正弦波振荡电路的设计与分析
模电实验-正弦波振荡电路

正弦波振荡电路一、实验要求:1、振荡频率:f0=500Hz;2、输出电压有效值V0≥8V,且输出幅度可调;3、集成运放采用μA741,稳幅元件采用二极管;4、电容选用标称容量为0.047uF的金属膜电容器,电位器Rw选用47KΩ,二极管并联的电阻选用10kΩ。
二、实验仿真分析:1、设计参数:已知C=0.047uF, R=1/(6.28*500*0.047*10-6 )=6.78K,R1=3.1/2.1*R=10K,Rf=2.1*R1=21K, 取R3=10K, 则R2=Rf-R3/2=16K2、仿真输出波形,设置瞬态分析,仿真时间设为30ms,最大步长为0.01ms,选中skip initial transient solution ,以使电压从0开始起振,分析知振荡幅值没有达到8V,故增大R2,增大得过多,又会出现失真,最会确定R2为18k.且此时振荡频率符合要求。
3、输出电压波形为:C20.047uD1周期为2ms(1) 在Probe 中对输出波形进行傅里叶分析(2)在pspice 中经行傅里叶分析,查看输出文件FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE V(N01135) DC COMPONENT = 5.709746E-02HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE NORMALIZED NO (HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG) PHASE (DEG)1 5.000E+02 9.956E+00 1.000E+00 -7.811E+01 0.000E+00 2 1.000E+03 4.473E-02 4.493E-03 -6.870E+01 8.751E+01 3 1.500E+03 2.625E-01 2.637E-02 7.320E+01 3.075E+024 2.000E+03 7.411E-03 7.444E-04 -1.393E-01 3.123E+025 2.500E+03 1.148E-01 1.153E-02 -6.699E+01 3.235E+026 3.000E+03 9.616E-03 9.659E-04 -3.727E+01 4.314E+027 3.500E+03 5.762E-02 5.788E-03 1.366E+02 6.833E+028 4.000E+03 9.774E-04 9.818E-05 6.531E+01 6.902E+02Time0s5ms10ms 15ms 20ms 25ms 30msV(D1:1)-10V-5V0V5V10VFrequency0Hz0.1KHz 0.2KHz 0.3KHz 0.4KHz 0.5KHz 0.6KHz 0.7KHz 0.8KHz 0.9KHz 1.0KHzV(D1:1)0V 2.0V4.0V6.0V8.0V9 4.500E+03 4.233E-02 4.252E-03 -1.666E+01 6.863E+02 TOTAL HARMONIC DISTORTION = 3.002431E+00 PERCENT1、 调节R2为19K ,输出电压V0从无到有,从正弦波直至削顶2、 当二极管D1开路时,输出波形为:C20.047uD1Time0s5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30msV(D2:2)-20V-10V0V10V20V20V10V0V-10V-20V0s5ms10ms15ms20ms25ms30ms V(D2:2)Time6当D2开路时20V10V0V-10V-20V0s5ms10ms15ms20ms25ms30ms V(D1:1)Time可知输出波形为削顶波7、当R3开路时,输出波形为20V10V0V-10V-20V0s5ms10ms15ms20ms25ms30ms V(D2:2)Time仍为正弦波,只是幅值减小而已三、实验体会:本次实验参数的理论值和实际值非常接近,使得调试极为顺利。
正弦波振荡器振荡电路分析

正弦波振荡器分析1.振荡器的振荡特性和相应特性如如下面图,试分析该振荡器的建立过程,并判定A、B两平衡点是否稳定。
解:依据振荡器的平衡稳定条件能够判定出A点是稳定平衡点,B点是不稳定平衡点。
因此,起始输进信号必须大于U iB振荡器才有可能起振。
图9.10 图2.具有自偏效应的相应振荡器如如下面图,从起振到平衡过程u BE波形如如下面图,试画出相应的i C和I c0波形。
解:相应的和波形如如下面图。
图9.12 图3.振荡电路如如下面图,试分析以下现象振荡器工作是否正常:〔1〕图中A点断开,振荡停振,用直流电压表测得V B=3V,V E=。
接通A点,振荡器有输出,测得直流电压V B=,V E=。
〔2〕振荡器振荡时,用示波器测得B点为余弦波,且E点波形为一余弦脉冲。
解:〔1〕A点断开,图示电路变为小信号谐振放大器,因此,用直流电压表测得V=3V,V E=。
当A点接通时,电路振荡,由图所示的振荡器从起振到平衡的过程B中能够瞧出,具有自偏效应的相应振荡器的偏置电压u BEQ,从起振时的大于零,等于零,直到平衡时的小于零〔也能够不小于零,但一定比停振时的u BEQ小〕,因此,测得直流电压V B=,V E=是正常的,讲明电路已振荡。
〔2〕是正常的,因为,振荡器振荡时,u be为余弦波,而i c或i e的波形为余弦脉冲,所示E点波形为一余弦脉冲。
4.试咨询仅用一只三用表,如何判定电路是否振荡?解:由上一题分析可知,通过测试三极管的偏置电压u BEQ即可判定电路是否起振。
短路谐振电感,令电路停振,要是三极管的静态偏置电压u BEQ增大,讲明电路差不多振荡,否那么电路未振荡。
5.一相应振荡器,假设将其静态偏置电压移至略小于导通电压处,试指出接通电源后应采取什么措施才能产生正弦波振荡,什么缘故?解:必须在基极加一个起始鼓舞信号,使电路起振,否那么,电路可不能振荡。
6.振荡电路如如下面图,试画出该电路的交流等效电路,标出变压器同名端位置;讲明该电路属于什么类型的振荡电路,有什么优点。
rc正弦波振荡电路设计

rc正弦波振荡电路设计
RC正弦波振荡电路的设计过程可以按照以下步骤进行:
1.确定振荡频率:根据需要,选择合适的振荡频率。
2.确定电路参数:根据振荡频率,计算RC电路的参数,即电阻R和电容C 的值。
对于正弦波振荡电路,振荡频率f与R和C的关系为f=1/2πRC。
因此,已知振荡频率f,可以求出R和C的值。
3.设计电路:根据计算出的R和C的值,设计RC正弦波振荡电路。
电路一般由放大器、RC电路和正反馈网络组成。
放大器可以选择合适的运放或比较器等器件,RC电路选择相应的电阻和电容器件,正反馈网络可以选择相应的电阻或电容元件。
4.调整电路:在实际应用中,可能需要根据实际情况对电路进行调整,以获得更好的性能。
例如,可以通过调整放大器的反馈系数、RC电路的元件值等来调整振荡频率和幅度。
5.测试电路:在调整完成后,对电路进行测试,观察是否能够正常工作并产生稳定的正弦波输出。
总之,RC正弦波振荡电路的设计需要综合考虑电路参数、元件选择、电路结构等因素,并经过调整和测试来获得最佳性能。
rc正弦波振荡实验报告

rc正弦波振荡实验报告RC正弦波振荡实验报告引言:RC正弦波振荡电路是电子学中非常重要的一种电路,它能够产生稳定的正弦波信号。
本实验旨在通过搭建RC正弦波振荡电路,研究其工作原理和参数对振荡频率的影响。
实验装置和步骤:实验所需的装置包括一个电容器(C)、一个电阻器(R)、一个信号发生器和一个示波器。
具体步骤如下:1. 将电容器和电阻器按照串联的方式连接起来。
2. 将信号发生器的输出端与电容器的一端相连,将示波器的输入端与电容器的另一端相连。
3. 打开信号发生器和示波器,调节信号发生器的频率和幅度,观察示波器上的波形。
实验结果:在实验过程中,我们通过调节信号发生器的频率和幅度,观察了示波器上的波形。
当频率较低时,波形呈现出较为平缓的正弦波;当频率逐渐增加时,波形开始变得不规则,并且出现了衰减的现象。
通过进一步调节电容器和电阻器的数值,我们发现改变这两个参数可以对振荡频率进行调节。
当电容器的容值较大或电阻器的阻值较小时,振荡频率较低;反之,当电容器的容值较小或电阻器的阻值较大时,振荡频率较高。
讨论:RC正弦波振荡电路的工作原理是基于电容器和电阻器的充放电过程。
当电容器充电时,电流通过电阻器流入电容器,电容器的电压逐渐增加;当电容器放电时,电流从电容器流出,电容器的电压逐渐减小。
这个充放电过程会不断重复,从而产生稳定的正弦波信号。
在实验中,我们观察到当频率较低时,波形呈现出较为平缓的正弦波。
这是因为在较低的频率下,电容器有足够的时间来充放电,从而形成较为平缓的波形。
而当频率逐渐增加时,电容器的充放电时间变得不足,导致波形变得不规则,并且出现了衰减的现象。
此外,我们还观察到改变电容器和电阻器的数值可以对振荡频率进行调节。
这是因为电容器的容值和电阻器的阻值直接影响了电容器的充放电时间。
当电容器的容值较大或电阻器的阻值较小时,电容器的充放电时间较长,振荡频率较低;反之,当电容器的容值较小或电阻器的阻值较大时,电容器的充放电时间较短,振荡频率较高。
rc正弦波振荡电路

RC正弦波振荡电路简介RC正弦波振荡电路是一种基于电容(C)和电阻(R)元件的电路,可以产生稳定的正弦波电信号。
这种电路常见于信号发生器、音频放大器和频率计等领域。
本文将介绍RC正弦波振荡电路的基本原理、设计方法和应用。
原理RC正弦波振荡电路的基本原理是基于RC网络的充放电特性。
当电容器充电时,电流会通过电阻器,同时电流也会通过电容器。
充电过程中,电容器的电压会逐渐增加,直到达到充电电压。
一旦充电电压达到,电容器将开始放电,电流仍然通过电阻器,但是方向相反。
这样不断循环的充电和放电过程将产生连续的正弦波信号。
设计方法1. 选择合适的电阻值和电容值选择合适的电阻和电容值是设计RC正弦波振荡电路的关键。
其中,电阻决定了振荡频率,而电容决定了振荡周期。
根据公式:f = 1 / (2 * π * R * C)其中,f为振荡频率,π为圆周率,R为电阻值,C为电容值。
可以调整R和C的数值来获得所需的振荡频率。
2. 确定放大倍数RC正弦波振荡电路通常需要放大信号的幅度。
可以通过添加一个放大器来实现,放大器通常采用运算放大器或晶体管等元件。
3. 稳定性分析在设计RC正弦波振荡电路时,需要考虑电路的稳定性。
稳定性可以通过研究电路的极点和传递函数来评估。
如果电路的极点位于左半平面,那么电路是稳定的,否则是不稳定的。
通过合适的选择元件值,可以实现稳定的振荡电路。
应用RC正弦波振荡电路具有广泛的应用领域,包括但不限于以下几个方面:1. 信号发生器RC正弦波振荡电路可以用作信号发生器,用于产生稳定的正弦波信号,用于实验、测试和测量等应用。
2. 音频放大器RC正弦波振荡电路经过合适的放大器可以用于音频放大器中,用于放大音频信号。
3. 频率计RC正弦波振荡电路可以用于频率计,通过测量电路振荡频率来实现对待测信号频率的测量。
结论RC正弦波振荡电路是一种基于RC网络的电路,可以实现稳定的正弦波振荡。
通过选择合适的电阻和电容值,设计合适的放大倍数和稳定性分析,可以实现所需的振荡频率和信号幅度。
正弦波振荡电路

应为RC 串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、输入电 阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路。
3. RC 桥式正弦波振荡电路(文氏桥振荡器)
用同相比例运算电路作放大电路。
R f 2 R1
f s 1 2 π LC 1 C C0 Cs
fs 1 C C0 Cs
由于 C
C 0 C s
C f s f s 1 2(C 0 C s )
由此看出
C s 0 时, f s f p ;
C s 时, f s f s
3. 几种常用的电压比较器
(1)单限比较器:只有一个阈值电压 (2)滞回比较器:具有滞回特性 输入电压的变化方向不同,阈值电压也不同,但 输入电压单调变化使输出电压只跃变一次。
回差电压:
U U T1 U T2
(3)窗口比较器: 有两个阈值电压,输入电压单调变化时输出电压跃变两次。
4、集成运放的非线性工作区
放大电路
Uo
反馈网络
构成正弦波 振荡电路最简 单的做法是通 过变压器引入 反馈。
3、 变压器反馈式电路
必须有合适的同铭端! 分析电路是否可能产生正弦 波振荡的步骤: 1) 是否存在四个组成部分 2) 放大电路是否能正常工作 3) 是否满足相位条件 4) 是否可能满足幅值条件
Uf
U i ( f f0 )
fs 1 2 π LC
(a)代表符号 (b)电路模型 (c)电抗-频率响应特性
晶体等效阻 抗为纯阻性 B. 并联谐振 f p 通常
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。
RC正弦波振荡电路设计

RC 正弦波振荡电路设计电气工程系 王文川任务三 RC 正弦波振荡电路一、RC 正弦波振荡器任务描述RC 正弦波振荡电路的描述学习目标RC 正弦波振荡电路的认识。
重点:RC 正弦波振荡电路的描述。
难点:RC 正弦波振荡电路的认识。
一、实验目的1、进一步学习RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件2、学会测量、调试振荡器二、实验原理从结构上看,正弦波振荡器是没有输入信号的,带选频网络的正反馈放大器。
若用R、C元件组成选频网络,就称为RC 振荡器,一般用来产生1Hz~1MHz的低频信号。
1、RC移相振荡器。
电路型式如图12-1所示,选择R>>Ri图12-1 RC移相振荡器原理图振荡频率起振条件放大器A的电压放大倍数||>29电路特点简便,但选频作用差,振幅不稳,频率调节不便,一般用于频率固定且稳定性要求不高的场合。
频率范围几赫~数十千赫。
2、RC串并联网络(文氏桥)振荡器电路型式如图12-2所示。
振荡频率起振条件 ||>3电路特点可方便地连续改变振荡频率,便于加负反馈稳幅,容易得到良好的振荡波形。
图12-2 RC串并联网络振荡器原理图3、双T选频网络振荡器电路型式如图12-3所示。
图12-3 双T选频网络振荡器原理图振荡频率起振条件 ||>1电路特点选频特性好,调频困难,适于产生单一频率的振荡。
注:本实验采用两级共射极分立元件放大器组成RC正弦波振荡器。
三、实验设备与器件1、+12V 直流电源2、函数信号发生器3、双踪示波器4、频率计5、直流电压表6、 3DG12×2 或 9013×2电阻、电容、电位器等四、实验内容1、RC串并联选频网络振荡器(1)(1)按图12-4组接线路图12-4 RC串并联选频网络振荡器(2) 断开RC串并联网络,测量放大器静态工作点及电压放大倍数。
(3) 接通RC串并联网络,并使电路起振,用示波器观测输出电压uO波形,调节Rf使获得满意的正弦信号,记录波形及其参数。
- 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)。
2014届《通信原理》课程设计《正弦波振荡电路的设计与分析》课程设计说明书学生姓名张永良学号5021211107所属学院信息工程学院专业通信工程班级通信工程15-1指导教师姚娜教师职称讲师塔里木大学教务处制目录前言 (1)工程概况 (1)正文 (1)3.1设计的目的和意义 (1)3.1.1设计目的 (1)3.2克拉泼电容三点式振荡电路的基本原理 (2)3.2.1 振荡器组成原则 (2)3.2.2 电路原理及分析 (3)3.2.3改进型电容三点式(克拉泼振荡器) (4)3.2.4 克拉泼振荡器的电路分析 (5)3.2.5克拉泼振荡器的起振条件 (5)3.2.6克拉泼振荡器的振荡频率 (6)3.2.7克拉泼振荡器的电容参数影响 (7)3.3设计方法和内容 (7)3.3.1电容三点式和改进型电容三点式仿真比较 (7)3.3.2克拉泼振荡器电容参数改变对波形的影响 (9)3.4结论 (10)致谢 (10)参考文献: (11)前言振荡器用于产生一定频率和幅度的信号,它不需要外加输入信号的控制,就能自动的将直流电能转化为所需要的交流能量输出。
振荡器的种类很多,根据产生振荡波形的不同,可分为正弦波振荡器和非正弦波震荡器。
正弦波振荡器从组成原理来看,可分为反馈振荡器和负阻振荡器。
正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。
以LC谐振回路作为选频网络的反馈振荡器称为LC正弦振荡器。
三点式振荡器属于LC振荡器的一种,由于电容三点式频率调节不便引起电路工作性能的不稳定使该电路只适宜产生固定频率的振荡,所以选择了改进型电容三点式(克拉泼电路),即在电容三点式电路的基础上,在谐振回路的电感支路上串联一个可调电容。
此次设计的电路是建立在反馈电路基础之上的,在熟悉了改进型电容三点式的原理下,对电路进行仿真,由输出波形比较它们的不同,最后得出可调电容的值越大,振荡频率稳定度越高。
振荡器在现代科学技术领域有着广泛的应用,例如,在无线电通信、广播、电视设备中来产生所需要的载波和本机振荡信号;在电子测量仪器中用来产生各种频段的正弦信号。
工程概况此次课程设计是在multisim软件下对改进型电容三点式克拉泼电路的输出波形进行仿真。
由于振荡器的种类很多,适用的范围也不相同,但它们的基本原理都是相同的,都由放大器和选频网络组成,都要满足起振,平衡和稳定条件。
本次课程设计要求振荡器的输出频率为10Mhz,属于高频范围。
所以选择LC振荡器作为参考对象,再考虑输出频率和振幅的稳定性,最终选择了克拉泼振荡器。
此次可设用了两周的时间,对改进型电容三点式克拉泼电路进行仿真,发现了克拉泼电路的优缺点。
正文3.1设计的目的和意义3.1.1设计目的熟悉multisim软件,运用软件里的一些元器件连接电路图,完成课程设计:改变型电容三点式(克拉泼电路)设计仿真。
1.对改进型电容三点式(克拉泼电路)进行输出波形仿真,并分析。
3.调节可变电容的值,观察输出波形的变化,并与实际理论值进行比较。
3.1.2设计意义设计的改进型电容三点式电路克服了电容三点式电路的频率高的缺点,在实际应用中的范围更加广泛。
3.2克拉泼电容三点式振荡电路的基本原理3.2.1 振荡器组成原则电容反馈式振荡电路的基本电路就是通常所说的三端式(又称三点式)的振荡器,即LC 回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而成的电路,如图3-2-1所示。
由图可见,除晶体管外还有三个电抗元件X1、X2、X3,它们构成了决定振荡器频率的并联谐振回路,同时构成了正反馈所需的网络,为此根据振荡器组成原则,三端式振荡器有两种基本电路,如图3-2-1所示。
图2-0中X1和X2为容性,X3为感性,满足三端式振荡器的组成原则,反馈网络是由电容元件完成的,称电容反馈振荡器(a )(b )图3-2-1 三端式振荡器基本电路电路由放大电路、选频网络、正反馈网络组成。
总体设计方案框图如下:图3-2-2 电容反馈式振荡电路设计框图三点式LC 正弦波振荡器的组成法则是:与晶体管发射极相连的两个电抗元件应为同性质的电抗,而与晶体管集电极—基极相连的电抗元件应与前者性质相反。
也就是说上图(b )中be Z •、ce Z •与bc Z•的性质必须相反振荡器才能起振。
选频网络放大电路 反馈网络3.2.2 电路原理及分析电容反馈式电路工作原理及分析图3-2-3(a )是电容三点式电路一种常见形式,(b)是其高频等效电路。
图中C1、C3是回路电容, L1是回路电感, C2和C5分别是高频旁路电容和耦合电容。
一般来说, 旁路电容和耦合电容的电容值至少要比回路电容值大一个数量级以上。
有些电路里还接有高频扼流圈, 其作用是为直流提供通路而又不影响谐振回路工作特性。
对于高频振荡信号, 旁路电容和耦合电容可近似为短路, 高频扼流圈可近似为开路。
(a )(b )图3- 2-3 电容三点式振荡电路由于电容三点式电路已满足反馈振荡器的相位条件, 只要再满足振幅起振条件就可以正常工作。
因为晶体管放大器的增益随输入信号振幅变化的特性与振荡的三个振幅条件一致, 所以只要能起振, 必定满足平衡和稳定条件。
(1) 平衡条件振荡器的平衡条件即为1)()()(==ωωωj F j K j T ,也可以表示为 :()1T j KF ω==,20,1,2T K F n n φφφπ=+==⋅⋅⋅即为振幅平衡条件和相位平衡条件。
平衡状态下,电源供给的能量正好抵消整个环路损耗的能量,平衡时输出幅度将不在变化:振幅平衡条件决定了振荡器输出信号振幅的大小;环路只有在某一特定的频率上才能满足相位平衡条件:相位平衡条件决定了振荡器输出信号频率的大小。
(2) 起振条件振荡器在实际应用时不应有外加信号,而应是一加上电后即产生输出;振荡的最初来源是振荡器在接通电源时不可避免地存在的电冲击及各种热噪声。
振荡开始时激励信号很弱,为使振荡过程中输出幅度不断增加,应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大,即振荡开始时应为增幅振荡。
由()()()1i i T j U j U j ωωω'>>,可知,1)(>ωj T 称为自激振荡的起振条件,也可写为()1f L T j Y R F ω'=>,20,1,2,T f L F n n φφφφπ'=++==⋅⋅⋅分别称为起振的振幅条件和相位条件,其中起振的相位条件即为正反馈条件。
(3) 稳定条件振荡器的稳定条件分为振幅稳定条件和相位稳定条件。
(1)振幅稳定条件要使振幅稳定,振荡器在其平衡点必须具有阻止振幅变化的能力。
具体来说,0i iA U U i KU =∂<∂就是在平衡点附近,当不稳定因素使振幅增大时,环路增益将减小,从而使振幅减小。
(2)相位稳定条件振荡器的相位平衡条件是φT (ω0)=2nπ。
在振荡器工作时, 某些不稳定因素可能破坏这一平衡条件。
如电源电压的波动或工作点的变化可能使晶体管内部电容参数发生变化, 从而造成相位的变化, 产生一个偏移量Δφ。
由于瞬时角频率是瞬时相位的导数, 所以瞬时角频率也将随着发生变化。
为了保证相位稳定, 要求振荡器的相频特性φT (ω)在振荡频率点应具有阻止相位变化的能力。
具体来说, 在平衡点ω=ω0附近, 当不稳定因素使瞬时角频率ω增大时, 相频特性φT (ω0)应产生一个-Δφ, 从而产生一个-Δω, 使瞬时角频率ω减小。
3.2.3改进型电容三点式(克拉泼振荡器)在电容三点式电路中,要减小极间电容在回路总电容中的比重,可以采用部分接入的方法。
一种电容三点式振荡器的改进型电路——克拉泼振荡器就是从这一点出发得到的。
在电容三点式振荡器电路的回路中仅多加一个与1C 、2C 相串联的电容3C 即构成了克拉泼振荡器。
3.2.4 克拉泼振荡器的电路分析(a) 实际电路 (b)交流通路图3-2-4克拉泼振荡器原理图图3-2-4(a )和(b )分别是克拉泼振荡器的实际电路和相应的交流通路。
由图3-2-4(a )可知,克拉泼电路与电容三点式电路的差别,仅在回路中多加一个与1C 、3C 相串联的电容3C 。
通常3C 取值较小,满足31C C <<,32C C <<,回路总电容主要取决于3C 。
而回路中的不稳定电容主要是三极管的极间电容ce C 、be C 、cb C ,它们又都直接并接在1C 、2C 上,不影响3C 值,结果是减小了这些不稳定电容对振荡频率的影响,而且3C 越小,这种影响就越小,环路增益就越小,回路标准性就越高。
实际情况下,克拉泼电路的频稳度大体上比电容三点式电路高一个量级,达4510~10--。
3.2.5克拉泼振荡器的起振条件(a )克拉泼电路 (b )开环电路图3-3-5克拉泼电路及其开环电路 在如图(a )所示的克拉泼电路中,L 、3C 的串联支路呈感性,符合三点式电路的组成法则,即与发射极连接的为1C 和2C ,而不与发射极连接的为感性电抗。
该电路满足相位平衡条件。
在×处断开,可以得到如图(b )所示的开环电路。
它的反馈网络的反馈系数保持不变,仍为112/()n C C C '=+,22b e C C C ''=+,不同的仅是0(//)L L e R R R '=需要通过3C 和1,21212(/())C C C C C ''=+的电容分压网路折算到集电极上,折算后的数值为22L n R '(或22/L L g n g ''),其中2331,2/()n C C C =+。
因此,该电路的振幅起振条件 1/222'>+n g n n g g iL m其中,1i e g r =。
3.2.6克拉泼振荡器的振荡频率 克拉泼振荡电路是在电容三点式振荡电路的基础上,采用L 和C 3的串联电路代替原来的L 而构成的。
由图3-2-4(b )可知,在工作频率上,L 与3C 串联支路应等效为一个电感,1C 和2C 以及并接在1C ,2C 上的ce C ,be C 只是整个回路电容的一部分,晶体管以部分接入的方式与回路联接,这样就减弱了晶体管与回路的耦合。
由于31C C <<,32C C <<,因而回路总电容近似等于3C ,振荡器的振荡频率osc ω为:C L LC OSC 311≈=ω显然,管子的结电容对osc ω的影响是很小的,而且3C 越小,结电容对振荡频率的影响就越小。
但是,由于1C ,2C 只是整个振荡回路的一部分,晶体管是以部分接入的方式与回路连接,减弱了晶体管与回路之间的耦合。
而晶体管的电压反馈系数为:C C U U ce be 21'F ≈=。