频率和振幅稳定的正弦波输出电路
电路识图16-正弦波振荡器电路原理分析
电路识图16-正弦波振荡器电路原理分析振荡器是一种不需要外加输入信号，而能够自己产生输出信号的电路。
输出信号为正弦波的振荡器称为正弦波振荡器。
正弦波振荡器由放大电路和反馈电路两部分组成，反馈电路将放大电路输出电压的一部分正反馈到放大电路的输入端，周而复始即形成震荡，如下图所示。
正弦波振荡器有变压器耦合、三点式振荡器、晶体振荡器、RC振荡器等多种电路形式。
一、变压器耦合振荡器变压器耦合振荡器电路如下图所示。
LC谐振回路接在晶体管VT集电极，振荡信号通过变压器T耦合反馈到VT基极。
正确接入变压器反馈线圈L1与振荡线圈L2之间的极性，即可保证振荡器的相位条件。
R1，R2为VT提供合适的偏置电压，使VT有足够的电压增益，即可保证振荡器的振幅条件。
满足了相位、振幅两大条件，振荡器便能稳定的产生振荡，经C4输出正弦波信号。
变压器耦合振荡器工作原理可用下图说明：L2与C2组成的LC并联谐振回路作为晶体管VT的集电极负载，VT的集电极输出电压通过变压器Y的振荡线圈L2耦合至反馈线圈L1，从而有反馈至VT基极作为输入电压。
由于晶体管VT的集电极电压与基极电压相位相反，所以变压器Y的两个线圈L1与L2的同名段接法应相反，使变压器T同时起到倒相作用，将集电极输出电压倒相后反馈给基极，实现了形成振荡所必须的正反馈。
因为并联谐振回路在谐振时阻抗最大，且为纯电阻，所以只有谐振频率f0能够满足相位条件而形成振荡，这就是LV回路的选频作用。
电路振荡频率计算公式如下变压器耦合振荡器的特点是输出电压大，适用于频率较低的振荡电路。
二、三点式振荡器三点式振荡器是指晶体管的三个电极直接与振荡回路的三个端点相连接而构成的振荡器，如下图所示。
三个电抗中，Xbe，Xce必须是相同性质的电抗（同是电感或同是电容），Xcb则必须是与前两者相反性质的电抗，才能满足振荡的相位条件。
三点式振荡器有多种形式，较常用的有电感三点式振荡器、电容三点式振荡器、改进型电容三点式振荡器等。
第3章正弦波振荡电路.
.
.
F ()
V
.
f
V0
jM
r jL1
A( )
.
F
( )
1
jMgm 2L1C jrC
rC
Mg m j(1
2 L1C)
00:56
21
.
根据相位平衡条件，A() F() 的模值应该为实数，则可以得到：
1
1 2 L1C 0 振荡角频率o为： o = L1C
9
振荡平衡条件: A( j )F( j ) 1
它是维持振荡的基本条件，通常也称为振荡的平衡条件。
A ( j ) Ae j A
又由于
F
(
j
)
Fe
j F
所以振荡平衡条件的约束方程可以分为两个方程:
AF 1
A F 2n (n 0，1，2)
一、开环法
开环法是先假定将振荡环路在某一点处断开，计算它的开环传递函数
.
A() F()
，然后用巴克豪森准则确定平衡条件，从而确定电路的
振荡频率和起振条件。
00:56
18
开环法步骤
1．画出振荡电路的交流通路，判别其是否能构成正反馈电路，即 是否有可能满足振荡的相位平衡条件。
2．画出微变等效电路，并在某一点（一般取晶体管输入端）开环。
3．计算开环传递函数
.
A() F ()
4．利用相位平衡条件确定振荡角频率0。
5．利用o角频率下的幅度平衡条件，确定维持振荡幅度所需要的gm值gmo。
6．选择晶体管的gm使gm ＞gmo 。此时电路就能够满足起振条件。
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正弦波振荡电路设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导老师：刘辛工作单位：武汉理工大学理学院题目：正弦波振荡电路设计初始条件：直流可调稳压电源一台、示波器一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求）1、技术要求：设计一个正弦波振荡电路，使它能输出频率一定的正弦波信号，振荡频率测量值与理论值的相对误差小于±5%，电源电压变化±1V时，振幅基本稳定，振荡波形对称，无明显非线性失真。
2、主要任务：（一）设计方案（1）按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较；（2）以模拟器件电路为主，设计一个正弦波振荡电路（实现方案）；（3）依据设计方案，进行预答辩；（二）实现方案（4）根据设计的实现方案，画出电路逻辑图和装配图；（5）查阅资料，确定所需各元器件型号和参数；（6）在面包板上组装电路；（7）自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求；（8）撰写设计说明书，进行答辩。
3、撰写课程设计说明书：封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期任务书目录（自动生成）正文：1、技术指标；2、设计方案及其比较；3、实现方案；4、调试过程及结论；5、心得体会；6、参考文献成绩评定表时间安排：课程设计时间：17周－18周17周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩；18周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写课程设计说明书。
指导教师签名：年月日系主任（或负责老师）签名：年月日正弦波振荡电路1.技术指标1.1初始条件直流可调稳压电源一台、示波器一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具。
1.2技术要求设计一个正弦波振荡电路，使它能输出频率一定的正弦波信号，振荡频率测量值与理论值的相对误差小于±5%，电源电压变化±1V时，振幅基本稳定，振荡波形对称，无明显非线性失真。
第八章 正弦波振荡电路
第八章 正弦波振荡电路分析振荡产生的机理和条件，讨论正弦波振荡电路的一般结构和分析方法，介绍常见的RC 、LC 和石英晶体正弦波振荡电路的组成和工作原理。
第一节 正弦波振荡电路的基本原理一个放大电路通常在输入端外加信号时才有输出。
如果在它的输入端不外接信号的情况下，在输出端仍有一定频率和幅度的信号输出，这种现象就是放大电路的自激振荡。
自激振荡对于放大电路是有害的，它破坏了放大电路的正常工作状态，需要加以避免和消除。
但在振荡电路中，自激却是有益的。
对于自激振荡的频率和幅度加以选择和控制，就可构成正弦波振荡器。
振荡电路既然不需外接输入信号，那么它的输出信号从何而来？这就是我们要讨论的振荡电路能产生自激振荡的原因和条件。
一、振荡的条件在图6－1中，A是放大电路，F 是反馈网络。
当将开关S 接在端点1上时，就是一般的开环放大电路，其输入信号电压为i U ，输出信号电压为o U 。
如果将输出信号o U 通过反馈网络反馈到输入端，反馈电压为f U ，并设法使f U＝i U ，即两者大小相等，相位相同。
那么，反馈电压f U就可以代替外加输入信号电压i U ，来维持输出o U 。
也就是说将开关S 接在端点2，除去外加信号而接上反馈信号，输出信号仍将保持不变，即不需输入而靠反馈来自动维持输出。
这时，放大器就变为自激振荡器了。
由以上的讨论可知，要维持自激振荡，必须满足f U＝i U ，即反馈信号与输入信号大小相等，相位相同。
由于放大电路的开环电压放大倍数为i o A U U = o f F U U =若i f U U ＝，则F A＝o fi oU U U U ＝1（F A称为环路增益）。
因此，振荡电路维持自激振荡的条件是：F A＝１ 即F A＝１称为幅值平衡条件。
其物理意义为：信号经放大电路和反馈网络构成的闭环回路后，幅值保持不变，既无增加也无衰减。
f a ϕϕ＋＝2n π（n ＝0，1，2……）称为相位平衡条件。
高频电子线路正弦波振荡器.ppt
单调谐放大器
高频电子线路——第4章 正弦波振荡器
3.相位(频率)稳定条件
相位稳定条件和频率稳定条件实质上是一回事
正弦信号相位φ和频率ω的关系：
d
dt
dt
振荡器的角频率 增大导致相位不断超前 相位 的不断超前表明角频率 增大
高频电子线路——第4章 正弦波振荡器
（1）相位(频率)稳定过程
原平衡态： L (0 ) f F 0
4.1.2 起振条件
1．起振过程分析
单调谐放大器
刚通电：电路中存在很宽的频谱的电的扰动，幅值很小
通电后：
1）谐振回路的选频功能，从扰动中选出 osc 分量(osc 0)
2）放大器工作在线性放大区， |T (josc)|>1 ，形成增幅振荡
3）忽略晶体管内部相移： f ＝0
回路谐振： L＝0
T (josc) =0，相移为零
起振 过程
平衡 状态
起振 过程
平衡 状态
输出波形：
高频电子线路——第4章 正弦波振荡器
4.1.4 稳定条件
1.平衡状态稳定分析：
（1）振荡电路中存在干扰
单调谐放大器
① 外部：电源电压、温度、湿度的变化，引起管子和回 路参数的变化。
② 内部：存在固有噪声(起振时的原始输入电压,进入平 衡后与输入电压叠加引起波动)。
单调谐放大器
外界干扰后： L (0 ) f F 0
Ub 相位超前 Ub 相位
升高
振荡回路相频特性 L 下降
L () f F 下降
L () f F 0
达到新的平衡 > 0
外界干扰消失后： L () f F 0
Ub 相位滞后 Ub 相位
降低
正弦波稳幅电路
正弦波稳幅电路正弦波稳幅电路是一种常见的电子电路，用于稳定电压或电流的振幅，保证输出信号的稳定性。
该电路的设计和应用广泛存在于各种电子设备中，如放大器、调幅调频电路、无线通信系统等。
本文将详细介绍正弦波稳幅电路的原理、结构和工作原理。
正弦波稳幅电路由几个重要的组成部分构成，包括电源、放大器、反馈电路和可调节电路。
电源提供了所需的电压和电流，放大器将输入信号放大到所需的幅度，反馈电路用于控制输出信号的幅度，可调节电路则用于调节输出信号的幅度。
正弦波稳幅电路的工作原理是通过负反馈控制输出信号的幅度。
当输入信号经过放大器放大后，通过反馈电路将一部分输出信号与输入信号进行比较。
如果输出信号的幅度超过设定值，反馈电路会减小放大器的增益，从而降低输出信号的幅度。
相反，如果输出信号的幅度低于设定值，反馈电路会增加放大器的增益，从而提高输出信号的幅度。
通过不断调节放大器的增益，正弦波稳幅电路可以稳定输出信号的幅度。
正弦波稳幅电路的结构可以根据具体的应用需求进行设计。
一般情况下，放大器采用微分放大器或运算放大器，反馈电路采用负反馈电路，可调节电路则采用电位器或可调电阻。
通过合理选择电路元件的数值和连接方式，可以实现不同的稳幅效果。
在实际应用中，正弦波稳幅电路有着广泛的应用。
首先，正弦波稳幅电路在放大器中起到了重要的作用。
通过控制输出信号的幅度，可以保证放大器的工作在合适的范围内，避免过载和失真。
其次，正弦波稳幅电路在调幅调频电路中也有着重要的应用。
通过稳定输出信号的幅度，可以保证调制信号的质量和稳定性。
此外，正弦波稳幅电路还可以应用于无线通信系统中，通过控制输出信号的幅度，可以提高通信系统的抗干扰能力和传输质量。
总结起来，正弦波稳幅电路是一种重要的电子电路，用于稳定电压或电流的振幅，保证输出信号的稳定性。
通过合理设计和应用，正弦波稳幅电路可以在各种电子设备中发挥重要的作用。
它不仅可以提高电子设备的性能和稳定性，还可以扩展其应用领域。
正弦交流电路认识实验报告
正弦交流电路认识实验报告一、实验目的本实验旨在通过对正弦交流电路的认识，掌握正弦交流电路的基本原理、特点和应用，提高学生对电路的理论知识和实际操作能力。
二、实验原理1.正弦交流电路的基本原理正弦交流电路是指由正弦波形状的电压或电流组成的电路。
在正弦交流电路中，随着时间变化，电压和电流呈现周期性变化，并且它们之间存在一定的相位关系。
2.正弦交流电路的特点（1）频率稳定：正弦波形状的频率是固定不变的。
（2）振幅可调：通过改变幅度调制器中调节振幅的大小。
（3）相位可调：通过改变相移器中调节相位差大小。
（4）波形纯净：由于是正弦波形状，因此没有谐波成分。
（5）应用广泛：在通讯、音频等领域得到广泛应用。
三、实验器材示波器、函数信号发生器、万用表等。
四、实验步骤1.搭建正弦交流电路，并将示波器连接到输出端口。
2.调节函数信号发生器的频率和幅度，使得输出的正弦波形状的频率和振幅符合实验要求。
3.通过示波器观察输出波形状，并记录相关数据。
4.利用万用表对电路进行测量，记录输出电压和电流的数值。
5.改变函数信号发生器中的参数，如频率、幅度等，观察输出波形状和测量数据的变化。
五、实验结果分析通过实验可以得出以下结论：1.在正弦交流电路中，随着时间变化，电压和电流呈现周期性变化，并且它们之间存在一定的相位关系。
2.改变函数信号发生器中的参数，如频率、幅度等可以影响输出波形状和测量数据的变化。
六、实验注意事项1.搭建电路时应注意连接正确性，并确保安全。
2.调节函数信号发生器时应先调节频率再调节幅度。
3.在使用示波器时应注意正确设置垂直和水平尺度。
七、实验总结通过本次实验，我对正弦交流电路有了更深入的认识。
同时也提高了自己对于电路理论知识和实际操作能力。
在以后的学习和实践中，我将更加注重理论与实践的结合，不断提高自己的能力和水平。
三点式正弦波振荡器实验数据
三点式正弦波振荡器实验数据引言三点式正弦波振荡器实验是电子工程学中的一项基础实验，用于研究电路中的振荡现象。
本文将详细介绍该实验的原理、实验装置、实验过程和实验数据分析，并对实验结果进行深入探讨。
一、实验原理正弦波振荡器是一种能够产生稳定频率和振幅的信号源。
它由三个主要部分组成：放大器、反馈网络和频率稳定电路。
1.1 放大器在正弦波振荡器中，放大器起到放大信号的作用。
放大器通常采用共射放大器或共基放大器的形式，工作在其放大区间。
1.2 反馈网络反馈网络是正弦波振荡器中的关键组成部分，它将部分输出信号反馈到放大器的输入端，从而形成正反馈回路，使得系统产生振荡。
1.3 频率稳定电路频率稳定电路用于保持振荡器的输出频率稳定。
最常见的频率稳定电路是RC网络，通过调节电容或电阻的值可以改变振荡器的频率。
二、实验装置本实验使用的实验装置主要包括示波器、信号发生器和三点式正弦波振荡器电路。
2.1 示波器示波器用于显示电路的波形，是本实验中不可缺少的仪器之一。
示波器可以测量电压和时间的关系，并以波形的形式显示出来。
2.2 信号发生器信号发生器用于产生稳定的正弦波信号，作为振荡器电路的输入信号。
信号发生器具有可调节频率和振幅的功能，可以为实验提供所需的输入信号。
2.3 三点式正弦波振荡器电路三点式正弦波振荡器电路是本实验的核心部分。
它由放大器、反馈网络和频率稳定电路组成，可以产生稳定的正弦波信号。
三、实验过程3.1 实验准备首先，将示波器和信号发生器连接起来，并根据实验要求设置信号发生器的输出频率和振幅。
3.2 搭建电路根据实验指导书提供的电路图，搭建三点式正弦波振荡器电路。
确保电路连接正确并牢固。
3.3 调节电路打开示波器和信号发生器，逐步调节电路，使得示波器上显示出稳定的正弦波波形。
根据实验指导书中给出的方法，调节放大器、反馈网络和频率稳定电路的参数。
3.4 记录实验数据在调节电路的过程中，用示波器测量和记录各部分电路的电压和频率值。
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频率和振幅稳定的正弦波输出电路
频率和振幅稳定的正弦波输出电路
电路的功能
要求振荡频率和输出电平非常稳定的正弦波振荡电路，如采用普通CR振荡电路，很难实现，若采用本电路则可达到这一要求。
使用低通滤波器可把方波转换成正弦波，但波形失真取决于滤波器的截止特性，要想获得低失真的波形，则要增加滤波器的级数，大幅度衰减高次谐波。
电路工作原理
用适当的分频电路把石英晶体振荡电路产生的时钟信号分频为1KHZ，为减少偶次谐波引起的失真，波形的占空比设定为50%：50%，可直接采用二进制计数分频器。
其他情况则要使用JK-FF或D-FF构成1/2分频电路输入2倍的频率。
晶体管TR1是振幅调制电路，用1KHZ的时钟信号切换控制电压VAGO，使其产生方波，再用低通滤波器滤除其中的高次谐波。
电阻R4和电容器C2用来设定方波上升边平缓的时间常，假定FO=3~5FO，为了设计准确的滤波器，增加一级缓冲放大器，分离R4和R5。
再设定FO=1/2πR4.C2，低通滤波器的Q值为0.1，可构成普通的18DB/OCT滤波器。