第七章正弦波振荡器2010
带反馈的 放大电路
V o A (j)V i V F F (j)V o
V i V s V F
带反馈的放大电路
反馈放大器的闭环增益:
Af V V os 1A AF
当 1A0F0 时,Af ,
放大器变成振荡器。
其中,TAF称为环路增益。
由正反馈的观点来决定振荡
负反馈不产生自激振荡。
正反馈产生自激振 荡。(注意与负反馈 方框图的差别)
由基尔霍夫定律可得回路方程:
Ld dtiR i C 1id t 0
解上式可得:
LCR自由振荡电路
i V e t(e2 0 2te2 0 2t)
2L 20 2
R 2L
称为回路衰减系数; 0
1 称为回路固有角频率
LC
2 LCR回路中的瞬变现象 当 2 02 时,回路 电流做周期性变化, 产生自由振荡。其振 荡频率为:
所以等幅振荡条件为 A()F()1 振幅平衡条件
a()f()2nπ 相位平衡条件
那么振荡器输出信号是如何从无到有,并最终形成等幅振荡的呢?
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? 这就是起振条件要解决的问题。
接通电源瞬间引起的电压、电流突变,电路器件内部噪声等。
初始信号中,满足相位平衡条件的某一频率0的信号应该被保留,成
波形及波形的失真
输出功率——能带动一定阻抗的负载
按电路原理分
反馈型振荡器 负阻型振荡器
按输出波形分——正弦波、方波、三角波等
2 LCR回路中的瞬变现象 由于大多数振荡器都是利用LC回路来产生振荡的,因此应首先研究 LC回路中如何可以产生振荡,作为研究振荡器工作原理的预备知识。
所谓“谐振”,就能量关系而言,是 指:回路中储存的能量是不变的,只是在 电感与电容之间相互转换;外加电动势只 提供回路电阻所消耗的能量,以维持回路 的等幅振荡。
振荡器平衡状态和稳定
以上分析了保证振荡器由弱到强地建立起振荡的 起振条件;保证振荡器进入平衡状态、产生等幅振荡 的平衡条件。
Xi + Xid 基 本 放 大
Xo
+–
电 路 A
Xf
若环路增益 AF1 则 Xid Xf ,
反馈网络 F
去掉 Xi , Xo 仍有稳定的输出。
又 A F A F (af) A ( F af)
所以等幅振荡条件为 A()F()1 振幅平衡条件
a()f()2nπ 相位平衡条件
5 振荡器的平衡与稳定条件
高频放大 混频 中频放大 检波 低频放大
fs
fs
fi
F
F
fo 本地振荡
不需外加激励,自身将直流电能转换为交流电能。
7.1 概述
2.指标与分类
振荡器功能:不需要输入信号控制就能自动的将直流电源的能量 转变为特定频率和振幅的交变能量的电路
振荡器的指标: 振荡器的分类
频率——频率的准确度与稳定度 振幅——振幅的大小与稳定性
3)一个控制设备,可以使电源功率在正确的时刻补充电路的 能量损失,以维持等幅振荡。这是由有源器件和正反馈电路完
LC振荡器的基本工作原 LC回路即是振荡回路,又与L1、 M等组成晶体管的正反馈回路, 完成控制作用。
Rb1,Rb2和Re分别为基极偏置 和发射极偏置电阻。Cb和Ce为 旁路与隔直电容。
为了完成正反馈作用,L和L1的 同名端必须分别接到c和e端。
7.5.1 振荡器的平衡条件 7.5.2 振荡器平衡状态和稳定条件
7.5.1 振荡器的平衡条件
负反馈不产生自激振荡。
正反馈产生自激振 荡。(注意与负反馈
Xi +
Xid
+–
基 本 放 大 电 路 A
Xo
方框图的差别)
Xf
若环路增益 AF1 则 Xid Xf ,
反馈网络 F
去掉 Xi , Xo 仍有稳定的输出。又 A F A F afA F af
应首先研究LC回路中如何可以产生振荡,作为研究振荡器工 作原理的预备知识。
1)一套振荡回路,包含两个(或两个以上)储能元件。在这 两个元件中,当一个释放能量时,另一个就接收能量。释放与 接收能量可以往返进行,其频率决定于元件的数值。
2)一个能量来源,补充由振荡回路电阻所产生的能量损失。 在晶体管振荡器中,这个能源就是直流电源。
第七章 正弦波振荡器
• 7.1 概述 • 7.2 LCR回路中的瞬变现象 • 7.3 LC振荡器的基本工作原理 • 7.4 由正反馈的观点来决定振荡的条件 • 7.5 振荡器的平衡与稳定条件 • 7.6 反馈型LC振荡器线路 • 7.7 振荡器的频率稳定问题 • 7.8 石英晶体振荡器 • 7.9 负阻振荡器 • 7.10 几种特殊振荡现象 • 7.11 集成电路振荡器 • 7.12 RC振荡器
f
1
2
L1C4RL22右图画出了三 Nhomakorabea不同 的R所产生的电流变 化曲线。
可见,为了获得等幅 振荡,必须设法使回 路电阻为零。可以通 过在电路中引入正反 馈,或者利用有源器 件本身的负阻特性来 使回路电阻为零。
δ2<ω2 时产生振荡电流的情形
LC振荡器的基本工作原 由于大多数振荡器都是利用LC回路来产生振荡的,因此
本章要点
1、负阻原理和正反馈原理
2、振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件 3、LC三端振荡器的组成法则和参数计算(反馈系数、振荡频率、起振条 件) 4、石英晶体振荡器的参数计算(反馈系数、振荡频率)
7.1 概述
1.定义
缓冲
高频振荡
倍频
声音
话筒
高频放大
音频放大
fo–fs=fi
调制
高
高功(放直传 流输 电线 源未画)频 电 路
为等幅振荡输出信号。(从无到有)
然而,一般初始信号很微弱,很容易被干扰信号淹没,不能形成一定 幅度的输出信号。因此,起振阶段要求
起振条件
A(0)F(0)1 (由弱到强)
a(0)f(0)2nπ
随着振幅的增大,放大器工作点左 移,三极管趋于截止,增益下降, 起到稳幅作用。
振荡器起振过程示意图
当输出信号幅值增加到一定程度时,就要限制它继续增加。 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过渡到AF=1 。(由增到稳)
+ -
互感耦合调集振荡器
h参数等效电路分析可得到如下 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, 不论初始冲击强还是弱,最终 会达到某一固定值。
由正反馈的观点来决定振荡
7.3节用瞬变的观点分析了振荡 现象,本节我们从正反馈的观 点来观察振荡现象。
反馈振荡器方框图