选频特性好，适用于 产生单一频率的振荡波形。
7. 3 LC 正弦波振荡电路
一、LC 谐振回路的频率特性
当频率变化时，并联电路阻抗的
大小和性质都发生变化。
并联电路的导纳：
Y j C 1 R j L
R2
R
(
L)2
j C
R2
L ( L)2
当
0C
R2
0L (0
L)2
0
电路发生并联谐振。
并联谐振角频率
本章重点和考点：
1.重点掌握RC正弦波振荡 工作原理。 2.重点掌握电压比较器的传输特性。 3.掌握非正弦波发生电路的原理。
7.1 正弦波振荡电路
一、正弦波振荡的条件
Ui 2UUUi fsiin~FtUO
放大电路
A
反馈网络
F
Uo AUi
正弦波振荡电路的方框图
如果反馈电压 uf 与原输入信号 ui 完全相等，则即使 无外输入信号，放大电路输出端也有一个正弦波信号—
将八个音阶的频率分别代入上式，可求得对应的电 阻值分别为：
R21 = 36.34 kΩ R22 = 28.72 kΩ R23 = 23.26 kΩ R24 = 20.44 kΩ R25 = 16.15 kΩ R26 = 13.08 kΩ R27 = 10.34 kΩ R28 = 9.10 kΩ
7.2.2 其他形式的 RC 振荡电路
A 3
则电路可以起振，并产生比较稳定而失真较小的正
弦波信号。
反馈电阻 RF采用负温度系数的热敏电阻，
R采用正温度系数的热敏电阻，均可实现自动稳幅。
稳幅的其它措施
在RF回路中串联二个并联的二极管
电流增大时，二极管动态电
Rf1
Rf2
阻减小。电流减小时，动态
电阻增大，加大非线性环节，
从而使输出电压稳定。
用同轴电位器实现f0的微调。
问题：如何提高频率？
动画avi\11-2.avi
2. RC 桥氏振荡电路 1) 组成：
2) 电路： Rf
F = 0º
同相 放大器
A = 2n
A＋F 2n
R1
U•
R
i
C
U• f
8
U• o
CR
3)振荡频率
f0
1 2RC
4)振荡条件
A•uF•u 1
•
F
1
3
A• 3
应使： Rf R1 2 Rf 2R1
2. 电路的品质因数 Q 愈大， 选频特性愈好。
Z Z01
Q1 > Q2
Q
Z02
1Q
2
F
0
+90ºQ1 > Q2
0
-90º 感性 纯阻
Q
2
Q
1
容性
谐振时 LC 回路中的电流
电容支路的电流：
IC
0C U
0L R2 (0 L)2
U
并联回路的输入电流：
I
R2
R
(0 L)2
U
所以： IC Q I
当 Q >> 1 时，
R23
+
R22
+
R21
C
R
右图 是RC 正弦波振荡电
R21
路组成的最简单的电子琴
R22
电路。按下不同的琴件
R23
（图中用开关表示），就
R24
能发出不同的琴音。已知 C 调八个基本音阶的频率
R21
如下表 所示，图中R1≠R2 。
R22
试推导出计算其谐振频率
R23
的公式，并求出电阻 R21 ~
R24
R28 。
则：
得 RC 串并联电路的幅
F
频特性为：
1/3
F
1
32 ( 0 )2
0
0
相频特性为：
F
0
0
+90º
F arctg 0 3
0
0
当
0
1 RC
时，
F 1 3
-90º
最大，F = 0。
二、振荡频率与起振条件
1. 振荡频率
f0
1 2RC
2. 起振条件
f = f0 时，
F 1 3
由振荡条件知：
Uo
ACu 1 +R(R2+ R3)/R1 > 3
起振后二极管T 电阻R逐f 渐减小Au，f A(1u R1 f+/RR21R/R)21>=23R1 R3
为使失真小： R2 < 2R1
电子琴的振荡电路电路：
R28 R27
fo
2C
1 R1R2
R26
RF1 RF2 D1
R25
R1
D1
R24
C
_
uo
1 f0 5RC
起振条件
R3 R2 ， AF 1
当 f = f0 时，双 T 网络的相移为 F = 180º；反相比 例运放的相移 A = 180º，因此满足产生正弦波振荡的相
位平衡条件。
如果放大电路的放大倍数足够大，同时满足振幅平 衡条件，即可产生正弦波振荡。
* 三种 RC 振荡电路的比较
C
C 回路等效阻抗：
L
1
j L
R
RC (1
1 2 LC
)
Z0
1 Y0
L RC
在谐振频率附近，
Z
Z0
1
jQ(1
2 0
2
)
可见，Q 值不同，回路的阻抗不同。
不同 Q 值时，LC 并联 电路的幅频特性：
相频特性：
结论：
1. 当 f = f0 时，电路为纯电阻 性，等效阻抗最大；当 f < f0 时， 电路为感性；当 f > f0 时，电路为 容性。所以 LC 并联电路具有选频 特性。
—自激振荡。(电路要引入正反馈)
由此知放大电路产生自激振荡的条件是：
即：
Uf Ui
Uf FUo FAUi Ui
所以产生正弦波振荡的条件是： AF 1
AF 1
——幅度平衡条件
arg AF A F 2nπ
n 0,1,2,
——相位平衡条件
电路起振的条件： AF 1
二、正弦波振荡电路的组成及分类 组成： 放大电路：集成运放
一、移相式振荡电路
270º
180º
集成运放产生的相位移 A 90º
= 180º，如果反馈网络再相移 0
f0
f
180º， 即 可 满 足 产 生 正 弦 波 振
荡的相位平衡条件。
当 f = f0 时，相移 180º， 满足正弦波振荡的相位条件。
振荡频率为：
f0 2
1 3RC
起振条件：RF > 12 R
名称 RC 串并联网络振荡电路 移相式振荡电路 双 T 网络选频振荡电路
电路 形式
振荡 频率
f0
1 2RC
f0 2
1 3RC
f0
1 5RC
起振 条件
A 3
RF 12R
R3 R2 ， AF 1
电路特 点及应 用场合
可方便地连续调节振荡 频率，便于加负反馈稳幅电 路，容易得到良好的振荡波 形。
电路简单，经济 方便，适用于波形要 求不高的轻便测试设 备中。
-
-
为正反馈，所以满足
-
自激振荡的相位平衡
条件。
2.振荡频率和起振条件
振荡频率
f0
2
1 LC
2
1 (L1 L2 2M )C
起振条件
L1 L2
M M
rbe R
3.振荡电路的特点
RB1
×CB
RB2
+VCC
V
•
Ui RE
C1
•
Uo
1
CE 2 L1
•M
Uf
L2 3
优点：
易起振(L 间耦合紧)； 易调节频率(调C)。 缺点： C 输出取自电感，对
判断相位平衡条件的方法是： 瞬时极性法。 4.判断是否满足振幅平衡条件。
5.估算振荡频率和起振条件
7.2 RC 正弦波振荡电路
RC串并联网络振荡电路也称RC桥式正弦波振荡电路 或称文氏振荡电路(Wien)
7.2.1 RC 串并联网络振荡电路
电路组成：
放大电路—— 集成运放 A ；
选频与正反馈网络 —— R、C
表 C 调八个基本音阶的频率
音阶 1 2 3 4 5 6 7 1 频率/ Hz 264 297 330 352 396 440 495 528
R1 1kΩ
C1 0.1μF
C1 0.1μF +UCC
功放
Rf 1kΩ
_ +
uo
+
R4 3.3kΩ
【解】 将图 10.17 中的正反馈网络取出来画在图 10.18
5)稳幅措施
为使电 Au 为非线性，起振时，应使 Au > 3，稳幅后 Au = 3。
二热极敏管电稳阻幅稳幅R2
4.3 k
R3
22 k
正温R度1 系数
6.2 k
V1 V2Rf
R1 Uo
8 8
f0
1 2RC
负温度系数
f0 = 1.94 kHz
12.4 k > R2 > 8.1 k
起8.2振k时信号0.0小1 ，F 二U0i.极0R1管FC电8阻.2U大kf
选频网络：确定电路的振荡频率 反馈网络：引入正反馈 稳幅环节：非线性环节，使输出信号幅值稳定
分类： RC正弦波振荡电路，频率较低，在1MHz以下。