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高频电子线路课件 高频通信


2020/11/22
qau.cxy
0(R 0,且R 2 L )衰减振荡
C
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0(R 0)等幅振荡
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0(R 0)增幅振荡
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结论:仅当R=0时能产生等幅振荡(起振条 件δ≤0)
若回路有电阻存在,电流每循环一次,即损失 一部分功率,振幅越来越小,成为衰减振荡。
为维持等幅振荡,必须不断在正确时间补充 由于回路电阻耗去的电能,采用有源器件与 正反馈电路完成。
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▪ 并联谐振等效电路(LCR自由振荡电路)
并联回路的 谐振电阻
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并联谐振等效电路图,谐振电阻Reo
R 根据电路分析基础知识:当
1 eo 2
平衡条件(保证进入维持等幅持续振荡的平衡状态) 稳定条件(保证平衡状态不因外界不稳定因素影响 而受到破坏)
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2. 实际电路
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3. 定量分析
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结论:
▪ 振荡器的振荡频率主要取决于储能回路参数;
▪ 振荡幅度主要取决于电路中的非线性器件(如晶 体管);
▪ 不论初始冲击强还是弱,最终都要达到某一稳定 幅值。
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VVV 0 CiA源自A00产生振荡时V V
f
i
因此反馈条件为:反馈系数F 1 或1 A F 0
A
0
0
事实上,反馈放大器闭环增益为A
A 0
f 1 A F
0
当1 A F 0时,A ,放大器变成了振荡器。
0
f
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2. 产生振荡的条件
起振条件(保证接通电源后能逐步建立起振荡)
▪ LC振荡器和晶体振荡器:产生高频正弦波 ▪ RC振荡器:产生低频正弦波。
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▪ 6、负阻振荡器, 利用呈现负阻特性的有源 器件直接与谐振电路相接产生正弦波, 主要 用在微波波段。
▪ 7、振荡器工作在丙类,非线性,本章用甲 类线性工作来分析。
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输入信 号为Vi
输出电压为 Vo(=-Vc),
反馈电压为Vf
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将S接通
撤去外加 信号Vi, 以Vf代替
没有了外加信号,放大器变成了振荡器。
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振荡过程
假设基极电路在S处断开。
当输入信号为Vi时,输出电压为Vo(=-Vc),再经 由反馈网络输出的反馈电压为Vf。
L C
t>0以后, 并联回路两端电压的表达式, 即回 路在欠阻尼情况下的零输入响应:
vC (t) VS et cos0t
1
2Re0C
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▪ 可见, 当谐振电阻Reo较大时, 并联谐振回路 两端的电压变化是一个振幅按指数规律衰减 的正弦振荡。
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第七章 正弦波振荡器 第一讲
§7.1概述
▪ 1、定义:不需要外加信号激励,自身将直 流电能转换为交流电能的装置 。
▪ 与放大器的区别在于, 无需外加激励信号, 就能产生具有一定频率、一定波形和一定 振幅的交流信号。
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2、分类:
▪ 根据所产生的波形不同, 可将振荡器分成正 弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。
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§7.4由正反馈的观点来决定振荡的条件
1. 方框图
无源器件
放大器和选频网络
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(2)反馈振荡器组成:由主网络和反馈 网络组成的一个闭合环路。
主网络一般由放大器和选频网络组成, 反馈网络一般由无源器件组成。
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假设基极电路 在S处断开。
如果Vf的振幅和相位于原来信号Vi完全相同,
那么如果将S接通,撤去外加信号Vi,而以Vf代替, 放大器将继续维持工作。 由于没有了外加信号,放大器变成了振荡器。
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▪ 振荡的建立过程
一定值,BJT出现饱和截止, 使
从而
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V FV
f
C
两边微分一次:
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解上述微分方程并代入初始条件:
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电流变化曲线 不能振荡
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不能振荡,临界阻尼
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回路中电流作周期性变化,即产生了自由振荡。
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§7.2 LCR回路中的瞬变现象
▪ 1. 电路(LCR自由振荡电路)
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▪ 在t=0以前开关S接通1
vc (0) Vs
在t=0时刻, 开关S很快断开1, 接通2。 C上的电荷经过L、R放电。
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▪ 2. 产生等幅振荡的条件
以未等效电路图列回路方程:
▪ 正弦波振荡器能产生正弦波
▪ 非正弦波振荡器能产生矩形波、 三角波、 锯齿波等。
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▪ 3、正弦波振荡器按工作原理分:反馈式 和负阻式
▪ 4、反馈振荡器:主要由决定振荡频率的 选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成。
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▪ 5、按照选频网络所采用元件的不同, 正弦 波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和 晶体振荡器等类型。
并联谐振回路中自由振荡衰减的原因在于 损耗电阻的存在。
▪ 若回路无损耗, 即Re0→∞, 则衰减系数 α→0。回路两端电压变化将是一个等幅 正弦振荡。
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设想: 如果采用负阻/正反馈的方法, 不断 地适时给回路补充能量, 使之刚好与Re上 损耗的能量相等, 那么就可以获得等幅的正 弦振荡了。
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§7.3 LC振荡的基本原理
1. 振荡器的构成条件
(1) 一个振荡回路,包含两个(或两个以上)储能 元件;如:LC 用途 释放与接受能量可往 返进行。
(2) 一个能量来源,如:Vcc补充回路电阻产生的 能量损失。
(3) 一个控制设备补充电路的能量损失(有源器 件和正反馈电路)维持等幅振荡。
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