RC正弦波振荡电路的振荡频率与R

通常R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，则有 1 1 = F = 若令 0 RC 则上式变为 1 3 + j( RC )
= F 1 3 + j( - 0 ) 0
１ f f0 3 ＋j － f f 0
RC
因为式中ω＝2πf ，ω0＝2πf0
＝ F 1 f f0 32 ＋ － f f 0
.
.
=1
. F = | F | j F
所以，自激振荡条件也可以写成： （1）振幅条件： （2）相位条件：
| AF | = 1
j A + j F = 2 np
n是整数
6.1.2.振荡的物理过程
起振条件： F |1 （略大于） |A
结果：产生增幅振荡
起振过程
稳幅过程：
F |1 起振时， | A F |=1 稳定振荡时， | A
R1C1 串联阻抗：
+
Z1 = R1 + (1 / jC1 )
R2C2 并联阻抗：
+
R1 C1
+
+
Z 2 = R2 //(1 / jC2 ) R2 = 1 + jR2C2
选频特性：
uo +
R2
C 2 uf +
Uf Z2 F= = U o Z1 + Z 2
Z1 = R1 + (1 / jC1 )
五、振荡频率的调节：
K：双联波段开关， 切换R，用于 粗调振荡频率。
R1
R2 R3
K
Rf
振荡频率：
R
R2
_


uo
1 f0 = 2pRC
C
R3
+
+
C
R1
R1
K
C：双联可调电容，改变C，用于细调振荡频率。
6、RC正弦波振荡电路的适用范围
RC 正弦波振荡电路的振荡频率与 R、C 的乘积成反比，
f
R
f
2R
1
1
4、稳幅措施
半导体热敏电阻 (负温度系数） 起振时Rt较大 使 A>3,易起振。 当uo幅度自激增 长时， Rt减小， A减小。
10k 0.1u uf 10k 0.1u
10k 100k
Rt
∞ － A + +
39k
uo
当uo幅度达某一 值时， A→3。 当uo进一步增大 时， RT再减小 , 使A<3。 因此uo幅度自动 稳定于某一幅值。
2
＝ F
j f＝－arctg
f0＝
１ 2 π RC
f f － 0 f0 f 3
RC串并联网络完整的频率特性曲线：
1 0 = RC
1 f0 = 2pRC
|F|
1/3
o
φF +90°

1 当 = 0 = 时， RC
│F│= │F│max=1/3
jF = 0
o

6.2.2.基本电路形式及振荡的建立过程
+
只有正反馈电路才能产生自激振荡。
Xi +
+
Xd
Xd
基本放大器
Xo
A
反馈网络
Xf F
如果：X f = X i , 则去掉 X i , 仍有信号输出。
基本放大器 A
Xo
Xf
反馈信号代替了放大 电路的输入信号。
反馈网络 F
Xd
Xf
基本放大器 A
Xo
动画演示
Xd=Xf FA=1
反馈网络 F
自激振荡的条件： A F . 因为： A = | A | j A
能自动稳幅的振荡电路
R f1 R f2
D1
1 2
R C
.
D2
将Rf分为Rf1 和Rf2 ，
uo
∞ － A + +
C R1
Rf2并联二极管
R
EWB演示——RC振荡器
起振时D1、D2不导通， Rf1+Rf2略大于2R1。随着 uo的增加， D1、D2逐渐 导通，Rf2被短接，A自动 下降，起到稳幅作用。
第六章 正弦波振荡电路
8.1 正弦波振荡电路的基本原理 8.2 RC桥式正弦波振荡电路
8.3 LC正弦波振荡电路
8.4 石英晶体振荡电路
8.5 正弦波振荡电路工程应用技术
6.1 正弦波振荡电路的基本原理
6.1.1. 振荡的条件
Xi +
–
Xd
基本放大器
Xo
A
反馈网络
Xf F
改成正反馈
Xd = Xi - X f
1.放大电路
2.正反馈网络
3.选频网络——只对一个频率满足振荡条件 ，从而获得单一频率的正弦波输出。 常用的选频网络有RC选频和LC选频 4.稳幅电路——使电路易于起振又能稳定振 荡，波形失真小。
6.1.4、正弦波振荡电路的分析方法
• （一）判断电路能否产生正弦波 • 1、检查电路中是否存在放大电路、正反馈网 络、选频网络、稳幅环节。 • 2、检查放大电路能否正常工作，即能否建立 合适的静态工作点并能正常放大。 • 3、利用瞬时极性法判断电路是否引入了正反 馈，即是否满足相位平衡条件。
6.1.5、正弦波振荡电路与负反馈放大电路 自激的比较
振荡电路
反馈极性不同
负反馈电路
引入正反馈→ 引入负反馈→ 产生自激振荡 改善电路性能 电路结构保证 正反馈存在 电抗元件使负 反馈变正
振荡条件不同
目的不同
利用自激振荡 避免自激振荡
6 . 2 RC桥式正弦波振荡电路
6.2.1. RC 串并联选频网络
RC
R C
桥 式 正 弦 波 振 R 荡 电 路
Rf
=0 在 f0 处 j F = 0 ,
jA + jF = 0
只需：A=3
因为： j A
∞ － A + +
C
uo 1.满足相位条件：
uf
R1
2.振幅条件：AF=1
F=1 3
输出正弦波频率：
引入负反馈：
1 f0 = 2pRC
选：
3.起振条件
Rf = + A 1 R R = 2R
（二）计算振荡频率、求起振条件
（二）计算振荡频率、求起振条件
F F ＝１可知， A • 由维持振荡的条件 A 为实数， 因此只要令复数表示式的虚部等于零，对频 率求解，即可求得振荡频率。将振荡频率代 F ＞１，可求出满足起振条件 入起振条件 A 的有关电路参数值，即常用的以电路参数表 示的起振条件。
Xd
Xf
基本放大器 AXoFra bibliotek稳幅措施：
反馈网络 F
1、被动：器件非线性 2、主动：在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以调节 放大电路的增益
过程：
接通电源后，各种电扰动→ 放大→ 选 频 → 正反馈 → 再放大→ 再正反馈 …… →
振荡器输出电压↑ →器件进入非线性区 →
稳幅振荡
6.1.3.正弦波振荡电路的组成
U Z2 f F＝ ＝ U Z1 + Z 2 o
＝ (1 +
R2 1 + jR2 C 2 ＝ 1 R2 R1 + + jC1 1 + jR2 C 2 1
R2 Z 2 = R2 //(1 / jC2 ) = 1 + jR2C2
R1 C2 1 + ) + j(C 2 R1 ) R2 C1 R2C1