12模拟电子技术基础

当频率变化时，并联电路阻抗 的大小和性质都发生变化。 并联电路的导纳： 1 Y j C R j L
R L 2 j C 2 2 2 R ( L) R ( L)
图 8.3.1
当
0 L 0 C 2 0 时，电路发生并联谐振。 2 R ( 0 L)
所以起振条件为：
F 1 A
3 A
RF R
同相比例运放的电压放大倍数为 Auf 1
即要求：
RF 2 R
4. 振荡电路中的负反馈(自动稳幅)
引入电压串联负反馈，可以提高放大倍数的稳定性， 改善振荡电路的输出波形，提高带负载能力。 R RT 负反馈系数 F RF R 改变 RF，可改变反馈深度， 增加负反馈深度，并且满足
三、三点（端）式LC正弦振荡电路
1.电路构想：
将LC回路的电感支路用两只电感串联代替或电容支路用两 只电容串联代替。三个元件之间的连接点分别放大电路的 有关点，故称为三点（端）式。 前者叫电感三点式，后者叫电容三点式。 电感三点式振荡电路中正反馈信号取自一只电感上的谐振 压降；电容三点式振荡电路中正反馈信号取自一只电容上 的谐振压降。
F U U f o
代入上式，得：
F 1 A
﹛
F 1 ——振幅平衡条件 A
A F 2nπ
n 0,1,2,
——相位平衡条件
2.起振条件
U U f i
F 1 AF>1 → A ﹛
A
F 2nπ n 0,1,2,
8.1.3 正弦波振荡电路的组成和分析步骤
3 A
图 8.2.4
则电路可以起振，并产生比较稳定而失真较小的正 弦波信号。 采用具有负温度系数的热敏电阻 RT 代替反馈电阻 RF ， 可实现自动稳幅。(还有什么措施自动稳幅？)
5. 振荡频率的调节
1 f0 2RC
调节电阻R或电容C的值，即可调节振荡频率 电路图：P409图8.1.9
F
0

+90º Q1 > Q2
0
-90º 感性 纯阻
Q
2
Q
1

容性
图 8.3.2
谐振时 LC 回路中的电流：
讨论谐振时回路的支路电流和总电流。 由前述回路导纳公式： Y j C
1 R j L
R L 2 j C 2 2 2 R ( L) R ( L)
F 1
则：
0 3 j( ) 0
得 RC 串并联电路的幅 频特性为： 1 F
F
1/3
0 2 3 ( ) 0
2
0
相频特性为：
F
0

F arctg
0 0
3
+90º
0
0

-90º 1 1 。 当 0 时， F 最大， = 0 F RC
谐振角频率：
0
1 R 2 ( ) 1 0L

1 LC
令： Q
0 L
R
——谐振回路的品质因数
当 Q >> 1 时
0
谐振频率：
1 LC 1 2 LC
f0
LC 并联回路的阻抗： 1 1 j ( R jL) ( j ) jL C C Z 1 1 j R jL R j( L ) C C L RC 注意到： 0 L 1 1 j (1 2 ) R LC
二、基本电路框图
. Ui
2U sint U i i
U i
放大电路 A 反馈网络 F
U A U o i
~
F U U f O
三、正弦振荡器的振荡的条件和起振条件
1. 平衡振荡条件 大小相等 相位相同
U U f i
﹛
电路参数表示：
. . . . . Uo 由U o AU i，则U i . A
2.电路构成原则：（放大电路为双极型三极管放大电路）
电路的交流通路：
放大电路为共发射极放大电路。
. LC回路谐振电流为： I
. . 反馈电压 U f jX I 1
输出电压取自 . X2两端 I
. . U o jX 2 I
加到管子的b-e之间；
由图可知，正反馈系数：
. . . Uf jX1 I X F 1 . . X2 Uo jX 2 I
放大电路
—— 集成运放 A ； 选频兼正反馈网络 —— R、C 串并联电路； 稳幅环节 —— RF 与 R 组成的负反馈电路。
RC串并和负反馈组成四个桥臂，故又称电路为文氏桥RC正弦 振荡电路
3.振荡频率与起振条件
(1) 振荡频率 (2) 起振条件
1 f0 2RC
由起振条件：
1 f = f0 时， F 3
放大电路采用反相放大器， 则实现:

270º 180º 90º
A F 2nπ
电路框图：
n 0,1,2,
0
f0
f
3节移相相位图
反相放大电路
由集成运放组成的原理电路 集成运放产生 的相位移 A = 180º ，如果反馈网络再 相移 180º ，即可满 足产生正弦波振荡 的相位平衡条件。 当 f = f0 时，RC电路相移F = 180º ，整体电路满足正 弦波振荡的相位条件。
方波、矩形波振荡器（发生器）
非正弦振荡器
﹛
三角波振荡器（发生器） 锯齿波振荡器（发生器）
正弦振荡器在通讯和广播设备中广泛应用。非正弦振荡器 在计算机、遥控和自动控制系统中广泛应用，有些系统也 用正弦振荡器。
8.1.2正弦振荡器的振荡条件和起振条件 一、振荡
正弦振荡器是满足一定条件的正反馈放大电路，放大电路的 输入信号不是来自外界，而是由电路自身输出信号的一部分 提供，故称为振荡。
1 R2 // Uf 2 j C 2 F 1 2 ( R 1 ) ( R // 1 ) U 1 2 jC1 jC2 1 R1 C2 1 (1 ) j(R1C2 ) R2 C1 R2C1
Z1
Z2 图 8.2.2
1 取 R1 = R2 = R ， C1 = C2 = C ，令 0 RC
即：
I I C
I I L
I I C L
结论：谐振时，回路总阻抗为电阻性，且最大（总导纳最 小）；电容支路的电流与电感支路的电流大小近似相等，而谐 振回路的输入电流极小。 LC回路所需信号源为电流源！！！
二、变压器反馈式LC正弦振荡电路
1.电路组成
电路调谐放大电路和 正反馈绕组组成。


2.振荡频率和起振条件
振荡频率 起振条件
f0 1 2 L C
X
-
ui

rbe RC M
L′为总电感，它与L1、L2关系见书P413式8.1.19b，在L2较小时L′ ≈L1；M为 L1与L2之间的互感；R′为LC回路总损耗电阻。
3.电路能否振荡的判断： 相位平衡条件：(瞬时极性法) 振幅条件：间接振幅条件（直流偏置）
一、电路组成：放大电路、反馈网络、选频网络 和稳幅环节。
二、分析步骤：
1.判断能否产生正弦波振荡 （1） 检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分； （2） 检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正 常工作； （3） 分析电路是否满足振荡的相位平衡条件和振幅 平衡条件。 判断相位平衡条件的方法是：瞬时极性法（或结构总结）。
利用波段开关换接不同容量的电容，对频率进行粗调；
利用同轴电位器，对振荡频率进行细调。
6.其它形式的 RC 振荡电路
（1）RC多节移相式振荡电路
单节RC超前移相电路：
单节RC落后移相电路：
正弦振荡器中的多节RC移相电路：
一阶RC移相电路对一般频率信号的移相角在0°~90°之间， 为了使振荡电路简单，采用3~4节RC移相电路作为RC多节 移相正弦振荡器的选频兼正反馈网络，对信号总移相角为 ±180 °。
当f=f0时，分母的虚部为零，电路发生并联谐振，阻抗 L Z为电阻性记作Z0， Z 0 RC
当f>f0时，分母虚部不为零，则Z<Z0 ，回路为电容性； 。 可见，在Q一定时，谐振时回路的阻抗最大。 Q值一定时，︱Z︱~f特性曲线如下图：
Q值对LC并联回路频率特性的影响： 1 L 0 L L/C LC Q R R R 在LC一定时，谐振频率f0就确定，Q值由R决定。 由于：
L、R串联电路中， R值同ωL小很多
1 LC
则Z为：
Z 1 j
L RC
L
R
(1
0 2 2
)
L RC f 02 1 j (1 ) R f2
L
在谐振频率附近，ω≈ω0，
Z L RC f02 1 jQ(1 ) f2
L
R

0 L
R
Q
则
当f<f0时，分母虚部不为零，则Z<Z0，回路为电感性；
3 A
RF 12 R
R3
R F 1 ， A 2
可方便地连续调节振荡 电路简单，经济 选频特性好，适用于 频率，便于加负反馈稳幅电 方便，适用于波形要 产生单一频率的振荡波形。 路，容易得到良好的振荡波 求不高的轻便测试设 形。 备中。
8.1.5
LC 正弦波振荡电路
一、LC 并联回路的特性
2.估算振荡频率和起振条件 振荡频率由相位平衡条件决定。 (1)写出回路增益AF的表示式
A F 2nπ ，即可求得满足该条件的f0 ， (2)令 此频率即为振荡频率；
F (3)令f = f0 时的 A 1
，即得起振条件。