自激振荡
如果通过分析，知道电路满足振幅条件，那么第二 步我们再来看相位平衡条件，它是指放大器的反馈 信号与输入信号必须同相位。换句话说，就是电路 中的反馈回路必须是正反馈。关于正负反馈的判别 我们可以用"瞬时极性法"来进行。这里我们也通过 一个电路来说明。 在图4中，先假设输入信号电压对地瞬时极性为正， 然后根据该瞬间晶体管的集电极、基极、发射极相 对应的信号极性可看出，反馈到基极的信号极性为 负，它起着削弱输入信号的作用，可知是负反馈， 则不满足相位条件，所以电路不能产生自激振荡。 由上可知，一个能够产生自激振荡的电路，必然是 既有正反馈又能正常放大的电路。也就是说，这个 电路必须同时满足振幅条件和相位条件才能产生自 激振荡，两个条件缺一不可。
小
结：
固定偏置适用于：环境温度变化不大，要求 不高的场合。 分压式偏置求解静态步骤： 1：利用分压公式求出VBQ 2：求出VEQ 3：求出IEQ、ICQ 4：求出VCEQ、IBQ
习题三 ：3-23
2 1
图 6.2.1
图 6.2.1
当开关S突然从“1”端转 向“2”端时，vf由Cb耦 合送到三极管的基极， 反馈电压便代替了原来 外加信号源vs，使放大 器能够继续向负载RL输 出交流电压。 这种没有外部输入 信号，由于电路内部正 反馈作用而自动维持输 出交流信号的现象，称 为自激
综上所述：产生自激振荡的条件可归纳为以下两个： 1、相位平衡条件（相位条件） ：放大器的反馈信号 与输入信号必须同相位，即相位差是1800（或π）的 偶数倍。 即 φ=2nπ φ为vf与vi的相位差，n是整数（n=1,2,3,……)。此即 为振荡器相位平衡条件。vo与vf的关系如图6.2.2 vi 1 S 2 vf 反馈电路 F 放大器 A vo
例题：
在图1所示电路中，考虑交流通路时，反馈信号被 发射极电容Ce短路，反馈信号消失，不满足振幅 条件，不能产生自激振荡。在图2、图3所示电路 中，考虑直流通路，电感线圈视为导线。在图2中 线圈将集电极、发射极短路，图3中线圈将集电极、 基极短路，所以这两个电路中三极管均不能正常 工作，从而不满足振幅条件，电路也不能产生自 激振荡。
电 子 线 路
1．什么叫自激振荡电路？
能自动输出不同频率、不同波形交流信号，使电 源的直流电能转换成交流电能的电能的电子线路
2、振荡器根据产生的波形不同可分为哪几种？
两种 分别是：正弦波振荡器、非正弦波振荡器
3、阻尼振荡和等幅振荡的波形画法分别是 什么？
阻尼振荡波形图
等幅振荡波形图
通过前一节课的学习，我们理解 了自激振荡的原理。那自激振荡的条 件是什么？我们如何判断这个电路是 否能自激振荡。这节课我们来探究这
2、振幅平衡条件（振幅条件）：放大器的反馈 信号必须有一定的幅度。 在振荡建立的初期，必须使反馈信号大于原 输入端的信号。也就是说，反馈信号必须一次比 一次大，才能使振荡幅度逐渐增大，最后趋于稳 定。另外，当振荡建立之后，还必须使反馈信号 等于原输入端的信号，才能使已建立的振荡得以 维持下去。
假设输入电压vi通过放大器后增大了Av倍，使 输出电压vo等于Av.vi,反馈电压vf=Fvo(反馈系数F是小 于1的)，则 Vf=AvFvi 可见，为了保证vf=vi的要求，则 AvF=1 此式称为振荡器振幅平衡条件表达式。
一个放大器必须同时满足上述两个条件，才能产生 自激振荡
二、判断能否产生自激振荡的方法
两个判别条件中首先看振幅平衡条件，这 个条件中包含两层意思，一是必须有反馈信号， 二是反馈信号必须有一定的幅度。分析电路是 否满足振幅条件时就可以从两个方面考虑：(1) 是否存在反馈信号；(2)三极管能否起到正常的 放大作用。下面通过举例来知识目标：
1．掌握自激振荡的条件 2．掌握判别电路是否产生自激振荡的方法
教学重点：
1．自激振荡的条件 2．判断电路是否能产生自激振荡的方法
教学难点：
判断电路是否能产生自激振荡的方法
一、自激振荡的条件 二、判断能否产生自激振 荡的方法
一、自激振荡的条件
如图6.2.1所示，当输入端 开关s接通1端时，电路按 调谐按调谐放大器的原理 工作。电源vs不断补充能 量使得变压器T二次线圈 L2中感应出正弦波交流电 压，不断地向负载RL输出。 另一组二次线圈L1上还获 得一个反馈电压vf,适当地 选择线圈的匝数和绕向， 可使vf和vs的大小相等、 相位相同。
10-1反馈放大电路的自激振荡
§ 10-1 反馈放大电路的自激振荡
重点
难点北京邮电大学电子工程学院
2012.6
退出 开始
• 交流负反馈可以改善放大电路多方面的性能， 而且反馈愈深，性能改善得愈好。
• 但是，如果电路反馈满足某种条件，在输入量 为零时，输出却会产生一定频率和一定幅值的 信号，这时称电路产生了自激振荡。开关置于
条件，电路才会产生自激振荡。在起振过
程中， Xo 有一个从小到大的过程，故起 振条件为
•
AF 1
退出
荡。
退出
自激振荡产生的原因
负反馈放大电路的一般表达式为
Af
A 1 AF
退出
自激振荡产生的原因
一、自激振荡产生的原因
• 在中频段，由于 AF 0 ， 中频段相移为 零。因此净输入量 、输入量 和反馈量 之 间的关系为
X
' i
Xi
Xf
退出
自激振荡产生的原因
在低频段，AF 将产生超前相移，在低 频段，AF 将产生滞后相移，当某一频率
f0 的信号使附加相移与中频段相比超 前或滞后180度时，使净输入量变为
X
' i
Xi
Xf
使电路由负反馈变为正反馈。
退出
自激振荡产生的原因
+ Xi 0 +
Xi'
-
A
Xf
F
Xo
Xf
Xo Xi
X o
退出
自激振荡产生的原因
• 由于半导体器件的非线性特性，如果电路 能最终达到动态平衡，即反馈信号（也就 是净输入信号）维持着输出信号，而输出 信号又维持着反馈信号，电路就产生了自 激振荡。
退出
三极管自极振荡原理
三极管自极振荡原理三极管自振荡原理是指利用三极管的放大和反馈作用来产生自激振荡的一种电路现象。
三极管是一种半导体器件，具有放大电流的作用，通常用于放大电路中。
而在自振荡电路中，三极管的基极、发射极和集电极之间通过合适的电路连接，可以形成一个正反馈环路，从而实现振荡输出。
三极管自振荡电路的基本构成通常包括三极管、电容和电感等元件。
其中，三极管起到放大信号的作用，电容和电感则起到滤波和调节频率的作用。
在电路工作时，三极管的放大作用使得信号得以放大，经过反馈回路后再次输入到三极管中，形成自激振荡的效果。
三极管自振荡电路的实现过程可以简要描述如下：首先，三极管处于工作状态，基极、发射极和集电极之间建立起电路连接。
随着信号的输入，三极管将信号放大，并输出到反馈回路中。
反馈回路再将放大后的信号输入到三极管中，形成自激振荡的闭环效果。
在振荡过程中，电容和电感等元件起到调节频率和稳定振荡的作用，使得振荡信号可以稳定输出。
三极管自振荡电路在电子通信、无线电调谐器等领域有着广泛的应用。
通过合理设计电路结构和选择元件参数，可以实现不同频率的自振荡输出。
在无线电调谐器中，三极管自振荡电路可以用于接收和发送信号，实现信号的调频和调幅处理。
在电子通信中，三极管自振荡电路可以用于产生稳定的振荡信号，用于调制和解调信号。
总的来说，三极管自振荡原理是一种利用三极管放大和反馈作用产生自激振荡的电路现象。
通过合理设计电路结构和选择元件参数，可以实现不同频率的自振荡输出，实现信号的调频和调幅处理。
三极管自振荡电路在电子通信、无线电调谐器等领域有着广泛的应用，为电子技术的发展提供了重要支持和帮助。
自激振荡产生的原因
自激振荡产生的原因
自激振荡产生的原因
自激振荡的引起，主要是因为集成运算放大器内部是由多级直流放大器所组成，由于每级放大器的输出及后一级放大器的输入都存在输出阻抗和输入阻抗及分布电容，这样在级间都存在R—C相移网络，当信号每通过一级R—C网络后，就要产生一个附加相移。
此外，在运放的外部偏置电阻和运放输入电容，运放输出电阻和容性负载反馈电容，以及多级运放通过电源的公共内阻，甚至电源线上的分布电感，接地不良等耦合，都可形成附加相移。
结果，运放输出的信号，通过负反馈回路再叠加增到180度的附加相移，且若反馈量足够大，终将使负反馈转变成正反馈，从而引起振荡。
自激振荡产生条件
产生自激振荡必须同时满足两个条件：
1、幅度平衡条件|AF|=1。
自激振荡的条件
自激振荡的条件： (1) 相位条件：
AF
Uo Ud
Uf Uo
1
反馈电压 Uf 与输入电压 Ui 同相, 为正反馈；
即
A F 2n
(2) 幅度条件： Uf Ud
(n 0, 1, 2 )
反馈电压与输入电压的大小相等；
即
AF
Uo Uf Ud Uo
1
2 振荡的建立和稳定
幅度特性 Uom Uom= f(Ufm)
Uom2
A 反馈特性
Uom1
Ufm=FUom
2S
A ui 1ud
uo
uf
F
不断通过放大 反馈 再放大 再反馈，使 Uom不断增大，一 直到达交点 A 时，稳定下来。
振荡建立时应满足：
O
Uim Ufm1
Ufm
微小的扰动起始信号
自激振荡的建立过程
Uf Ud 即 AF 1
AF 1 振荡稳定 AF 1 不能振荡
3 RC 正弦波振荡电路
(1)放大电路
同相比例运算电路 RF
由集成运放构成的 同相比例运算电路。
其电压放大倍数为
A 1 RF R1
(2)选频电路
R1
–
u+
+
+பைடு நூலகம்
+
uo
+C R – C R ui
–
由 RC 串并联电路组 成，它也是正反馈电路。
选频电路
3 RC 正弦波振荡电路
F
Ui Uo
3
j(
1 R2
X
2 C
)
若要 Uo
与
Ui
RX C
自激振荡分析与解决
如果放大器工作在通频带以外,由于相移增大,就有可能使负反馈变成正反馈, 以至产生自激振荡。
1 自激振荡的条件[1]自激振荡的条件为AF=-1,即|AF|= 1和arg(AF)=φA+φF=±(2n+1)π(n=0,1,2,…)上述公式是在负反馈的基础上推导出来的,相应条件是在-180°的基础上(中频时U0与Ui反相)所产生的附加相移Δφ。
2 检查电路是否稳定工作的方法(1) 方法一:根据AF的幅频和相频波特图来判断。
设LAF=20lg|AF|(dB)1) 当Δφ=-180°时(满足相位条件):若LAF<0,则电路稳定;若LAF≥0 (满足幅度条件),则自激。
2) 当|AF|=1,即LAF=0dB时(满足幅度条件):若|Δφ|<180,移相不足,不能自激;若|Δφ|≥180°,满足相位条件,能自激。
3)LAF=0时的频率为f0,Δφ=180°时的频率为fc,当f0 用上述三个判据中任何一个判断均可,需要注意的是,当反馈网络为纯电阻时,反馈系数F为实数,AF的波特图与A的波特图成为相似形。
为简便起见,通常只画出A的波特图进行研究。
因为F为已知(或可求),20lg(1/F)是一条水平线,它与A的幅频波特图相交于一点,这交点满足|A|=1/F,即|AF|=1(对应于20lg|AF|=0),根据交点处的相位小于-180°就能判断稳定与否。
(2)方法二:只根据幅频特性,无需相频特性的判别法。
因为20lg|AF|=0时,Δφ=-180°产生自激。
幅度条件改写成:20lg|A|+20lg|F| =0即:20lg|A|-20lg1/|F|=0,20lg|A|= 20lg1/|AF|≈20lg|Af|。
因此,自激条件又可描述为,当Δφ=-180°时,如果开环增益近似等于闭环增益将自激。
而开环增益的-20dB/dec段,对应于Δφ=-45°～- 135,-40dB/dec段对应于Δφ=-135°～- 225°。
矩形波发生器自激振荡原理
矩形波发生器自激振荡原理矩形波发生器是一种可将输入信号转换为具有特定频率和占空比的矩形波形的电路。
自激振荡是指一个电路可以在没有外部输入信号激励的情况下，通过自身反馈产生振荡信号。
本文将详细解释矩形波发生器自激振荡的基本原理，包括其工作原理、电路组成、振荡条件以及常见的实现方式。
1. 工作原理矩形波发生器自激振荡的工作原理可以简单描述为：通过反馈网络将一部分输出信号馈回到输入端，形成自激振荡回路。
具体来说，矩形波发生器的工作原理涉及以下几个关键要素：•反馈网络：反馈网络将一部分输出信号引入到输入端，以实现自激振荡。
反馈网络一般由电阻、电容和开关等元件组成，其具体结构和参数会直接影响振荡频率和波形的稳定性。
•比较器：比较器通常是矩形波发生器的核心，用于将输入信号与反馈信号进行比较，产生一个矩形波形的输出信号。
比较器的工作原理基于参考电压和输入信号的比较，产生相应的输出。
•积分器/延迟网络：积分器（也称为延迟网络）用于对比较器的输出信号进行积分或延迟处理，以满足矩形波发生器的振荡条件。
积分器一般由电容和电阻组成，可以提供一定的时间延迟和滤波功能。
•放大器：放大器用于放大矩形波发生器的输出信号，以输出较高的电压和电流。
放大器可以增加信号的幅度，并对输出信号进行修整和控制，以满足设定的波形要求。
综上所述，矩形波发生器自激振荡的基本原理是通过反馈网络将一部分输出信号馈回到输入端，并经过比较、延迟处理和放大，形成稳定的矩形波形输出。
2. 电路组成矩形波发生器的电路结构可以根据具体实现方式而异，但通常会包含以下几个基本组成部分：•比较器：比较器是矩形波发生器的核心，用于对输入信号和反馈信号进行比较，并产生相应的输出。
常见的比较器结构包括比较器集成电路、运算放大器等。
•反馈网络：反馈网络将一部分输出信号引回到比较器的输入端，以实现自激振荡。
反馈网络一般由电阻、电容和开关等元件组成，其具体结构和参数会直接影响振荡频率和占空比。
自激振荡电路
自激振荡电路
目录
1概述（电路类别、实现主要功能描述）： (2)
2电路组成（原理图）： (2)
3工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理): (2)
4关键参数计算分析： (2)
5电路的优缺点 (2)
6电路的应用说明： (2)
7应用的注意事项： (2)
直接加在驱动变压器T2的原边GH上，即H为正，G为负，根据变压器同名端得知T2的I为正，J 为负，K为负，这样又给Q101的基极一个正向电压，形成电压正反馈，使Q101的基极电流ib1越来越大，ic1也随着越来越大，变压器T1的磁通也越来越大，当ic1=βib1时，ic1不再增大，磁通也不再增加，加在T1原边上的感应电势瞬间为零，则加在GH上的电压也瞬间为零，加在Q101基极上的反馈电压也消失，则ib1减小，ic1减小，变压器T1原边各绕组上产生极性与原来相反的感应电势，加在GH上的感应电势也反向，这样使ib1越来越小，ic1越来越小，相反，ib2增大，ic2增大，致使Q101截止，Q102饱和导通重复上面的过程。
通过一管导通一管截止周期性变化来维持系统正常工作，实现原、副边能量的传递。
4关键参数计算分析：
见12D12/100计算书。
5电路的优缺点
优点：电路简单，元器件少，稳定性能好，成本低；缺点：效率偏低。
6电路的应用说明：
本电路属于成熟电路，应用本电路已大批量投产过很多产品，并且没有客户反馈的不良信息，如5S5/100，5D5/80，12D15/33。
7应用的注意事项：
(1)综合考虑开关频率、开关管基极驱动电流以及产品的额定负载等参数来选择主变压器的规格；
(2)驱动变压器T2的同名端一定不要标错，否则会损坏器件；。
放大电路将产生自激振荡
fc fc
一般要求 Φm ≥ 45
f /Hz fo Gm fo
f /Hz
m
6. 负反馈放大电路的稳定性及相位补偿方法
6.4负反馈放大电路自激振荡的消除方法
为保证放大电路稳定工作，对于三级或三级以上的负反馈放大电路，需 采取适当措施破坏自激振荡的幅度条件和相位条件。
最简单的方法是减小反馈系数或反馈深度，使得在满足相位条件时不 满足幅度条件。
应当指出，理解消除自激振荡的基本思路以及不同方法的特点，要比具 体计算补偿元件的参数重要得多；这是因为在很多情况下，需要在正确思路 的指导下，通过实验来获得理想的补偿效果。
6. 负反馈放大电路的稳定性及相位补偿方法
例16: 已知放大电路幅频特性近似如图所示。引入负反馈时，反 馈网络为纯电阻网络，且其参数的变化对基本放大电路的影响可 忽略不计。回答下列问题：
6. 负反馈放大电路的稳定性及相位补偿方法
2.RC滞后补偿
除了电容校正以外，还可以利用电阻、电容元件串联组成的 RC 校正
网络来消除自激振荡。
（见教材P298—P300）
利用 RC 校正网络代替电容校正网络，将使通频带变窄的程度有所改善。
6. 负反馈放大电路的稳定性及相位补偿方法
3.密勒效应补偿
例14：已知某负反馈放大电路的 AF波特图，是判断该电路是否
稳定。
解：由波特图中的相频特性可见，
20lg AF/ dB 60
当 f = f0 时，相位移 AF = -180º，
40
满足相位条件；
20
此频率对应的对数幅频特性位
于横坐标轴之上，即：
0 AF
AF 1
0
结论：当f = f0 时，电路同时满足自激振荡
1自激振荡的条件
可改变振荡频率。
C
R
Hale Waihona Puke –+ uo –
这时 F Ui 1
Uo 3 同相比例运算的电压放大倍数为
Au
Uo Ui
1 RF R1
可见，当 RF 2R1 时， Au 3
AuF 1
3 RC 正弦波振荡电路
RF
在特定频率
f0
1 2RC
时，
R1
ui 和 uo 同相，即 RC 串并联电路具有
– u+ +
+
+
正反馈和选频作用， ui 和 uo 为正弦波。
(n 0, 1, 2 )
反馈电压与输入电压的大小相等；
即
AF
Uo Uf Ud Uo
1
2 振荡的建立和稳定
幅度特性 Uom Uom= f(Ufm)
Uom2
A 反馈特性
Uom1
Ufm=FUom
2S
A ui 1ud
uo
uf
F
不断通过放大 反馈 再放大 再反馈，使 Uom不断增大，一 直到达交点 A 时，稳定下来。
–
u+
+
+
+
uo
+C R – C R ui
–
由 RC 串并联电路组 成，它也是正反馈电路。
选频电路
3 RC 正弦波振荡电路
F
Ui Uo
3
j(
1 R2
X
2 C
)
若要 Uo
与
Ui
RX C
同相，上式分母的虚
部应为零，即
1
R2
X
2 C
0
R X C 2fC
自激振荡名词解释
自激振荡1. 简介自激振荡（Self-Excited Oscillation），是指在某些物理系统中，由于系统内部的反馈作用，系统会出现自我产生和维持振荡的现象。
这种振荡不需要外界的激励，而是由系统自身的特性引起的。
自激振荡是一种重要的物理现象，在多个领域都有广泛的应用。
2. 物理系统中的自激振荡在物理系统中，自激振荡是通过正反馈机制实现的。
正反馈是指系统输出的一部分被反馈回输入端，进一步加强输出信号，从而引起系统的振荡。
自激振荡的产生需要满足一定的条件，包括系统的非线性特性、延迟效应和能量供应等。
2.1 非线性特性自激振荡往往发生在具有非线性特性的系统中。
在线性系统中，输入信号的增大只会导致输出信号的增大，而不会引起系统的振荡。
而在非线性系统中，输入信号的增大可能会引起系统的输出信号在某些时刻反向变化，从而导致振荡的产生。
2.2 延迟效应延迟效应是自激振荡的另一个重要条件。
延迟效应是指系统的输出信号在一定时间延迟后才能影响到系统的输入信号，这种延迟导致了正反馈过程的延迟，从而引起系统的振荡。
2.3 能量供应自激振荡需要能量的输入和输出。
系统通过某种方式从外部获得能量，并将一部分能量反馈回系统，以维持振荡的持续。
能量供应是自激振荡能够持续进行的重要条件。
3. 自激振荡的应用自激振荡在多个领域都有广泛的应用，下面列举了一些典型的应用案例。
3.1 电子电路中的自激振荡在电子电路中，自激振荡是一种常见的现象。
例如，在放大器电路中，由于反馈回路的存在，系统可能会产生自我激励的振荡。
这种振荡可以用于产生特定频率的信号，用于无线通信、射频发射等应用。
3.2 机械系统中的自激振荡在机械系统中，自激振荡也有多种应用。
例如，在某些钟表中，通过将振荡器与驱动装置耦合，可以实现钟表的精确计时。
另外，在风力发电机中，风的作用可以引起风扇叶片的振荡，从而产生电能。
3.3 生物系统中的自激振荡自激振荡在生物系统中也有重要的应用。