正弦波振荡器振荡电路分析
5-正弦波振荡电路解析
1
Vf
2 LC3
+
F C1
C3
C2
可见，通过调节C3来改变振荡频率w0时，
并未影响F。说明调节频率方便。
共基极克拉泼电路
VCC
Rb1
Rc
C3
+
C1
+ CB Rb2
+
L
Re C2
+
C1
C3
+
V0
Vf C2
L
--
F C1 C1 C2
f0 2
1 LC
其中： C
C1串C2串C3
C1C2
C1C2C3 C2C3 C1C3
5.6.3 电容反馈式三端振荡器 (考毕兹振荡器)
5.6.4 LC三端式振荡器相位平衡条件 的判断准则
互感耦合振荡器
1. 采用互感耦合电路作为反馈网络，即通过变压器互感耦合 将输出信号送回输入回路（形成正反馈），所形成的电路是 互感耦合振荡器。
2.根据LC选频网络接于晶体管电极的不同，分为c极调谐型 （调集）、e极调谐型 （调 发） 和b极调谐振型( 调基)电 路。
微波振荡器
3、振荡器和放大器的异同
共性：都是能量转换器，都将晶体管集电板直流电源供给能量转换成 交流能量输出。
异性：放大器需外来输入信号激励源 —— 他激振荡器； 振荡器所需电压取自输出电压的一部分 —— 自激振荡器。
4、振荡器的用途
1）信息传输系统的各种发射机中； 2）在超外差式的各种接收机中； 3）电子测试仪器中；
Rb2
+
C L1 L2 vf -
Re Ce
1、K接点“1”，则vs经耦合电容CB加到三极管的基极。（谐振放大器）
正弦波振荡电路
武汉大学电气工程学院
电子技术 DIANZIJISHU
开关由1拨向2，反馈电压代替输入电压
1
2
Au
U o2
放大电路 Au
uo
U
f
ui
~ uf
反馈电路 F
若使 Uo1 Uo2 Uo
则应有： i Uf U
而F
由此可见： 生自激振荡。
Uf Uo
Uf F Uo
FA u =1
满足该条件，在无输入信号的情况下，也有输出电压产生，即电路发
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电子技术 DIANZIJISHU
由 FAu =1可得振荡电路自激振荡的条件是： （1）幅度条件：
| AF | 1 A F 2n
Uf
Uo
| Ui || Uf |
+UCC
× C
RB1
1
RC
V
C2
* *
RB2 + uf -
+ ube RE CE
L1 L2
0
C
判断结果：正反馈，满足相位条件。
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（ 2）电容三点式振荡电路
+UCC
C×
B
RB1
RC
T
C1 CE C2 L
RB2
RE
0
判断结果：正反馈，满足相位条件。
.
.
Uo
Ui
反馈信号振幅应等于输入信号振幅。 （2）相位条件：
正弦波振荡器(LC振荡器和晶体振荡器)实验
正弦波振荡器（LC 振荡器和晶体振荡器）实验一、实验目的1．掌握电容三点式LC 振荡电路和晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件的功能； 2．掌握LC 振荡器幅频特性的测量方法；3．熟悉电源电压变化对振荡器振荡幅度和频率的影响；通过实验进一步了解调幅的工作原理。
4．了解静态工作点对晶体振荡器工作的影响，感受晶体振荡器频率稳定度高的特点。
二、实验仪器1.100M 示波器 一台2.高频信号源 一台3.高频电子实验箱 一套三、实验电路原理1.基本原理振荡器是指在没有外加信号作用下的一种自动将直流电源的能量变换为一定波形的交变振荡能量的装置。
正弦波振荡器在电子技术领域中有着广泛的应用。
在信息传输系统的各种发射机中，就是把主振器（振荡器）所产生的载波，经过放大、调制而把信息发射出去的。
在超外差式的各种接收机中，是由振荡器产生一个本地振荡信号，送入混频器，才能将高频信号变成中频信号。
振荡器的种类很多。
从所采用的分析方法和振荡器的特性来看，可以把振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类。
此实验只讨论反馈式振荡器。
根据振荡器所产生的波形，又可以把振荡器分为正弦波振荡器与非正弦波振荡器。
此实验只介绍正弦波振荡器。
常用正弦波振荡器主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成，这就是反馈振荡器。
按照选频网络所采用元件的不同，正弦波振荡器可分为LC 振荡器、RC 振荡器和晶体振荡器等类型。
（1）反馈型正弦波自激振荡器基本工作原理以互感反馈振荡器为例，分析反馈型正弦波自激振荡器的基本原理，其原理电路如图2-1所示。
b V bE cE -1L 2L f V bV '+-图 2-1反馈型正弦波自激振荡器原理电路当开关K 接“1”时，信号源b V 加到晶体管输入端，构成一个调谐放大器电路，集电极回路得到了一个放大了的信号F V 。
当开关K 接“2”时，信号源b V 不加入晶体管，输入晶体管是F V 的一部分b V '。
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。
模拟电子技术6.1正弦波振荡电路
输入电阻小、输出 电阻大，影响f0
可引入电压串联负反馈，使 电压放大倍数大于3，且Ri大、 Ro小，对f0影响小
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。
例题:R=1k，C=0.1F，R1=10k。Rf为多大时才 能起振？振荡频率f0=？
R1
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。 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。
R C
.
RC
Rf1
Rf2 1
D1
2
D2
－∞
A +
+
将Rf分为Rf1 和Rf2 ，
Rf2并联二极管 uo
稳幅
按选频网络的名称
①RC正弦波振荡器：1兆赫以下 ②LC正弦波振荡器：几百千赫～几百兆赫 ③石英晶体振荡器： 振荡频率稳定
8.1.2 RC正弦波振荡电路
R
C
选频网络
Rf
－∞
A +
+
uo
R
C
uf
R1
放大电路
1.RC串并联网络选频特性
R1C1 串联阻抗：
+
Z1 R1 (1/ jC1)
+
电子琴的振荡电路电路：
R28 R27
fo
2C
1 R1R2
R26
RF1 RF2 D1
R25
R1
D1
R24
C
_
uo
R23
+
R22
第3章正弦波振荡电路.
.
.
F ()
V
.
f
V0
jM
r jL1
A( )
.
F
( )
1
jMgm 2L1C jrC
rC
Mg m j(1
2 L1C)
00:56
21
.
根据相位平衡条件，A() F() 的模值应该为实数，则可以得到：
1
1 2 L1C 0 振荡角频率o为： o = L1C
9
振荡平衡条件: A( j )F( j ) 1
它是维持振荡的基本条件，通常也称为振荡的平衡条件。
A ( j ) Ae j A
又由于
F
(
j
)
Fe
j F
所以振荡平衡条件的约束方程可以分为两个方程:
AF 1
A F 2n (n 0，1，2)
一、开环法
开环法是先假定将振荡环路在某一点处断开，计算它的开环传递函数
.
A() F()
，然后用巴克豪森准则确定平衡条件，从而确定电路的
振荡频率和起振条件。
00:56
18
开环法步骤
1．画出振荡电路的交流通路，判别其是否能构成正反馈电路，即 是否有可能满足振荡的相位平衡条件。
2．画出微变等效电路，并在某一点（一般取晶体管输入端）开环。
3．计算开环传递函数
.
A() F ()
4．利用相位平衡条件确定振荡角频率0。
5．利用o角频率下的幅度平衡条件，确定维持振荡幅度所需要的gm值gmo。
6．选择晶体管的gm使gm ＞gmo 。此时电路就能够满足起振条件。
00:56
电子电路综合实验-LC正弦波振荡器报告
LC 正弦波振荡（虚拟实验）1、 电容三点式（1）121100,400,10C nF C nF L mH ===示波器频谱仪（2）121100,400,5C nF C nF L mH ===示波器频谱仪（3）121100,1,5C nF C F L mH μ===示波器频谱仪数据表格: （C1, C2, L1） （C 1，C 2，L 1） O U •i U •增益A 相位差 谐振频率f 0 测量值 理论值 测量值 理论值 （100nF,400nF,10mH ）5.972V1.486V44.0191806.025kHz5.627（100nF,400nF,5mH ） 4.698V 1.161V 4 4.047 180 7.995 kHz 7.958 （100nF,1uF,5mH ）7.116V711.458mV1010.0021807.897 kHz7.465实验数据与理论值间的差异分析:增益差别不大但谐振频率差别较大, 主要是由于读数是的精度有限造成的。
由于游标以格为单位, 因此读数时选取的幅值最大的点可能与实际有差, 因而谐振频率的测量也有误差。
2、 电感三点式（1）1225,100,200L mH L H C nF μ===示波器频谱仪（2）1225,100,100L mH L H C nF μ===示波器频谱仪（3）1222,100,100L mH L H C nF μ===示波器频谱仪数据表格:（L1, L2, C2）（L1，L2，C2）OU•(V)iU•(mV)增益A 相位差谐振频率f0测量值理论值测量值(kHz)理论值(kHz)（5mH,100uH,200nF） 4.497V 89.938mV 50.001 50 180 5.039kHz 4.983 （5mH,100uH,100nF） 4.504V 90.070 mV 50.005 50 180 7.010kHz7.047（2mH,100uH,100nF） 4.483V 224.150mV 20.000 20 180 10.951kHz10.983实验数据与理论值间的差异分析:误差均较小, 主要由于电路不够稳定以及读数精度造成。
通信电子电路正弦波振荡器分析课件
RC振荡器自由振荡频率 计算公式
f = 1/(2πRCБайду номын сангаас，其中R为电阻 值，C为电容值。
LC振荡器自由振荡频率计 算公式
f = 1/(2π√(LC))，其中L为电 感值，C为电容值。
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感谢您的观看
01
LC振荡器特点
02
1. 输出频率高，适用于高频应用；
2. 输出波形质量好；
03
设计实例：LC振荡器
1
3. 需要高品质因数的元件，成本较高。
LC振荡器设计要点
2
3
1. 选择合适的电感、电容和放大器；
设计实例：LC振荡器
2. 调整反馈系数和负载电阻；
3. 考虑元件参数的误差和温度稳定性 。
05 正弦波振荡器在通信电子 电路中的应用
设计实例：RC振荡器
RC振荡器特点 1. 电路简单，易于实现；
2. 输出频率稳定，适用于低频应用；
设计实例：RC振荡器
3. 输出波形质量较差。 RC振荡器设计要点 1. 选择合适的电阻、电容和放大器；
设计实例：RC振荡器
2. 调整反馈系数和负载电阻；
3. 考虑元件参数的误差和温度稳定性。
设计实例：LC振荡器
调试方法：如何调试一个RC振荡器
确定元件参数
首先需要确定电阻R和电容C的值 ，以确保振荡器能够产生所需频
率的正弦波。
观察振荡幅度
调整电阻和电容的值，观察振荡 幅度是否达到预期值。如果振荡 幅度不足，可以增加电阻或电容
的值来调整。
01
03
02 04
调整频率
如果振荡幅度正常但频率不准确 ，可以通过改变电容C的值来调 整频率。增加电容的值将降低振 荡频率，反之则会增加振荡频率 。
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正弦波振荡器分析
1．振荡器的振荡特性和反馈特性如图9.10所示，试分析该振荡器的建立过程，并推断A、B两平衡点是否稳定。
解：依照振荡器的平衡稳定条件能够推断出A点是稳定平衡点，B点是不稳定平衡点。
因此，起始输入信号必须大于U iB振荡器才有可能起振。
图9.10 图9.11
2．具有自偏效应的反馈振荡器如图9.11所示，从起振到平衡过程u BE波形如图9.12所示，试画出相应的i C和I c0波形。
解：相应的和波形如图9.13所示。
图9.12 图9.13 3．振荡电路如图9.11所示，试分析下列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＝2.3V。
接通A点，
振荡器有输出，测得直流电压V B＝2.8V，V E＝2.5V。
（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＝2.3V。
当A点接通时，电路振荡，由图9.12所示的振荡器从起振到平B
衡的过程中能够看出，具有自偏效应的反馈振荡器的偏置电压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＝2.8V，V E＝2.5V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．试问仅用一只三用表，如何推断电路是否振荡？
解：由上一题分析可知，通过测试三极管的偏置电压u BEQ即可推断电路是否起振。
短路谐振电感，令电路停振，假如三极管的静态偏置电压u BEQ增大，讲明电路差不多振荡，否则电路未振荡。
5．一反馈振荡器，若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激励信号，使电路起振，否则，电路可不能振荡。
6．振荡电路如图9.14所示，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。
若L＝180μH，C2＝30pF，C
的变化范围为20～270pF，求振荡器的最高和最低振荡频率。
1
图9.14
解：画交流通路时，只需将耦合电容、旁路电容短路，电源接地即可，如图9.15所示。
依照振荡器相位平衡条件，变压器的同名端标注的位置见图9.15。
该电路属于共基调射型变压器反馈式振荡器，具有结构简单、易起振、输出幅度较大、调节频率方便、调节频率时输出幅度变化不大和调整反馈时差不多上不阻碍振荡频率等优点。
因为163.6（pF）
43.9（pF）
因此振荡器的最高振荡频率和最低振荡频率分不为
1.79（MH
）
Z
0.93（MH
）
Z
7．试将图9.16所示变压器耦合反馈式振荡器交流通路画成实际振荡电路，并注明变压器的同名端。
解：参考的实际振荡电路如图9.17所示。
8．试从振荡的相位平衡条件动身，分析如图9.18所示的各振荡器的交流通路中的错误，并讲明应如何改正。
解：图（a）为反馈式振荡器，同名端位置错误。
图（b）、（c）、（d）、（e）、（f）为三点式振荡器，不满足三点式振荡器组成原则。
改正后的交流通路（参考）如图11.19所示。
图
9.18
图9.19
9．电路如图9.20所示，已知L1＝40μH，L2＝15μH，M＝10μH，C＝470pF。
（1）画出其交流通路（偏置电路和负载电路可不画出），并用相位条件判不该电路能否振荡。
图中电容C B、C E、C C和C L为隔直、耦合或旁路电容。
（2）电路如能振荡，试指出电路类型，并计算振荡器的振荡频率f0。
（3）讲明图中L3在电路中的作用。
解：（1）交流通路如图9.21所示。
该电路满足相位平衡条件，有可能振荡。
（2）电路类型为电感三点式振荡器，其振荡频率为
（3）图中L3为高频扼流圈，对直流提供通路，可接近短路，对交流接近开路，从而减小这一支路对谐振回路的阻碍。
图
9.20 图9.21
10．画出图9.22所示振荡器的交流通路，指出电路的振荡类型，并估算其振荡频率。
图9.22
解：交流通路如图9.23所示。
该电路为改进型电容三点式振荡器（西勒振荡器）。
（pF）。