模拟电子技术基础 7.1 正弦波振荡电路
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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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：
RC正弦波振荡电路_模拟电子技术_[共3页]
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06.1 正弦波振荡电路109 3．正弦波振荡电路的分析方法（1）检查电路中是否存在放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅环节。
（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。
具体方法是：在反馈网络和放大电路输入回路的连接处断开反馈，在断开处加频率为f o 的输入信号iX ，并给定瞬时极性，如图6.2所示，然后以i X 极性为依据判断输出信号oX 的极性，从而得到反馈信号f X 的极性；若f X 与iX 极性相同，则说明满足相位平衡条件，电路有可能产生正弦波振荡；否则表明不满足相位平衡条件，电路不可能产生正弦波振荡。
（4）判断电路是否满足正弦波振荡的幅度平衡条件。
具体方法是：分别求解电路的A和F ，然后判断AF 是否大于1。
只有在电路满足相位平衡条件下，判断是否满足条件才有意义。
若电路不满足相位平衡条件，则不可能振荡，也无需判断是否满足幅度平衡条件了。
6.1.2 RC 正弦波振荡电路采用RC 选频网络构成的振荡电路称为RC 正弦波振荡电路，实用的RC 正弦波振荡电路多种多样，下面介绍典型的RC 桥式正弦波振荡电路，它产生的频率在几十千赫以下，目前常用的低频信号源大部分都采用这种正弦波振荡电路。
1．电路组成RC 桥式正弦波振荡电路如图6.3所示，主要有集成运放A 构成的同相输入放大电路，R 1、C 1、和R 2、C 2组成的串并联电路，即选频反馈网络。
2．RC 串并联选频网络的选频特性一般情况下，为方便电路的分析与设计通常取R 1 = R 2 = R ，C 1 = C 2 = C ，现将图6.3中RC 串并联网络单独画出进行分析，如图6.4所示。
由图6.4可求得RC 串并联网络的传递函数，即运算放大器的反馈系数F 为o 212i 1j 11j j R U Z C F Z Z U R R C C ωωω===+++ 整理得 113j F RC RC ωω=⎛⎫+- ⎪⎝⎭ （6.6）图6.2 利用瞬时极性法判断。
《模拟电子技术》正弦波振荡电实验报告
《模拟电子技术》正弦波振荡电实验报告一、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。
3、理解RC 参数对振荡频率的影响。
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。
RC 串并联网络（文氏桥）振荡器电路型式如图3－1所示。
振荡频率：RC21f O π起振条件：|A|＞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3－1 RC串并联网络振荡器原理图图3－2是由集成运放构成的文氏桥正弦波振荡电路，RC选频网络如图3-3所示。
图3－2 文氏桥正弦波振荡器电路图3－3 RC 串并联选频网络令01=2f RC π，则该选频网络的频率特性表达式为：001F =3+()f f j f f-其幅频特性为：F =相频特性为：001=arctan ()3f f f f ϕ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦﹣ 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、电阻、电容、电位器等。
四、实验内容1、按图3－2组接线路。
使R P1=R 2=10k Ω。
2、用示波器观测输出电压u O 波形。
1、u O 波形幅度2.测量振荡频率Rp1(kΩ) R2(kΩ) 测量值（Hz）计算值（Hz）10 10 158.983 159.15530 30 52.896 53.120 3放大器电压放大倍数输入：2.121V 输出：6.682V可知，电压的放大倍数为3.15。
4、RC串并联网络幅频特性f/Hz 100 120 150 155 159 180 200 220 250U1/V 5.987 5.981 5.957 5.921 5.906 5.996 5.889 5.975 5.928U2/V 1.806 1.672 1.517 1.487 1.453 1.369 1.270 1.189 1.088五、实验结果总结决定频率的各个参数它的标称值与实际值肯定是有误差的。
正弦波振荡电路的基本原理
1.4 正弦波振荡电路的分析步骤
1. 分析电路的结构和组成 2. 判断电路是否满足自激振荡条件 3. 振荡频率的估算
模拟电子技术
正弦波振荡电路的组成与分类
正弦波振荡电路的分析步骤
1.1平衡振荡的条件
正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的 带选频网络的正反馈放大电路。
•
•
•
•
•
→ X a X i X f
Xa X f
振荡条件
•
•
•
→ X f •
X0
•
Xf•
A F A Fa f 1 →
动画
A F 1 幅度平衡条件
uo ui
Fu
uf uo
Uo1
Uf1
O Ui1 Ui2
Uf2 Uf2
Ui3 Ui4
ui u起uf f振
稳幅
1.3 正弦波振荡电路的组成与分类
组成:
1. 放大电路 Au 2. 正反馈网络 Fu
满足振荡条件
3. 选频率网络—实现单一频率的振荡
4. 稳幅环节—使振荡稳定、波形好
分类：
RC振荡电路、 LC振荡电路、 石英晶体振荡电路
A F A F 1 相位平衡条件
AF = a+ f= 2n
n = 0,1,2．．．
1.2 正弦波振荡电路的起振条件
••
起振条件 AF 1
Ui 放大器 Uo Au
AF 2nπ
Uf 反馈网络
Fu
uouo
Uo4
Au Fu > 1
Uo3
Uo2
1/Fu Au Fu < 1 Au
Au = 1/Fu
Au
模拟电子技术
正弦波振荡电路的基本原理
模拟电子技术基础 科学出版社 廖惜春 (最完整版)(包括选择题+填空题)第7章 波形产生电路B
1 o o 时，相移 F 0 。则 A F 360 ，满足相位平衡条件，电路能振荡。 2πRC 1 1 （2）RC 串并联电阻网络当频率 f f o 时，反馈系数 F 。要让振荡器振荡起来，必须 3 2πRC
当频率为 f f o 满足起振的幅值条件即 A F 1 ，即 A 3 。 T1、T2 构成的放大电路是具有级间反馈的多级放大电路，级间反馈类型为电压串联负反馈。根 据深度负反馈条件，电压放大倍数的估算，有
f0
1 2 LC
2 LC L L1 L2 2M
f0
1
2 LC C C2 C 1 C 1 C 2
f0
1
2 LC 1 C C0 1 1 1 C1 C 2 C 0
f0
1
结构复杂，分布电 容大，频率在几兆 赫到十几兆之间。
输出信号高次谐波 分量较大，波形质 量较差。
0.04 uF C R 68 k C
Rc 1
Rc 2 T2 Rf Re1
U CC
T1
R
C1
C2 uo
Re 2
例7-1图
解： （1）电路中的反馈信号可以看作从 T1 的栅极输入，从 T2 的集电极输出。放大电路是两级，第 一级是共源放大电路，相移为 180o，第二级是共射放大电路，相移也为 180o，故放大电路总相移 ， A 360o 。该正弦波振荡电路的选频网络为 RC 串并联电阻网络，其相移范围为（－90o～＋90o）
R
uc
-
振荡周期
R3
输出幅值
R1 ) R2
T 2 RC ln(1 2
uo
U o U z
方波 发生器
C
模拟电子技术正弦波7.12
当Vo增大
二极管支路的交流电流较大
Avf较小 Vo下降。由图(b)可看出二
极管工作在C、D点所对应的等效电阻，小于工作在A、B点所对应的等效电阻，所以输
出幅度小。
4.RC文氏桥振荡电路的稳幅过程
RC文氏桥振荡电路的稳幅作用是靠热敏 电阻R4实现的。
R4是正温度系数热敏电阻。
当输出电压幅值升高 R4上所加的电压升高
vi ve vc ＋ vo vf vi
a 00
f 00
T
Z1
Z2
Z3
归纳与总结：
•放大电路的输入电压与输出电压是反相的。 •反馈网络中Z1与Z2是同类，与Z3相反。 Z1与Z2是电感，Z3相反是电容，是电感三点式； Z1与Z2是电容，Z3相反是电感，是电容三点式。
T
Z1
Z2
Z3
归纳与总结：
RC文氏桥振荡电路
当R1 = R2，C1 = C2时，谐振角频率和谐振频率分别为:
0
1 RC
f0
1 2π RC
幅频特性:
•
FV
1
2
2
1
R1 R2
C2 C1
R1C2
1
R2C1
1
2
32
0
0
相频特性:
f
arctg
R1C2
1
R2C1
1 R1 C2
arctg 0
0
稳幅的目的。
2024/7/27
正弦波振荡条件与负反馈放 大电路的自激振荡条件的比
较
正弦波振荡条件与负反馈放大电路产生自激的条件十分类似。 ❖ 只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端，
产生了足够的附加相移，从而使负反馈变成了正反馈。 ❖ 在振荡电路中加的就是正反馈，振荡建立后只是一种频率的信
完整版)模拟电子技术基础-知识点总结
完整版)模拟电子技术基础-知识点总结共发射极、共基极、共集电极。
2.三极管的工作原理---基极输入信号控制发射结电流，从而控制集电极电流，实现信号放大。
3.三极管的放大倍数---共发射极放大倍数最大，共集电极放大倍数最小。
三.三极管的基本放大电路1.共发射极放大电路---具有电压放大和电流放大的作用。
2.共集电极放大电路---具有电压跟随和电流跟随的作用。
3.共基极放大电路---具有电压放大的作用，输入电阻较低。
4.三极管的偏置电路---通过对三极管的基极电压进行偏置，使其工作在放大区，保证放大电路的稳定性。
四.三极管的应用1.放大器---将弱信号放大为较强的信号。
2.开关---控制大电流的通断。
3.振荡器---产生高频信号。
4.稳压电源---利用三极管的负温度系数特性，实现稳定的输出电压。
模拟电子技术复资料总结第一章半导体二极管一.半导体的基础知识1.半导体是介于导体和绝缘体之间的物质，如硅Si、锗Ge。
2.半导体具有光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体是纯净的具有单晶体结构的半导体。
4.载流子是带有正、负电荷的可移动的空穴和电子，是半导体中的两种主要载流体。
5.杂质半导体是在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
根据掺杂元素的不同，可分为P型半导体和N型半导体。
6.杂质半导体的特性包括载流子的浓度、体电阻和转型等。
7.PN结是由P型半导体和N型半导体组成的结，具有单向导电性和接触电位差等特性。
8.PN结的伏安特性是指在不同电压下，PN结的电流和电压之间的关系。
二.半导体二极管半导体二极管是由PN结组成的单向导电器件。
1.半导体二极管具有单向导电性，即只有在正向电压作用下才能导通，反向电压下截止。
2.半导体二极管的伏安特性与PN结的伏安特性相似，具有正向导通压降和死区电压等特性。
3.分析半导体二极管的方法包括图解分析法和等效电路法等。
三.稳压二极管及其稳压电路稳压二极管是一种特殊的二极管，其正常工作状态是处于PN结的反向击穿区，具有稳压的作用。
模电课件第6章 正弦波振荡电路
电路演变
RB1 C1 T CE RC C2
+UCC
C e
L1 L2 C
b
自耦变压器
1、电感三点式（哈特莱） 电感三点式（哈特莱） （1）电路组成
+UCC RB1 C1 T RB2 RE Ce RC C2
L1、L2、C——选频回路。 ——选频回路 选频回路。 L2——反馈线圈。 ——反馈线圈 反馈线圈。 C1——隔直电容，防止L2将 ——隔直电容 防止L 隔直电容， b－e短路。 短路。
f0 1 = 2 π RC
(R1=R2=R， C1=C2=C) ，
谐振时： 谐振时： C1
+ +
U1
U U
f 1
1 = 3
C2
R1 R2
Uf
--
Ui
同相比例电路 同相 0° °
Uo
RC串并联电路 RC串并联电路 移相 0° °
Uf
同相 0° °
相位条件
Rf
在f = f0 处 , Uo 与 Uf 同相。 同相。只有一个频率能满 足相位条件（正反馈）， 足相位条件（正反馈）， RC网络产生相移 ϕ =0°。 网络产生相移 °+ Uf C
+
N2 R
uF
+
LF
+
-
(b)振荡回路线圈的接法 (b)振荡回路线圈的接法
(a)分立元件构成的振荡回路 (a)分立元件构成的振荡回路
2、选频网络的作用 ①回路的谐振频率为: 回路的谐振频率为:
ω0 =
1 LC
复习
1 或f 0 = 2π LC 当外加信号频率f=f 产生并联谐振。 ②当外加信号频率f=f0时，产生并联谐振。
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原理电路
交流电路
7.1 正弦波振荡电路
图7.1.1 反馈振荡电路原理框图 图7.1.2 RC 串并联选频网络 图7.1.3 RC 串并联网络幅频特性和相频特性 图7.1.4 RC 桥式振荡电路 图7.1.5 实用RC 桥式振荡电路 图7.1.6 LC 并联谐振回路 图7.1.7 变压器反馈式振荡电路 图7.1.8 电感三点式振荡电路 图7.1.9 电容三点式振荡电路 图7.1.10 改进型电容三点式振荡电路 图7.1.11 三点式 LC 振荡电路基本结构 图7.1.12 石英晶体谐振器的电路符号、等效电路及阻抗特性 图7.1.13 并联型晶体振荡电路 图7.1.14 串联型晶体振荡电路
图7.1.8 电感三点式振荡电路
图7.1.9 电容三点式振荡电路
图7.1.10 改进型电容三点式振荡电路
图8.1.11 三点式 LC 振荡电路基本结构
图7.1.12 石英晶体谐振器的图形符号、 等效电路及阻抗特性
图形符号 等效电路
电抗频率特性
图7.1.13 并联型晶体振荡电路
图7.1.14 串联型晶体振荡电路
图7.1.1 反馈振荡电路原理框图
图7.1.2 RC 串并联和相频特性
幅频特性
相频特性
图7.1.4 RC 桥式振荡电路
电路图
文氏电桥等效电路
7.1.5 实用RC 桥式振荡电路
图7.1.6 LC 并联谐振回路
电路图
幅频特性
相频特性
图7.1.7 变压器反馈式振荡电路