弦波振荡电路
1. 电路组成 2. RC串并联选频网络的选频特性 3. 振荡电路工作原理 4. 稳幅措施
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1. 电路组成
又称文氏电桥振荡电路
反馈网络兼做选频网络
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2. RC串并联选频网络的选频特性
反馈系数
FV ( s ) Vf ( s ) Z2 sCR Vo ( s ) Z1 Z 2 1 3 sCR ( sCR ) 2
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石英晶体振荡电路
石英晶体的基本特性和等效电路
一、基本特性
压电效应：在石英晶片的两极加一电场，晶片将产 生机械变形；若在晶片上施加机械压力，在晶片相应的 方向上会产生一定的电场。 压电谐振：晶片上外加交变电压的频率为某一特定 频率时，振幅突然增加。
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二、等效电路
串联谐振频率 符号：
fs
1 2 LC
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3. 基本结论
正弦波持续振荡的两个条件是：
①振幅平衡条件（幅值条件） AF=1
②相位平衡条件
①放大电路 ②正反馈
a ( ) f ( ) 2n
从电路结构上来看，一个振荡电路必须满足三个条件：
③选频网络（只对某一固定频率发生振荡）
欲使振荡电路自行建立振荡，则必需满足
AF 1
AV 1 Rp3 R3 RDS 3
稳幅原理
Vo
VGS (负值)
RDS
AV
AV 3
AV FV 1 稳幅
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（3）采用非线性元件二极管
end
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9.3 LC正弦波振荡电路
9.3.1 LC并联谐振回路选频特性 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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正反馈放大电 路如图示。（注意 与负反馈方框图的 差别）
Xa Xi Xf
AF
A 1 AF
若环路增益 AF 1
则 X a X f ， 去掉 X i ， X o 仍有稳定的输出 则称电路发生 自激振荡 又 AF AF a f AF a f
R
C
R
(b) 正反馈，能振荡
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习题 3
RP 在0~5k内可调。稳幅后rd=500 ，求（1）RP 的值；（2）振荡频 率。
RP
D1 R2
4.5k
R1
2k
（1）放大电路增益 解：
RP ( rd // R2 ) AV 1 R1
– A + R
D2
vO
C
0.01 F
C
0.01 F
R 10k
C 0.01u R3 A R2 RP R1 DZ VZ= 6V vO
vP +
–
R 10k C 0.01u
vN
VRP
幅度较小时， AV 3
Vo
幅度增大到稳压管击穿时，
RP和R1的电流、 R2的压降不变
AV
Vo
VN 负反馈系数 F V
o
稳幅时 VN VP 1 Vom 3
R
10k
稳幅时
得
AV 3
10k
RP 2 R1 ( rd // R2 ) 3.55k
（2）振荡频率
1 fo 2RC
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习题 4
解：（1）极性 RP R2 3 （2） AV 1 R1 RP R2 2 R1 10.2k 1 1591.5Hz （3） f 0 2RC （4） 稳幅原理
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等效损耗电阻 9.3.1 LC并联谐振回路选频特性 1. 等效阻抗
1 ( R jL) jC Z 1 R jL jC
一般有 R L 则
Z L C 1 ) C
R j(L
当 0 谐振时
1 LC
时， 电路谐振。 0
1 LC
为谐振频率
阻抗最大，且为纯阻性 Z 0
用瞬时极性法判断可知，电 路满足相位平衡条件
a f 2n
此时若放大电路的电压增益为 AV 1 Rf 3
R1
Av
则振荡电路满足振幅平衡条件 AV FV 3 1 1
3 1 电路可以输出频率为 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
调整 C s 可使 f s 在 f s 和 f p 之间变化
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石英晶体振荡电路
相当于电容三点式LC振荡电路
28
end
习题 1
VCC Rd
(-) (+)
T2
(-)
R
C R
T1 R1 Re2
(-)
C
(-)
(a)
负反馈，不能振荡
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习题 2
灯 N R1
(+)
R2 – A +
(+) (+)
vO
P C
2. 电感三点式振荡电路
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9.3.3 三点式LC振荡电路
3. 电容三点式振荡电路
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9.4 石英晶体振荡电路
频率稳定问题
频率稳定度一般由
f 来衡量 f0
f ——频率偏移量。
f 0 ——振荡频率。
品质因数 Q 值越高，选频特性越好，频率越稳定。
LC振荡电路 Q ——数百 Q ——104 106
一般产生1MHZ以上高频信号;
石英晶体正弦波振荡电路——f非常稳定;
1. 振荡条件
自激振荡－－放大电路输入端不接外接信号，而在输
出端仍有一定频率和幅度的信号输出的现象。
3
①自激振荡在放大电路中并非好事，它将使
放大电路不能正常工作，因此要采用消振电路来破坏
产生自激振荡的条件 ②但在振荡电路中则不然，它正是利用自激 振荡而工作。 ③振荡器与放大器的区别：前者不加输入信 号就有输出信号，而后者的输入端要接信号源。
0 2 ) 0
(
f arctg
0 ) 0
3
当
1 1 0 或 f f0 RC 2RC 1 3
幅频响应有最大值
FVmax
相频响应
f 0
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3. 振荡电路工作原理
1 当 0 时， f 0 RC
(+)
(+)
(+) (+)
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9.3.2 变压器反馈式LC振荡电路
VCC M vo Rb1
(+) (+)
VCC Rb1
(-) (+) b
M (-) L c
C
(+) b
L c (-) T e
C
(+)
T e
(-)
Rb2 C1
C1
Rb2
Re
Ce
Re
反馈 反馈
满足相位平衡条件 满足相位平衡条件
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9.3.3 三点式LC振荡电路
1. 三点式LC并联电路
9.1 正弦波振荡电路的振荡条件
9.2 RC正弦波振荡电路
＊ 9.3 LC正弦波振荡电路 ＊ 9.4 石英晶体正弦波振荡电路
1
9.1 正弦波振荡电路的振荡条件
1. 振荡条件 2. 起振和稳幅
3. 振荡电路基本结论
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正弦波振荡器（或称正弦波信号发生器）分RC、LC和石英
晶体正弦波振荡电路三种类型: RC：输出频率较低 LC：输出频率较高 1HZ～1MHZ 低频信号;
首端 L1 中间端 L2 尾端 C
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。
电感三点式
首端 C1 中间端 C2 尾端 L
电容三点式
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9.3.3 三点式LC振荡电路
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4. 稳幅措施
采用非线性元件 热敏元件 起振时，AV 1 Rf 3
R1
热敏电阻
即
AV FV 1
热敏电阻的作用
Vo Io
具有负温度系数
Rf 功耗 Rf 温度 Rf 阻值
AV
AV 3
AV FV 1 稳幅
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4. 稳幅措施
采用非线性元件 场效应管（JFET） D 、R4 、C 3 整流滤波 T 压控电阻
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
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2. 起振和稳幅
起振条件
A( ) F ( ) 1
a ( ) f ( ) 2n
# 振荡电路是单口网络，无须输入信号就能起振，起振的 信号源来自何处？ 噪声中，满足相位平衡条件的某一频率 0 的信号被放大， 成为振荡电路的输出信号。 当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增 加，否则波形将出现失真。 稳幅的作用就是，当输出信号幅值增加到一定程度时， 使振幅平衡条件从 AF 1 回到 AF 1 。
其中 Q 0 L 同时有
L Q Q 0 L RC 0C
1 1 L 为品质因数 R 0 RC R C IL IL Q I 即 IL IL I
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9.3.1 LC并联谐振回路选频特性
2. 频率响应
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9.3.2 变压器反馈式LC振荡电路
1 且令 0 又 s j RC 1 则 FV 0 3 j( ) 0
幅频响应 FV
1
0 2 3 ( ) 0