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文档介绍:克拉泼电路
震荡电路是模拟电路中必修的一部分,三点式震荡电路更是信号 产生的必要电路,最近研究了一下三点式震荡电路,克拉泼电路,现 在来分享一下最近的研究过程。
最近有个项目,为了生成正弦波,因此对三点式震荡电路稍微学 习了一下。三点式克拉泼电路
震荡电路是模拟电路中必修的一部分,三点式震荡电路更是信号 产生的必要电路,最近研究了一下三点式震荡电路,克拉泼电路,现 在来分享一下最近的研究过程。
最近有个项目,为了生成正弦波,因此对三点式震荡电路稍微学 习了一下。三点式震荡电路分为电容三点式和电感三点式。
Xi
首先,根据正弦波震荡电路的震荡条件可知,正弦波震荡电路就 是一个没有输入信号的带选频网络的正弦反馈放大电路。其放大电路 方框图如下所示:
Xo
基本放大电路A
A。
Xf
反蜜电路F
如图所示,Xi是输入信号,Xo是输出信号,Xf是输出经过反馈电路后 的信号,Xa是输入和反馈信号共同作用的结果。
图中:
X,+X/=Xa
(1)
Xf =X°*F
(2)
X°=Xa*A
(3)
Xa=X,.+X/
(4)
由于可知,如放大电路的Xa=Xf,则去掉输入端Xi所形成的闭环系统, 其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号。
则:
乎=令*圭=1或AF=1 (5)
Xa
设人=人2以,F = FMf,则可得:
AF = AFA3&+8f=l (6)
|AF|=AF = 1 (7)
说 + = 2 以,〃 =1,2,3..... (8)
式(7)称为振幅平衡条件,式(8)称为相位平衡条件。这是正弦波 震荡电路持续产生震荡的两个条件。
根据百度百科的说法,克拉泼震荡电路是三点式电容震荡电路的改进 电路,其输出的正弦波更加的稳定。电容三点式振荡器,当需要改变 频率而调节振荡回路的电容参数时,也会影响电路的起振,为此,把 一个电容C串入振荡回路的电感支路中,这样改变电容C就可以调节 振荡频率,而不影响电路的起振。
克拉泼电路如图所示:
图中,Rl, R2, R3, R4与三极管组成放大电路。C1是旁路电容,作
用是隔直通交;C3, C2, C4, L1组成谐振电路,REQ为负载。
克拉泼震荡电路特点:
1、 克拉泼震荡电路输出波形稳定。
2、 克拉泼震荡电路的频率稳定度高,工作频率可以做的较高,达到 几十赫兹到几百赫兹甚至更高的范围。
3、 克拉泼震荡电路的三极管工作在放大区,因此要设计三极管静态 工作点。
4、 为了满足AF=1,因此克拉泼震荡电路的回路应该要满足振幅平衡 条件。
根据克拉泼电路的设计准则,可以分为三步。1、选择三极管。2、设 计直流偏置电路。3、设计回路。
1、选择三极管:
根据其常用实际元器件,选择B=ioo.
2、设计直流偏置电路:
根据放大电路方框图可知,当整个电路稳定输出正弦波时,反馈信号 和Xa相等,因此:
(10)
F*_知
Xa
如图所示。
Xo
基本放大电路A
Xf
反馈电路F
因此单设计A或者F即可,若要产生正弦波F一般设计在”-说,太 小或者太大均不容易起振。
根据震荡原理可知,振荡器LC回路的三个端点与晶体管的三个电极 分别连接构成的电路即为三端式振荡器,示意图如下。三点式LC正 弦波振荡器的组成法则是:与晶体管发射极相连的两个电抗元件应为 同性质的电抗,即同为电容或者电感,而与晶体管集电极和基极相连 的电抗元件应与前者性质相反,即为电感或者电容。
在电容式震荡电路中,Zee与Zeb为容性,Zeb为感性。
其中F = ^o由于晶体管射极接地,电压为0, Vf=-Veb,由于有负号, Vce
因此产生180度相位移动,与Vbe和Vce间的180度相位移动而合成 360度,满足正反馈相位的条件。
在F确定后,其振幅增加的主要是靠提高震荡管的静态电流值。但是 如果静态电流值取得太大,震荡管容易进入饱和区,输出阻抗降低使 震荡波形失真。所以一般取人。=-4mA。
对于三极管放大电路设计如下:
根据三极管放大电路的设计准则,电路图如下:
在三极管工作在放大状态的情况下,工程上一般取Vbq= (3-5) V, li=
(5-10) Ibq,但是因为这里用的VCC仅有3V,则取VBq=
D
寸*“ =
设 Ri=10k,求得 R2=
集电极电流
■〜/ _ ^BQ -Vbeq 〜VBQ
CQ 〜1 EQ 一 ~ 〜
0 K4
设 lco = 3/M ,则取人 4 =330。,VB£0= Vo
基极电流
CQ 3湖
m — = = mA
BQ (3 100
集电极-射极