Z0 Z 2 1 jQ
1
感性
|Z| Z0
容性
0
2 1 Q 0
2
arctgQ
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2
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9.3.2 变压器反馈式LC振荡电路 1. 电路结构 2. 相位平衡条件 3. 幅值平衡条件 d g T 通过选择高 值 /gm 和 R 的 BJT 、 s g FET 和调整变压器的匝数比，可 Cg F 1 ,电路可以起振。 A 以满足 4. 稳幅 BJT/FET进入非线性区，波形 出现失真，从而幅值不再增加，达到稳幅目的。 5. 选频 虽然波形出现了失真，但由于LC谐振电路的Q值很高，选 1 频特性好，所以仍能选出ω0= 的正弦波信号。
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9 正弦波信号产生电路
9.1 正弦波振荡器的振荡条件 9.2 RC正弦波振荡器 9.3 LC正弦波振荡器 9.4 非正弦波振荡器 基本要求: 1 掌握正弦波振荡的相位平衡条件、幅度平衡条件 2 理解RC串并联式正弦波振荡电路、LC振荡器的工作原理 3 掌握RC和LC振荡电路能否自激的判别及振荡频率的计算
•放大电路 Av 为电压串联负反 馈，具有Ri高，Ro低的特点 Av为同相比例运算电路
1 A v
Rf R1
•Z1、Z2、R1、Rf构成一个四臂电桥
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2. RC串并联选频网络的选频特性 Z1 R (1/ jC ) R Z 2 R //(1 / jC ) 1 jRC
首端 C1 中间端 C2 尾端 L 首端 L1 中间端 L2 尾端 C
电感三点式
适当选取L2/L1可起振
对高次谐波阻抗大，输 出谐波分量大，波形不 理想
适当选取C2/C1可起振
对高次谐波阻抗小，输 出波形好
电容三点式
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2. 电感三点式振荡电路 中间点交流接地，首 端与尾端相位相反
RDS AV
AV 3
AV FV 1 稳幅
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●采用非线性元件 (3)正反并联二极管 当vo很小，D1、D2截止
起振 当 vo 较大， D1 、 D2 之一导通， R3’ 变 小 ， 且 vo 增 大 RD 减 小 ， 直 至 Vom，Av趋于3
R1
1 则振荡电路满足振幅平衡条件 AV FV 3 1 3
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4. 振荡频率与振荡波形
因 0
f 0, a 0
a f 2n
1 时， RC
(+) (+)
(+)
(+)
电路满足相位平衡条件
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9.1 正弦波振荡器的振荡条件
•
正弦波振荡电路
– 没有输入信号，依靠自激振荡产生正弦波输 出信号的电路
•
组成：
1. 2. 3. 4. 放大电路 正反馈网络 选频网络 稳幅环节
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1 振荡条件
正反馈框图如图示。 （注意与负反馈方框 图的差别） X X X
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Z
L
C
R j( L
1 ) C

RC RC L ( 0 )( 0 ) 02 L 1 j 1 j (1 2 ) R 2 R
L
L
Z0为谐 振阻抗
相对失谐量 偏离0的程度
当Z仅局限于0附近时， 近似有=0, -0=
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2 起振条件
| A() F () | 1 振幅平衡条件 a ( ) f ( ) 2n 相位平衡条件
•是平衡条件，电路处于稳态振荡 •要使电路自行振荡，需满足起振条件
| A() F () | 1 a ( ) f ( ) 2n
反馈
o
a 180
f 180
o
o
a 0
o
f 0o
a f 360
a f 0 o
满足相位平衡条件
满足相位平衡条件 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础
上页Βιβλιοθήκη 下页25 / 459.3.3 LC三点式振荡电路 1. 三点式LC并联电路 仍然由LC并联谐振电路构成选频网络 中间端的瞬时电位一定在首、尾端 电位之间。 三点的相位关系 A. 若中间点交流接地，则首端与尾端 相位相反。 B. 若首端或尾端交流接地，则其他两 端相位相同。
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R
VDD
1 即振荡频率为 f 0 2 LC
LC
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VCC M vo Rb1
(+) (+)
VCC Rb1 b C1 Rb2 e Re M (+) L
(+) (+) c
C
(+) b
L c (-) T e
C
×
Rb2
T
(+)
×
C1
Re
Ce
反馈
30 20 10 0 10 20 30 40
D/V
iD/ A
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例如文氏桥典型电路
+ ×
+
-
+
T2
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例 9-1 ：根据相位平衡条件，利用瞬时极性法判断以下电路能 否振荡
Rb1 RC1 RC2 +Vcc
a i f
F 1 若环路增益 A X ， 则 X a f
仍有稳定的输出 ，X 去掉 X o i F F A A F ( ) 又 A a f a f 所以振荡条件为
| A() F () | 1 振幅平衡条件 a ( ) f ( ) 2n 相位平衡条件
AV 1
R2 R3 3.3 3 R1
当Av＝3时 输出电压的幅值：
VO VDon VO R1 R 2 R1 3
VBR
40
iD/mA
20 15 10 5
Vth
0.2 0.4 0.6 0.8 死区
3VOR1 3VDonR1 VOR1 VOR2
3VDon R 1 VO 电子技术基础精品课程 模拟电子技术基础 2R 1 R—— 2
1 所以，振荡频率为 f 0 2RC
Av
若适当调整负反馈的强弱，使Av的值在起振时略大于3， 达到稳幅时Av=3，
1 则，输出频率为 f 0 的正弦波。 2RC
RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波 上页 下页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础
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0 ) 0 ( 0) 0
3
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FV 32 (
1
0 2 ) 0
(
f arctg
0 ) 0
3
当 0 1 或 f f0
RC
1 2RC 1 3
幅频响应有最大值 FVmax 相频响应
f 0
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3. 振荡的建立与稳定
当 0
1 时， RC
(+) (+)
f 0
用瞬时极性法判断可知，
(+)
(+)
a 0
a f 2n
电路满足相位平衡条件
Av
此时若放大电路的电压增益为 AV 1 Rf 3
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●采用非线性元件 (2) 工 作 在 可 变 电 阻 区的场效应管(JFET) D 、R4 、C 3 整流滤波 T 压控电阻
AV 1
iD
Rp3 R3 RDS
vGS=0V -1V -2V -3V vDS
3
稳幅原理
V o
一般只要调节RP3、RP4
VGS (负值)
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9.3.1 LC选频放大电路 9.3.2 变压器反馈式LC振荡电路
9.3.3 三点式LC振荡电路
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9.3 LC正弦波振荡器
9.3.1 LC选频放大电路 1. 并联谐振回路 一般有 R L 则 1 ( R jL) L jC C Z Z 1 1 R jL R j( L ) jC C 1 1 电路谐振。 0 当 时， 0
LC
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LC
为谐振频率
等效损耗电 阻
与V 同相 谐振时阻抗最大，且为纯阻性，容抗等于感抗， I S O L Q Z0 Q0 L RC 0 C 0 L 1 1 L 为品质因数(几十～几百) 其中 Q R 0 RC R C I QI I I 同时有 I 即I C L S C L S 上页 下页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础
F 1 → 稳定振荡时， F 1 起振时， A A