第十九讲 正弦波振荡电路振荡条件及RC正弦波振荡电路
RC正弦波振荡电路的振荡频率与R
1 LC
f0
＝
2p
1 LC
R为电感和回路中的损耗电阻
LC并联谐振特点：谐振时，总路电流很小，支路 电流很大，电感与电容的无功功率互相补偿，电 路呈阻性。
LC并联谐振回路的幅频特性曲线 Q为谐振回路的品
Z0=R L|C Z=| Q0L=Q 0C=QC L
质因数，Q值越大，
曲线越陡越窄，选
Q小
频特性越好。
容性
L R
f
6.4.2. 石英晶体正弦波振荡电路
利用石英晶体的高品质因数的特点，构成LC振荡电路。
1. 并联型石英晶体振荡器
－A +
∞
+
C2
Cs
X 感性
－A +
∞
+
C 2 fC s
0
fs fp
C1
石英晶体
容
CL
1
性
石英晶体工作在fs与fp之间，相当一个大电感，与C1、C2 组成电容三点式振荡器。由于石英晶体的Q值很高，可达到几
在输入端加入一正极 C b
(+)
性的信号，用瞬时极
(+)
Uf L1 L2
(-)
Uo
－
性法判定反馈信号的
极性。若反馈信号与
输入信号同相，则满 足相位条件；否则不 满足。
R b2
Re
－
LC正弦波振荡器举例
V cc
(+)
R b1
L1
L2 (+)
C
(+)
Cb R b2
(+) C e
Re 满足相位平衡条件
LC正弦波振荡器举例
K：双联波段开关，
rc正弦波振荡电路原理
rc正弦波振荡电路原理RC正弦波振荡电路是一种基础电路，在通信、控制和计算机等领域中广泛应用。
本文将分步骤阐述RC正弦波振荡电路的原理，帮助读者更好地理解。
第一步：介绍RC正弦波振荡电路的作用RC正弦波振荡电路是一种基础电路，其作用是产生正弦波信号。
正弦波信号在许多领域中都有广泛应用。
例如，在通信领域中，正弦波信号是最重要的信号之一，可以用于传输语音和数据等信息。
在控制领域中，正弦波信号可以用于驱动电机等设备。
在计算机领域中，正弦波信号可以用于时钟信号和数字信号的转换等方面。
第二步：介绍RC正弦波振荡电路的基本原理RC正弦波振荡电路由一个电容器和一个电阻器组成。
当电容器充电时，电荷会积累在电容器的两个板之间，导致电压逐渐增加。
当电压达到一定值时，电荷开始从电容器中流出，导致电压逐渐下降。
当电容器充电和放电的速度相等时，RC正弦波振荡电路就产生了正弦波信号。
这是因为电容器的电压随时间变化的方式类似于正弦函数。
通过调节电容器和电阻器的参数，可以改变正弦波信号的振荡频率和振幅。
第三步：介绍RC正弦波振荡电路的具体实现方法RC正弦波振荡电路可以通过一个晶体管实现。
电路的基本结构如下：在电路中，晶体管的基极被连接到电阻器和电容器的交界处，发射极被接地，而集电极则通过一个负反馈回路连接到电阻器上。
当电路中没有输入信号时，晶体管处于关闭状态。
但是由于电容器在之前的充电过程中积累了电荷，因此在关闭时，电容器的电压并不为零。
当一个小的初始信号被应用于电路时，信号将被放大，并在电容器和电阻器之间产生振荡。
振荡的频率和振幅可以通过调整电容器和电阻器的值来控制。
第四步：总结RC正弦波振荡电路是一种基础电路，在通信、控制和计算机等领域中应用广泛。
通过一个电容器和一个电阻器的组合，可以产生正弦波信号。
由于RC正弦波振荡电路的实现方法较为简单，因此在实践中得到了广泛应用。
RC正弦波振荡电路
RC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、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具设计、组装、调试RC正弦波振荡电路电路，使其能产生幅度稳定的低频振荡。
1.2 技术要求设计、组装、调试RC正弦波振荡电路电路，使其能产生幅度稳定的低频振荡2. 设计方案及其比较2.1 方案一RC文氏电桥振荡器：电路结构：放大电路，选频网络，正反馈网络和稳幅环节四个部分。
电路如图A所示：图A RC文氏电桥振荡器原理图1电路中噪声的电磁干扰就是信号来源，不过此频率信号非常微弱。
这就要求振荡器在起振时做增幅振荡，既起振条件是|AF|>1。
放大电路保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，本设计采用通用集成运放电路。
选频网络兼正反馈网络RC串并联网络使电路产生单一的频率振荡，本设计要求产生500Hz的正弦波，采用RC串并联选频网络，中心频率f0=500 Hz，ω=1/RC,则f0=1/2πRC，故选取C=0.2uF,故R=1.6K另外还增加了R1和RF负反馈网络，合理的选择R1和RF可以保证环路增益大于一。
电压放大倍数A=1+(RF/R1), 因为产生振荡的最小电压放大倍数为3，所以RF>=2R1，通过仿真，我选择R1=5K,RF=20K的滑动电阻。
一开始波形失真很严重，当调到35%，就是大约7K时，出现失真很小的正弦波，测得周期为2.16ms，频率F=1000/2.16=463KH,误差较小，基本符合要求。
仿真波形如下图B所示图B RC文氏电桥振荡器仿真波形图2作用是使输出信号的幅值稳定，本实验采用双向并联二极管作为稳幅电路。
利用电流增大时二极管动态电阻减小，电流减小时二极管动态电阻增大的特点，加入非线性环节，从而使输出电压稳定。
2.2 方案二RC移相振荡器电路结构电：由反向输入比例放大器，电压跟随器，和三节RC相移网络组成。
电路如图C所示：图C RC移相振荡器原理图电路原理：放大电路的相移为-180度，利用电压跟随器的阻抗变换作用减小放大电路输入电阻R1对RC相移网络的影响。
rc正弦波振荡器的起振条件
RC正弦波振荡器是一种常见的电路设计，用于产生稳定的正弦波信号。
其起振条件可以简要概述如下：
1. **元件值要求**：该振荡器需要使用电阻（R）和电容（C）这两个元件。
其中，电容C 起到存储电能的作用，而电阻R则对电容的充电和放电过程起到阻碍作用。
具体而言，充电时间常数（τ=RC）必须大于1，即R和C的乘积必须足够大。
这样，电路中的电荷可以稳定地累积和释放，形成稳定的振荡。
2. **直流电源电压要求**：振荡器需要一个稳定的直流电源电压，该电压通过电阻R对电容C进行充电。
充电过程会在电阻上产生压降，逐渐减小电容两端的电压。
当电压降至某一阈值时，电容开始通过RC电路放电，产生一个正弦波信号。
这一放电过程会持续进行，形成稳定的正弦波振荡。
3. **相位条件要求**：RC振荡器的相位条件通常是指电容放电开始时，信号相位应接近或超过180度。
这意味着放电过程必须在充电过程的一半以上完成时开始，这样才能保证输出信号为稳定的正弦波。
4. **频率条件要求**：电容C的值决定了振荡器的频率。
C的值越小，频率越高。
在实际应用中，可以通过选择合适的电阻和电容值，使振荡器工作在需要的频率范围内。
总结以上条件，一个基本的RC正弦波振荡器需要足够大的充电时间常数、稳定的直流电源、接近或超过180度的相位条件，以及合适的频率范围。
满足这些条件后，电路就能正常起振并产生稳定的正弦波信号。
需要注意的是，在实际应用中，还需要考虑电路的其他因素，如噪声、非线性等，以确保振荡器的性能满足需求。
RC正弦波振荡电路工作原理及案例分析
RC正弦波振荡电路工作原理及案例分析
工作原理：
1.当电路通电时，运放的输出为零，电容C充电通过电阻R。
电荷通
过电容器和电阻器的匝线，使负电荷集中在负端子，正电荷集中在正端子。
2.当电容器电荷积累到一定程度时，电压开始在电容器上积累。
3.这时，电容器上的电压开始向运放的反馈电路输出，导致运放开始
放大并输出一个正弦波振荡信号。
4.当输出电压经过电容衰减后，电容开始放电，电压开始下降直到为零。
5.在电容放电的过程中，运放输出变为负值，反馈电路也发生变化，
导致运放开始放大反向信号，输出一个负幅度的振荡信号。
6.重复以上过程，可以产生一个稳定的正弦波振荡信号。
案例分析：
假设我们需要设计一个频率为1kHz的正弦波振荡电路，我们可以选
择适当的电容和电阻数值来实现这个要求。
1.选择电容C和电阻R的数值为：C=1μF，R=1kΩ。
2.计算振荡频率：f=1/(2πRC)=1/(2π*1kΩ*1μF)≈1kHz。
3.搭建电路并接入运放，通过对电容和电阻的数值进行调整，可以调
节输出的正弦波振荡频率和幅度。
4.测量输出波形，可以通过示波器来观察振荡信号的频率和幅度是否
符合设计要求。
通过以上案例分析，我们可以看到RC正弦波振荡电路的设计方法和
工作原理。
通过调节电容和电阻的数值，可以实现不同频率和幅度的正弦
波信号输出。
这种电路在信号发生器、音频放大器等领域有着广泛的应用。
正弦波振荡电路的振荡条件
正弦波振荡电路是一种电路设计，能够产生稳定的正弦波输出。
为了实现振荡，正弦波振荡电路需要满足以下条件：
放大增益条件：振荡电路中的放大器必须具有足够的放大增益。
放大器将输入信号放大，并将一部分输出信号反馈到输入端，以维持振荡。
放大增益必须大于1，以补偿电路的损耗和反馈信号的衰减。
正反馈条件：振荡电路需要具有正反馈回路。
正反馈会将一部分输出信号反馈到输入端，形成自激振荡。
反馈信号必须足够强以保持振荡。
相位条件：正弦波振荡电路的反馈回路必须具有相位延迟为360度的特性。
相位延迟确保反馈信号与输入信号同相或反相，从而维持振荡的稳定性。
振荡频率条件：振荡电路的频率由电路元件和参数决定。
为了产生稳定的正弦波输出，电路的增益和相位特性必须在特定频率上产生正反馈。
振荡起始条件：振荡电路需要一定的启动条件，以开始振荡。
这可以通过外部信号或电路内部的初始扰动实现。
这些条件的具体实现方式和参数取决于所使用的正弦波振荡电路的类型和拓扑结构。
常见的正弦波振荡电路包括RC相移振荡器、LC谐振振荡器、晶体振荡器等。
每种电路都有其特定的振荡条件和设计要求。
rc正弦波振荡器结构与工作原理
深度探讨RC正弦波振荡器结构与工作原理一、引言在电子学领域中，RC正弦波振荡器是一种常见的振荡电路，它能够产生稳定的正弦波信号。
在本文中，我们将深度探讨RC正弦波振荡器的结构与工作原理，并对其进行全面评估。
二、RC正弦波振荡器的结构1. 电容电阻网络RC正弦波振荡器的核心是由电容和电阻构成的电容电阻网络。
电容负责存储电荷，而电阻则限制电流的流动。
这个电容电阻网络是RC正弦波振荡器能够产生稳定正弦波信号的重要组成部分。
2. 反馈网络在RC正弦波振荡器中，反馈网络起着至关重要的作用。
它能够将一部分输出信号送回输入端，从而实现正反馈，使电路产生振荡。
三、RC正弦波振荡器的工作原理1. 正反馈RC正弦波振荡器利用正反馈来实现信号的产生和放大。
当电路输出正弦波时，一部分信号被送回输入端，从而增强了输入信号，使得电路不断产生振荡。
2. 能量损耗与补偿在RC正弦波振荡器中，由于电容和电阻存在能量损耗，需要通过外部的能量补偿来保持振荡的稳定。
3. 频率决定RC正弦波振荡器的频率由电容和电阻的数值决定，当电容或电阻发生变化时，频率也会相应地发生变化。
四、对RC正弦波振荡器的全面评估1. 结构分析通过对RC正弦波振荡器的结构进行分析，我们可以清晰地了解其组成部分及各部分之间的作用关系。
这有助于我们深入理解振荡器的工作原理。
2. 工作原理振荡器的工作原理对于我们理解其产生信号的机理至关重要。
只有通过深入分析其工作原理，我们才能真正掌握振荡器的运行方式。
3. 频率稳定性RC正弦波振荡器的频率稳定性是其性能的重要指标之一。
在实际应用中，我们需要考虑电容和电阻的稳定性，以保证振荡器的性能符合要求。
五、个人观点和理解对于RC正弦波振荡器的结构与工作原理，我深信其在电子学领域有着重要的应用。
通过深入研究振荡器的结构与工作原理，我们可以更好地应用它，并在实际工程中发挥其作用。
六、总结与回顾通过本文的深度探讨，我们全面了解了RC正弦波振荡器的结构与工作原理。
正弦波振荡条件和电路组成
正弦波振荡条件和电路组成嘿，咱今天来唠唠正弦波振荡这事儿。
你可别一听这名字就觉得特高深、特难懂，其实没那么吓人。
咱先说说正弦波振荡条件吧。
就好比是一场音乐会，每个乐手都得满足一定的条件才能演奏出美妙的曲子。
对于正弦波振荡来说，有个起振条件，这就像是音乐会开始前得有个开场信号一样。
要有足够的能量输入，这样才能让这个振荡真正开始起来。
然后呢，还有个平衡条件，这就好比音乐会进行的时候，各种乐器的声音得配合得恰到好处，不能有哪个声音太大或者太小。
在正弦波振荡里，这个平衡就是说输入和输出得达到一种稳定的状态，就像跷跷板两边得平衡一样。
再来说说正弦波振荡电路的组成吧。
这电路就像是一个小乐团，每个部分都有自己的任务。
首先得有放大电路，这就像是乐团里的那些主要演奏家，它的任务就是把信号放大，让这个振荡能持续下去。
没有放大电路，那这个振荡就会慢慢消失，就像乐团没了主要演奏家，声音就会越来越小。
还有选频网络呢，这个就像是乐团里专门负责挑选合适曲子的人。
它能够从众多的频率当中选出我们想要的那个正弦波的频率，就像在一堆音乐里专门挑出我们想听的那种风格的曲子。
要是没有选频网络，那各种频率都混在一起，就乱套了，就像一个乐团同时演奏各种不同风格的音乐，那可就成了噪音啦。
另外，还有正反馈网络，这可是个很重要的角色。
它就像是乐团里那个特别会配合的伙伴，把输出的一部分信号再送回到输入那里。
要是没有这个正反馈网络，这个振荡电路就很难维持稳定的振荡了，就像乐团里的人都各干各的，不互相配合，那肯定演奏不出好听的音乐。
其实正弦波振荡条件和电路组成就这么简单。
就像我们生活中的很多事情一样，每个部分都有自己的作用，相互配合好了，就能达到我们想要的结果。
就像一场成功的音乐会，乐手们各司其职，条件都满足了，就能给我们带来美妙的音乐。
这正弦波振荡也是这个道理，把这些条件和电路组成部分都搞清楚了，也就没那么神秘啦。
你看，这么一说，是不是感觉这东西也挺有趣的呢？。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
9.7 LC正弦波振荡电路
LC振荡电路主要用来产生高频正弦信号， 一般在1MHz以上。它与RC振荡电路的不同 之处是它由电感和电容组成，所以命名为LC正 弦波振荡电路。
9.7.1 LC并联谐振回路选频特性 9.7.2 变压器反馈式LC振荡电路 9.7.3 三点式LC振荡电路 9.7.4 石英晶体振荡电路
采用非线性元件
场效应可管变电（阻JF区E，T）斜率
DiD
、R4随、vGCS3不同整而流变滤化波
vG S=0V
-1V
-2V
-3V
vDS
T 压控电阻
稳幅原理
Vo
VGS (负值)
RDS
AV
1
Rp3 R3 RDS
3
AV
AV 3
AV FV 1 稳幅
6. 稳幅措施
采用非线性元件 二极管
当输出幅值很小时，二极 管D1、D2接近开路，由D1、 D2和R3组成的并联支路的等 效电阻近似为2.7千欧，A约 3.3，>3，有利于起振。
AV FV
3 1 1 3
电路可以输出频率为
1
f0 2RC
的正弦波
RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波
4. 振荡的建立与稳定
振荡建立： 就是要使电路自激，从而产生持续的振荡，由直流电变为交
流电。 当电路一接上直流电源，由于电冲击或噪声或干扰等信号
的存在，它们都含有丰富的谐波，总有与振荡频率f0相同的谐 波，这个信号虽然很微弱，但经过放大电路和反馈网络平的衡作用， 使输出信号的幅值越来越大，正弦波振荡由小到大地建点立起来。
反馈网络 F
又 A F A ( ) F ( ) a ( ) f ( )
得自激振荡条件
A (k ) F (k ) 1
幅值条件
a (k ) f (k ) (2n 1) 180 相位条件（附加相移）
2. 起振和稳幅
起振条件
A() F() 1
a ( ) f ( ) 2n
平衡
# 振荡电路是单口网络，无须输入信号就能点起振，
学习指导 9.5 正弦波振荡电路的振荡条件 9.6 RC正弦波振荡电路 9.7 LC正弦波振荡电路 9.8 非正弦波振荡电路
小结
学习指导
在实践中，广泛采用各种类型的信号产生电路， 就其波形来说，可能是正弦波或非正弦波。
在通信、广播、电视系统中，都需要射频(高频) 发射，这里的射频波就是载波，把音频(低频)、视 频信号或脉冲信号运载出去，这就需要能产生高频 信号的振荡器。
输入端加一个输入电压Vi，Vi的频率正好是选频网络的固有频 率f0，即f=f0=1/2πRC，假定某一瞬时Vi对地极性为（+）， Vo在同一瞬时对地极性为（+），由于f=f0=1/2πRC，根据相 频特性来判断，若Vo的频率也为f0，A点在同一瞬时对地的极性 也为（+）。再接上反馈线，看Vf和Vi的相位是否相同，若同相， 则说明此电路满足相位平衡条件。
在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应 加热、熔炼，超声波焊接，超声诊断，核磁共振成 像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡 器。可见，正弦波振荡电路在各个科学技术领域的 应用是十分广泛的。
非正弦信号(方波、锯齿波等)发生器在测量设备、 数字系统及自动控制系统中的应用也日益广泛。
电压比较器不仅是波形产生电路中常用的基本单元，也广 泛用于测量电路、自动控制系统和信号处理电路中。因此 要予以足够重视。
9.7.2 变压器反馈式LC振荡电路 （定性分析）
1. 电路结构 2. 相位平衡条件
同名端
3. 幅值平衡条件
通过选择高值的BJT和
调整变压器的匝数比，可以
满足 A F 1 ，电路可以起振。
(+)
(－)
(+)
4. 稳幅 BJT进入非线性区，波形
出现失真，从而幅值不再增加，达到稳幅目的。
5. 选频 虽然波形出现了失真，但由于LC谐振电路的Q值很高，
9.7.1 LC并联谐振回路选频特等性效损耗电阻
1. 等效阻抗
1 (R jL)
Z
jC 1 R jL
jC
一般有 R L 则
L
Z
C
R j(L 1 )
C
若0
L
1
0C
电路发生谐振
即 。
0
0
1 LC
1 时， LC 为谐振频率
谐振时阻抗最大且为纯阻性
Z0
L RC
Q0 L
Q
0C
其中
Q 0L 1 1 L R 0 RC R C
(4)掌握单门限电压比较器和迟滞比较器的工作原理，理解方 波、矩形波、三角波、锯齿波发生器的工作原理。
9.5 正弦波振荡电路的振荡条件
1. 振荡条件 2. 起振和稳幅 3. 振荡电路基本组成部分
1. 振荡条件
正反馈放大 电路如图示。（注 意与负反馈方框图 的差别）
X a X i X f
若环路增益 A F 1 则 X a X f ， 去掉 X i ， X o 仍有稳定的输出 又 A F A F a f AF a f
主要内容：
(1)正弦波振荡电路的振荡条件
(2)RC、LC正弦波振荡电路
(3)非正弦信号产生电路
基本要求及学习目标:
(1)掌握正弦波振荡的相位平衡条件、幅值平衡条件。
(2)掌握RC串并联式正弦波振荡电路的工作原理、起振条件、 稳幅原理及振荡频率的计算。
(3)了解LC正弦波振荡电路的工作原理、组成原则、振荡频率 的计算。
A v
1
Rf R1
电压串联负反馈
反馈网络
反馈网络兼做选频网络
选频网络 RC串并联网络
2. RC串并联选频网络的选频特性
由选频网络可知
Z1
R
1 sC
1 sCR sC
R 1
Z2
R
sC 1
R 1 sCR
sC
则反馈系数为：
FV
(s)
Vf (s) Vo (s)
Z2 Z1 Z2
sCR 1 3sCR (sCR)2
一个反馈放大电路若能同时满足自激振荡的幅度和相位 平衡条件，就一定能产生自激振荡，但并不见得一定能产生 正弦波自激振荡，即输出信号不一定是正弦波。
这是因为，若同时有多种频率的正弦波信号都满足自激 振荡条件，则反馈放大电路就能够在多种频率下产生振荡。 它的输出信号就是一个由多种频率的正弦波信号合成的非正 弦波信号。
方法2
首端 中间端
尾端
L1 C
L2
电感三点式
首端 中间端
尾端
C1 L
C2
电容三点式
9.7.3 三点式LC振荡电路
2. 电感三点式振荡电路
9.7.3 三点式LC振荡电路
稳定： 输入谐波经过放大 反馈 再放大的循环，使输出幅度不
断增加，但由于幅度增大到一定程度时，运算放大器工作在非 线性区，或三极管工作在非放大区，所以输出幅度就会下降并 趋于稳定。
5. 振荡频率与振荡波形
振荡频率： 因为只有在f=f0=1/2πRC时才满足相位平
衡条件，所以振荡频率即为选频网络的固有频 率f=1/2πRC。
9.6 RC正弦波振荡电路
1. 电路组成 2. RC串并联选频网络的选频特性 3. 振荡电路工作原理 4. 振荡的建立与稳定 5. 振荡频率与振荡波形 6. 稳幅措施
1. 电路组成
RC振荡电路有很多种：桥式的、移相式、
双T型的，但最常用的是桥式振荡电路。
放大电路：运放、 R1、Rf组成同 相比例运算电路
3 、 振 幅 平 衡 条 件 ： AvFv=1 ； Av=1+Rf/R1 、 Fv=1/3 Rf=2R1
3. 振荡电路工作原理 (+)
当
0
1 RC
时，
f
0
(+) (+) (+)
用瞬时极性法判断可知， 电路满足相位平衡条件
a f 2n
此时若放大电路的电压增益为
AV
1
Rf R1
3
Av
则振荡电路满足振幅平衡条件
FV
1
32 ( 0 )2 0
( 0 )
f arctg
0
3
当
0
1 RC
或
f
1
f0 2RC
幅频响应有最大值
1 FVmax 3
相频响应 f 0
3. 振荡电路工作原理 (+)
分析方法：
1、会找出三个组成部分；
(+) (+)
A
(+)
2、用瞬时极性法判断电路是
否满足相位平衡条件
a f 2n 首先找出反馈线，在A处断开反馈线，假设在放大电路的
1. 三点式LC并联电路
仍然由LC并联谐振电
路构成选频网络
谐振回路的三个引 出端与集成运放的 三个端子(同相端、 反相端、输出端)相 连(指交流连接),其 中两个同性质电抗 的公共点与同相端 相连，而另一个异 性电抗则连在反相 端与输出端之间。
方法1
首端 中间端
尾端
L1 C
L2
电感三点式
首端 中间端
2. RC串并联选频网络的选频特性
反馈系数
FV (s)
Vf (s) Vo (s)
Z2 Z1 Z2
sCR
1 3sCR (sCR )2
又 s j
且令
0
1 RC
则
FV
3
1
j(
0 )
0