增益 embe eRgr RA?????( 18-5 ) +R B1R B2C BR EC E +CLL fM 图18-4 变压器反馈式 LC 正弦波振荡器 8 则 iLeeR //R //RR ??? 0变压器反馈的反馈系数推导如下: 因LjIU L??? 0?次级感应电压 MjIU Lf??????则L MLjI MjIU UF L L f?????????????? 0于是,起振条件 1??????L MRg)L M(RgFA em em??( 18-6 ) 式( 18-6 )表明,晶体管跨导 g m越大,回路等效谐振阻抗R e越大(回路损耗越小),或者互感耦合 M越大,越容易满足幅度起振条件而起振。 L fLC R eR e0R iR L 图18-5 LC 回路的等效谐振阻抗 LL fM I Lf U ?0 U ?图18-6 反馈网络 9 共发电路输入、输出有 180 ?相移,另外,当回路电流 I 流过 C 1与C 2,若以 0点为交流电位参考点,则 M点与 N点也有 180 ?相移, 于是与必定同相,满足相位起始条件。 dU ? fU ?二. 三点式振荡器 LC 振荡器(考尔毕兹振荡器) 把振荡回路电容分成两个