第17章：振荡电路中的正反馈
第十七章 电子电路中的反馈
17.1 反馈的基本概念
17.2 放大电路中的负反馈 17.3 振荡电路中的正反馈
17.1 反馈的基本概念
一、概念
凡是将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一部分或 全部引回到输入端，与输入信号进行叠加，就称为反馈。 RB1 C1 + RC +U 通过RCC E C2 将输出电流 + 反馈到输入 + uo RS R
+ ui
–
– +－ + A1 uo1
－
R
uo – + + A2
RL
串联电压负反馈
例2：试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至 A1输入端的是何种类型的反馈电路。
ui
－
– + + A1 uo1
R
uo – +－ + A2 RL
并联电流负反馈
17.2.2 负反馈对放大电路工作性能的影响 1. 降低放大倍数
1 如果：R1=R2=R，C1=C2=C，则： f 0 2 RC
1 传递函数： f0 f U i 3 j( ) f0 f Uo 1 幅频特性： Ui f f0 2 2 3 ( ) f0 f Uo
Uo Ui
+90
f0
0
1 3
f
1 f f 0 –90 相频特性： arctg ( ) 3 f0 f
17.2 放大电路中的负反馈
17.2.1 负反馈的类型 一、反馈分类 直流反馈： 反馈只对直流分量起作用，反馈元件只能传递 直流信号。 引入直流负反馈的目的：稳定静态工作点。 交流反馈： 反馈只对交流分量起作用，反馈元件只能传递 交流信号。 引入交流负反馈的目的：改善放大电路的性能。
振荡电路原理
振荡电路原理振荡电路是一种能够产生周期性交流信号的电路，它在电子设备中有着广泛的应用。
振荡电路的原理非常重要，对于电子工程师来说，了解振荡电路的原理能够帮助他们更好地设计和调试电路，提高电路的稳定性和性能。
首先，振荡电路的原理基础是正反馈。
正反馈是指电路输出的一部分被送回到输入端，加强了输入信号，从而使得输出信号增强，形成自激振荡。
在振荡电路中，正反馈使得电路产生自持振荡的能力，从而产生周期性的输出信号。
其次，振荡电路的原理与谐振有关。
谐振是指电路在特定频率下能够产生共振现象，输出信号幅度增大的现象。
振荡电路中的谐振是通过电感和电容的组合来实现的，当电路中的电感和电容达到一定的数值时，电路就会产生谐振，从而产生稳定的振荡输出。
另外，振荡电路的原理还与反馈网络的相位关系有关。
在振荡电路中，反馈网络中的相位关系对于振荡的频率和稳定性有着重要的影响。
通过合理设计反馈网络中的相位关系，可以实现电路在特定频率下产生稳定的振荡输出。
此外，振荡电路的原理还与电路中的放大器有关。
在振荡电路中，放大器起着放大信号和提供正反馈的作用。
放大器的增益和相位特性对于振荡电路的稳定性和频率特性有着重要的影响。
最后，振荡电路的原理与电路中的损耗有关。
在振荡电路中，电感、电容和放大器都会存在一定的损耗，这些损耗会影响振荡电路的稳定性和频率特性。
因此，在设计振荡电路时，需要考虑这些损耗，并采取相应的补偿措施，以提高电路的性能。
总之，振荡电路的原理涉及到正反馈、谐振、反馈网络的相位关系、放大器和损耗等多个方面。
了解振荡电路的原理对于电子工程师来说至关重要，它能够帮助他们更好地设计和调试电路，提高电路的稳定性和性能，从而更好地满足实际应用的需求。
第17章 电子电路中的反馈
负反馈的类型
如果反馈信号取自输出电压， 电压反馈。 如果反馈信号取自输出电压，叫电压反馈。 如果反馈信号取自输出电流， 电流反馈。 如果反馈信号取自输出电流，叫电流反馈。
io
· A
V
RL
－
+ uo
AG
·
RL
－
+ uo
－
+ vf
FV
·
FR (b) 电流反馈
·
(a) 电压反馈
判断负反馈类型的方法
电压反馈和电流反馈的判别方法: 电压反馈和电流反馈的判别方法 电压反馈的特点是反馈信号直接与输出电压成正比； 电压反馈的特点是反馈信号直接与输出电压成正比； 电流反馈则是反馈信号直接与输出电流成正比。 电流反馈则是反馈信号直接与输出电流成正比。 通常采用负载短路法来判别，也就是将负载短路， 通常采用负载短路法来判别，也就是将负载短路， 负载短路法来判别 若反馈量为零，则为电压反馈，否则为电流反馈。 若反馈量为零，则为电压反馈，否则为电流反馈。 负载短路法只是一种分析方法，不是实测方法， 负载短路法只是一种分析方法，不是实测方法， 不能用于电路实际测量中， 不能用于电路实际测量中，
17.1 反馈的基本概念
反馈：将放大电路输出端的信号(电压或电流) 反馈：将放大电路输出端的信号(电压或电流)的 一部分或全部通过某种电路引回到输入端。 一部分或全部通过某种电路引回到输入端。 反馈放大电路的方框图 净输入信号
& Xi +
输入信号 反馈信号
& Xd
– & Xf
基本放大 电路A 电路A 反馈 电路F 电路F
瞬时极性法 & & Xi + Xd – & Xf
第17章 电子电路中的反馈
练习题： 运算放大器电路如图所示， RL为负载电阻，则RF1 和RF2引入的反馈分别为 ( )。 (a) 串联电流负反馈 (b) 并联电流负反馈 (c) 串联电压负反馈 (d) 正反馈
RF1 – + RL
ui
R1
+
RF2 R 2
△ 17.2.3 分立元器件放大电路中的负反馈 1、电压反馈和电流反馈的判断方法
RF + ui – ii R1 if id R2 – + RL R1 RF – – u – f +ud + + R2 +
+
+ uo –
+ ui –
+ uo –
反馈端与输入端加在同一 输入端上，为并联反馈。
反馈端与输入端加在两个 输入端上，为串联反馈。
以电流形式进行比较
以电压形式进行比较
X i
+ X
X a
f
A
F
X o
X a
X f
A
X o
F
正反馈的方框图
正弦波振荡电路的方框图
和X 大小和相位都一致。 条件： X f a
和X 大小和相位都一致。 条件： X f a
X X X f f i Au F 1 X X X a i a
例1：判别反馈类型。
+ ui –
–
+
A1 + R
– + ui –
+
A1 + R
–
+
A2 + RL
电压串联 负反馈
– A2 + +
第17章 振荡电源
上式表明，为了使振荡电路在接通工作电源后能自 激起振，除了需要满足φA+φF=2nπ (n=0，1，2，…)，即反馈信号与输入信号相位相同， 还需要满足幅度条件，即Xf>Xd，则 AF>1 (17．1-3) 2．平衡条件 振荡电路起振后，经放大、正反馈、再放大、 再反馈这样的循环过程，振荡幅度不断增大，但这 个过程不会无限制地持续下去，最终会因放大电路 中的有源器件的非线性特性，或外界非线性网络的 作用，自动调节放大电路的放大倍数，使得AF从 AF>l变化到AF=l，即振荡电路输出信号的幅度稳定 在某一值上，达到平衡状态。此时，振荡电路维持 稳定的等幅振荡。因此，振荡平衡条件为
2．变压器反馈式振荡电路 (1)电路组成 图17．1-8所示为变压器反馈式振荡电路，其中放 大电路由三极管T组成，LC并联谐振电路既是放大电 路的负载，也是选频网络，变压器构成反馈网络。反 馈信号由变压器N2线圈两端取出，送回到三极管的基 极。此电路是利用三极管的非线性特性来稳定振荡幅 度的，属于内稳幅方式。 对振荡电路来说，反馈信号就是电路的输入信号， 因此，图17．1—8中的三极管组成了共射放大电路， 当f=f0时，三极管的集电极输出电压与基极输入电压相 位相差180。，即 φA=180°，并联谐振电路两端电压即N1，线圈两端的 电压极性为上(+)下(一)。
而变压器同名端的电压极性相同，即反馈线圈N2两端的 电压极性也为上(+)下(一)，即电路中引入正反馈。在通 过变压器引入反馈的过程中，对于交流信号的公共端来 说，N1线圈和N2线圈两端电压的极性是相反的，所以两 者的相位相差180°，即φF=180°，因此，有 φA+φF=360°满足自激振荡的相位条件。 (2)起振条件及振荡频率
图17．1-4 RC串并联网络的频率特 性
振荡电路原理
振荡电路原理
振荡电路是一种能够产生稳定周期性信号的电路，其原理基于正反馈引起自激振荡的特性。
在振荡电路中，一般会包含一个放大器和一个反馈网络。
放大器负责提供足够的增益，使得反馈信号能够成功驱动放大器的输入端。
反馈网络则用于将一部分输出信号反馈到放大器的输入端，实现正反馈。
当放大器的增益大于1并且反馈网络能够提供合适的相位移，正反馈将导致系统的输出信号不断增大，进而产生振荡。
反馈网络通常采用带有相移特性的电路元件，如电容和电感等。
通过调整反馈网络的参数，可以控制振荡电路的频率和振幅。
振荡电路中的示波器是一种常用的振荡器。
它由放大器、反馈网络和一个电感组成。
示波器的频率由电容和电感决定，而振荡幅度则取决于放大器的增益和反馈网络的特性。
振荡电路具有广泛的应用，例如在无线通信中用于产生射频信号、在计算机中用于时钟信号的产生等。
振荡电路的设计和调整需要考虑回路稳定性、频率稳定性以及振幅控制等因素，以确保它能够正常工作并满足特定的应用需求。
振荡电路原理
振荡电路原理振荡电路是一种能够产生连续交变信号的电路，它是电子设备中非常重要的一部分。
在许多应用中，振荡电路被广泛用于产生稳定的频率信号，例如在无线通信、音频设备、计算机等领域。
振荡电路的工作原理是基于正反馈的原理，通过将一部分输出信号反馈到输入端，使得系统产生自激振荡的现象。
振荡电路的核心是谐振电路，它由一个能够存储能量的电感和一个能够存储能量的电容组成。
当电路中的电容充电时，电感中产生磁场，接着电容放电，磁场崩塌，产生电流，使得电容再次充电，如此往复，形成电路的振荡。
振荡电路可以分为LC振荡电路、RC振荡电路和RLC振荡电路等不同类型。
LC振荡电路是最简单的一种振荡电路，由电感和电容构成。
在LC 振荡电路中，当电路中的电容充电至某一电压时，电感中储存的能量开始释放，导致电容器电压降低，最终电容放电完毕后，电感中的能量被转化为电容器的电荷，电路重新开始充电。
这种过程不断重复，从而产生稳定的振荡信号。
RC振荡电路是由电阻和电容构成的振荡电路。
在RC振荡电路中，电容器通过电阻放电，电压下降，直到最终电容器放电完毕。
在这一过程中，电阻消耗了电容器储存的能量，而电容器重新开始充电，这一过程循环进行，形成振荡。
RLC振荡电路则是由电阻、电感和电容器构成的振荡电路。
在RLC 振荡电路中，电容器和电感之间的能量转换导致振荡的产生。
当电容充电时，电感中储存能量，最终电容放电完毕后，电感释放能量，使得电容重新开始充电，循环往复，产生振荡。
总的来说，振荡电路的原理是基于谐振电路的工作原理，通过正反馈的机制使电路产生自激振荡，产生稳定的交变信号。
不同类型的振荡电路在实际应用中有着各自的特点和优势，可以根据具体的需求选择适合的振荡电路。
振荡电路在电子领域中有着广泛的应用，是现代电子设备中不可或缺的部分。
第17章电子电路中的反馈
d X i X f X
F 反馈电路
(b) 带反馈
即Xd < Xi , 此时,反馈信号削弱了
若三者同相，则Xd = Xi - Xf , 净输入信号, 电路为负反馈。
若 Xd > Xi ，即反馈信号起了增强净输入信号的作用则为正反馈。
17.1
反馈的基本概念
4. 传递函数
i X
+ –
f X
17.2
放大电路中的负反馈
if
RF id
上述四个负反馈的简单分析（2）
+
ui
i1
R1
R2
– + +
+
RL
–
uo
–
1. 反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈； 2. 输入信号和反馈信号分别加在同一个输入端，是并联反馈； 3. 反馈信号使净输入信号减小的，是负反馈；
并联电压负反馈
17.2
放大电路中的负反馈
R
(a)电路
+ uf – –
uf 削弱净输入电压 —负反馈
差值电压
反馈电压
ud =ui – uf
uf =Rio
取自输出电流 —电流反馈
17.2
if i1 R1
放大电路中的负反馈
RF
4.并联电流负反馈
id
+
ui
– +
+
R2
ii io
+ –
id if
A
iO
－
RL uR R iR
差值电流
F (b)方框图
示例1的重新分析：
U CC RC C2 V RB1 RF
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１ 当Ｃ＝12PF时，＝≈3.5×10Ｈz 2ＬＣ １ 当Ｃ＝270PF时，＝≈7.8×10Ｈz 2ＬＣ 即在(7.8×10～3.5×10)Ｈz的可调范围内。 ******** 编号: 142008 ****** 分数: 如图所示电路: 0 ****** 难度: 0 ********
对于ＬＣ正弦波振荡器，反馈系数Ｆ越大，必然越易起振。 × 选择题 ******** 编号: 142018 ****** 分数: 3 ****** 难度: 2 ********
ＬＣ振荡器通常采用的偏置电路是______ （Ａ）固定偏置； Ｃ ******** 编号: 142019 ****** 分数: 3 ****** 难度: 1 ******** （Ｂ）自给偏置； （Ｃ）固定、自给相结合。
根据______________条件可以定性地判断一个电路能否产生振荡。 相位平衡 ******** 编号: 141008 ****** 分数: 2 ****** 难度: 1 ********
振荡器的振荡频率是由________________条件确定；振荡器的振荡幅度 是由______________条件确定。 相位平衡；振幅平衡
在振荡电路中，起振后并稳定输出时其振幅条件为________。 （Ａ）ＡＦ＝１ Ａ （Ｂ）ＡＦ＜１ （Ｃ）ＡＦ＞１
******** 编号: 141014 ****** 分数:
3
****** 难度: 1
********
要使自激振荡器稳定的工作，则必须满足______ （Ａ）起振条件； （Ｂ）平衡条件； （Ｃ）稳定条件； （Ｄ）起振、平衡、稳定条件。 Ｄ 填空题 ******** 编号: 141001 ****** 分数: 3 ****** 难度: 1 ********
电容三点式振荡器适用于工作频率较高的电路，但输出谐波成分较电感 三点式的______ Ｂ ******** 编号: 142020 ****** 分数: 3 ****** 难度: 2 ******** （Ａ）大； （Ｂ）小； （Ｃ）相同。
电容调谐的波段电感三点式振荡器，在高端能正常工作时，则在低端______ （Ａ）也正常工作； Ａ 填空题 ******** 编号: 142015 ****** 分数: 4 ****** 难度: 2 ******** （Ｂ）不工作； （Ｃ）可能工作或不工作。
判断下图所示放大电路的反馈类型,并指出哪些是交流反馈？ 哪些是正反馈？哪些是负反馈？ + Ｃ Ｃ T Ｃ Ｃ 解:引入直流串联电流负反馈,稳定静态工作点; 引入交流并联电压正反馈,使之产生ＬＣ自激振荡。 ******** 编号: 142004 ****** 分数: 10 ****** 难度: 1 ********
如果正弦波振荡器仅仅满足相位平衡条件，就必然满足相位稳定条件。 [ × ******** 编号: 141011 ****** 分数: 2 ****** 难度: 1 ******** ] ]
振荡器具有稳定输出的原因，是振荡系统中具有非线性器件的存在。[ × ******** 编号: 141012 ****** 分数: 2 ****** 难度: 1 ******** ]
- Ｃ Ｃ Ｃ Ｃ Ｃ Ｃ Ｃ'＝Ｃ·Ｃ（Ｃ＋Ｃ）＝1000 PF Ｃ＝Ｃ'·Ｃ（Ｃ'＋Ｃ）＝90.9 PF
反馈系统产生自激的条件是______ ，相应的振幅条件是_____；相位 条件是_______ 。 =1;ＡＦ=1;=2n ******** 编号: 141006 ****** 分数: 2 ****** 难度: 1 ********
有些振荡器接上负载时,会发生停振,这是因为振荡器此时不满足________。 振幅起振条件 ******** 编号: 141007 ****** 分数: 2 ****** 难度: 1 ********
组成正弦振荡电路的三个环节是________、________和________。 放大、选频和正反馈。 ******** 编号: 141002 ****** 分数: 2 ****** 难度: 1 ********
为了形成单一正弦波振荡，必须在电路中引入______反馈, 在振荡频率较低 时, 常采用______振荡电路; 正，ＲＣ ******** 编号: 141005 ****** 分数: 4 ****** 难度: 1 ********
解：** 编号: 142007 ****** 分数: 如右图中所示电路，
0
****** 难度: 0
********
5 +15 Ｖ 电容Ｃ的可调范围为12～270PF,电 20K 1 300P 感=100Ｈ。(1)试判断电路 4 Ｃ 能否产生自激振荡。如果不能，电 T Ｃ Ｃ 路应如何改正? (2)改正后，求出 2 12P 0.01 10K 0.01 振荡频率的可调范围。 2K 3 解：(1)不能产生自激振荡。应将同名端改为"5"和"2"即可。 １ (2)＝ 2ＬＣ ＝ Ｃ＝(Ｃ+Ｃ)Ｃ／(Ｃ+Ｃ+Ｃ)
×; 由于ＬＣ并联谐振时阻抗最大,反馈支路近似于开路,所以电路 不可能在ＬＣ回路的谐振频率处产生正弦波振荡。只要将ＬＣ并联网络改成串联网络，则 在ＬＣ串联回路谐振频率处Ｔ和Ｔ发射极之间近似短路,形成正反馈方能产生正弦波 振荡.
计算题 ******** 编号: 142001 ****** 分数: 8 ****** 难度: 1 ********
[
] __________
+ T Ｃ T Ｃ Ｃ
ＬＣ振荡器中常采用分压式偏置电路，这种电路的优点是_____________、 ____________。 具有稳幅作用；便于起振
改错题 ******** 编号: 142002 ****** 分数: 试检查图中所示的ＬＣ振荡 电路有没有错误?如有错误,请改正. 6 ****** 难度: 1 ********
试用自激的相位条件来判断下图中的电路,能否产生正弦波振荡?为什么? + T Ｃ Ｃ Ｃ 解：若用相位平衡条件不能产生正弦振荡,因为是负反馈。
第14章第1节 是非题
自激振荡及其条件
******** 编号: 141009 ****** 分数:
2
****** 难度: 1
******** [ ]
任何振荡器的幅度稳定都是基于晶体管本身的非线性特性。 × ******** 编号: 141010 ****** 分数: 2 ****** 难度: 1 ********
振荡器相位平衡条件是______,幅度平衡条件是______,通常为了使振荡器 能自起振,应满足_______。 (Ａ)正反馈 (Ｂ)负反馈 (Ｃ)ＡＦ＝1 (Ｄ)ＡＦ＜1 (Ｅ)ＡＦ＞１
Ａ，Ｃ，Ｅ ******** 编号: 141004 ****** 分数: 2 ****** 难度: 1 ********
第14章第2节 是非题
ＬＣ振荡电路
******** 编号: 142016 ****** 分数:
2
****** 难度: 1
********
在正反馈放大电路中，当集电极为ＬＣ并联谐振回路时，该电路只要 满足起振条件就必然满足平衡条件，成为正弦波振荡器。 ******** 编号: 142017 ****** 分数: 2 ****** 难度: 1 ******** [ ] [ ]
放大器能转变为振荡器的原因，是放大器中具有谐振回路的存在。[ × ******** 编号: 141013 ****** 分数: 2 ****** 难度: 1 ******** [ ]
振荡器具有较稳定振荡的原因，是振荡系统中具有选频网络。 × 选择题 ******** 编号: 141003 ****** 分数: 3 ****** 难度: 1 ********
[
] ________
+ Ｃ Ｃ T Ｃ
******** 编号: 142003 ****** 分数: 10 试检查图中所示的ＬＣ 振荡电路有没有错误?如有错误,请改正. ****** 难度: 2 ********
＋ ⑴指出该图为何种振荡电路?如Ｃ2200PF, Ｃ 0.5ｍＨ,求振荡频率; ⑵指出电路的各个环节? Ｃ T ⑶指出正确接法时线圈和的同名端; ⑷如果因反馈量不足而不能起振,应调节哪个 Ｃ 参数。 解:⑴是变压器反馈式ＬＣ振荡器, １ =≈3.5×10Ｈz 2ＬＣ ⑵晶体管作放大电路,变压器作反馈电路,,Ｃ作选频电路; ⑶,下端为同名端;
******** 编号: 142005 ****** 分数: 10
****** 难度: 1
********
试用自激的相位条件来判断下图中的电路,能否产生正弦波振荡?为什么? + T T Ｃ Ｃ c 解：能产生自激振荡,因为是正反馈。 ******** 编号: 142006 ****** 分数: 12 右图为一振荡 电路。已知ＣＣ2000PF Ｃ100PF,要想得到4ＭＨZ的 振荡频率时，电感应为多 少? ****** 难度: 3 ********