由正反馈的观点来决定振荡的条件
了解电子电路中的振荡电路工作原理
了解电子电路中的振荡电路工作原理电子电路中的振荡电路工作原理电子电路中的振荡电路是一种产生稳定的周期性信号的电路，是电子设备中非常重要的组成部分。
在通信、计算机、无线电等领域都有广泛的应用。
本文将介绍振荡电路的工作原理及其在电子电路中的应用。
一、什么是振荡电路振荡电路是指能够自动生成稳定的周期性电信号的电路。
它由放大器、反馈网络和选频网络组成。
其中，放大器用于放大信号，反馈网络提供正反馈，选频网络则控制电路输出频率。
振荡电路的核心是正反馈，它使得电路输出信号自我增强，从而产生持续的振荡。
二、振荡电路的工作原理1. 正反馈条件振荡电路需要满足正反馈条件，即输出信号要经过反馈网络传回输入端，在经过放大器放大后再次输入反馈网络。
只有满足正反馈条件，电路中的能量才能持续增长，产生稳定的振荡。
2. 振荡条件振荡电路的振荡条件包括放大条件、幅度条件和相位条件。
放大条件要求电路有足够的增益，以保证正反馈下能量的增长。
幅度条件要求电路输出信号在振荡过程中能够保持稳定和合适的幅度。
相位条件要求电路的相位移满足一定的条件，以保证信号能够持续地回路。
满足这些条件后，电路才能够产生稳定的振荡。
3. 常见振荡电路常见的振荡电路包括简单放大器振荡电路、RC震荡电路、LC震荡电路、压控振荡电路等。
简单放大器振荡电路由一个放大器和一个反馈网络组成，输出信号经过反馈后再次放大，形成自激振荡。
RC震荡电路利用RC网络中的正反馈来产生振荡。
LC震荡电路则是利用电感和电容的相互作用产生振荡。
压控振荡电路通过改变电压来控制振荡频率，具有广泛的应用。
三、振荡电路的应用振荡电路广泛应用于各种电子设备中，包括通信、计算机、无线电等领域。
在通信领域，振荡电路被用于产生稳定的调制信号、时钟信号等，保证通信设备的正常工作。
在计算机领域，振荡电路用于产生CPU时钟信号、计时电路等，为计算机提供稳定的工作节奏。
在无线电领域，振荡电路被用于发射器和接收器中，产生无线电波、接收调制信号等。
反馈式三端式LC振荡器
如何让振荡器输出由起振时的振幅逐渐加大到最终输出的稳幅振荡？ 限幅放大器的放大倍数（开环增益） 反馈网络的反馈系数 一般不变 如何让A由大变小？
3.1.2振荡器的平衡条件
01
02
03
04
05
06
07
3.1.2振荡器的平衡条件
工作状态发生改变， 由甲类到丙类！ ’
放大器 晶体三极管 场效应管 差分放大器 运算放大器
选频网络 LC并联谐振回路 RC选频网络 晶体滤波器等
反馈网络 电容分压 电感分压 变压器耦合 电阻分压
振荡器组成
3.1 LC 反馈正弦波振荡器的工作原理
如何产生一个振荡？
电容中存储的电能和电感中 存储的磁能就会交替转换而形成振荡。
回路电压方程
LC三端式振荡器组成法则(相位平衡条件的判断准则)
3.2.2 三端式振荡器
回路谐振时，电抗之和为零。
-
-
+
在三端式电路中, ＬＣ回路中与发射极相连接的两个电抗元件必须为同性质, 另外一个电抗元件必须为异性质。这就是三端式电路组成的相位判据, 或称为三端式电路的相位平衡判别准则。以此准则可迅速判断振荡电路组成是否合理，能否起振。也可用于分析复杂电路与寄生振荡现象。 与发射极相连接的两个电抗元件同为电容时的三端式电路, 称为电容三端式电路, 也称为考毕兹(Colpitts)电路。 与发射极相连接的两个电抗元件同为电感时的三端式电路, 称为电感三端式电路, 也称为哈特莱(Hartley)电路。
2. LC回路的损耗电阻r=0， 则振荡器的振荡频率与 晶体管参数无关，r越小， 回路品质因数越高， 晶体管参数的影响越小。
3.2.1 变压器耦合LC反馈振荡器
《模拟电子技术基础》习题册
第一章：基本放大电路习题1-1 填空：1．本征半导体是，其载流子是和。
载流子的浓度。
2．在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于，而少数载流子的浓度则与有很大关系。
3．漂移电流是在作用下形成的。
4．二极管的最主要特征是，它的两个主要参数是和。
5．稳压管是利用了二极管的特征，而制造的特殊二极管。
它工作在。
描述稳压管的主要参数有四种，它们分别是、、、和。
6．某稳压管具有正的电压温度系数，那么当温度升高时，稳压管的稳压值将。
7．双极型晶体管可以分成和两种类型，它们工作时有和两种载流子参与导电。
8．场效应管从结构上分成和两种类型，它的导电过程仅仅取决于载流子的流动；因而它又称做器件。
9．场效应管属于控制型器件，而双极型半导体三极管则可以认为是控制型器件。
10．当温度升高时，双极性三极管的β将，反向饱和电流I CEO正向结压降U BE。
11．用万用表判别放大电路中处于正常放大工作的某个晶体管的类型与三个电极时，测出最为方便。
12．三极管工作有三个区域，在放大区时，偏置为和；饱和区，偏置为和；截止区，偏置为和。
13．温度升高时，晶体管的共设输入特性曲线将，输出特性曲线将，而且输出特性曲线之间的间隔将。
1-2 设硅稳压管D z1和D z2的稳定电压分别为5V和10V，求图1-2中各电路的输出电压U0，已知稳压管的正向压降为0.7V。
D Z1D Z225VU O1k Ω( )b D Z1D Z225VU O1k Ω( )c ( )d ( )a D Z1D Z225VU O 1k ΩD Z1D Z225VU O1k Ω图1-21-3 分别画出图1-3所示电路的直流通路与交流通路。
( )a ( )b( )c图1-31-5 放大电路如图1-5所示，试选择以下三种情形之一填空。
a ：增大、b ：减小、c ：不变（包括基本不变） 1．要使静态工作电流I c 减小，则R b2应 。
2．R b2在适当范围内增大，则电压放大倍数 ，输入电阻 ，输出电阻 。
5.2.3 反馈型振荡器
5.2.3反馈型振荡器的振荡条件一个反馈振荡器要产生稳定的振荡必须满足三个条件：起振条件, 保证接通电源后能逐步建立起振荡；平衡条件，保证起振之后能够进入维持等幅持续振荡的平衡状态；稳定条件，保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏。
1 起振过程与起振条件起振过程是指接通电源后，振荡从无到有的建立过程。
起振条件又称自激条件。
它表示振荡电路在接通电源时，输出信号从无到有建立起来应满足的条件。
振荡器最初的激励从何而来？第一，来源于放大管基极电压V，电压B V在开机后由零升至B定值，就相当于接入一个阶跃信号，此阶跃信号含有多种频率分量；第二，电路各部分存在许多形式的扰动，如管子的内部噪声、输入回路电阻的热噪声等，这些噪声和干扰所含有的频率成分十分丰富。
这些微小的扰动电压或电流经过振荡器放大管的放大，加至负载回路及反馈网络，由于负载谐振回路的选频作用，只有与谐振回路的固有谐振频率相同的那个频率osc成分才能在负载回路两端产生电压。
由于正反馈的存在，这一微弱信号经过放大，反馈，再放大，再反馈，往复循环在信号较小的起振阶段，每次返回至输入端信号的幅度总要比前一次的大，振荡幅度不断增加，完成起振过程。
反馈型振荡器组成框图将闭合环路在“X ”处断开，并定义环路增益()()()T j A j F j ωωω=根据上述分析，可直接写出振荡器的起振条件为 f i i u AF u u =>即环路增益 ()1osc T j AF ω=> （5.2.5） 式（5.2.5）为复数形式，,,A F j j A A e F F e ϕϕ== 基本放大器的增益；反馈系数。
令()()()osc T j osc osc T j T eωϕωω=，式（5.2.5）可表示为 振幅起振条件()1o s c T A F ω=> （5.2.6a ）相位起振条件 ()=20,1,2T o s c AF n n ϕωϕϕπ+== （5.2.6b ） 式中T ϕ表示开环环路增益T 的相角，A ϕ为基本放大器输出电压与输入电压的相位差，Fϕ为反馈网络的相移。
课题十一 振荡电路中的正反馈
a f 2n
当 f f0
1 时， 2RC
Av
f 0
电路振荡频率： f 0
1 2RC
RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波
2)起振条件
1 当 f f0 时， 2RC
1 FV 3
起振条件
AV F 1
AV 3
Rf AV 1 R1
相位条件意味着振荡电路必须是正反馈；
振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。
2 振荡的建立和稳定
2 S 1
uo ui 幅度特性 A 思考：振荡电路是单口网络，无须输入信号就能起 起始信号的产生：电源接通或元件的起伏噪声引起的 Uom Uom= f(Ufm) 电扰动相当于一个起始激励信号 ，它是个非正弦信 振，起振的信号源来自何处？ uf 号，含有一系列频率不同的正弦分量。满足相位平衡 A F 0的信号被放大，成为振荡电路的 U条件的某一频率 om2 不断通过放大 反馈 再放大 输出信号 反馈特性 Uom1 O Ufm=FUom 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：
(
f arctg
0 ) 0
3
Uo Ui
+90
–90
1 3
f f0
0
当
1 1 0 或 f f0 RC 2RC 1 3
幅频响应有最大值
FVmax
f
相频响应 f
0
3 振荡频率与起振条件 1)振荡频率
(+) (+) (+) (+)
U F U
f
U U
反馈振荡器原理及平衡状态的稳定条件【优质】PPT文档
2、相位平衡的稳定条件
电压的波动或工作点的变化会使
晶体管正向传输导纳的相角 fe 发
生变化，导致频率的变化。设△φ
＞0，即反馈电压比输入电压的相位ห้องสมุดไป่ตู้
超前，相当于提前给回路补充能量，
振荡频率就增加了。反之，振荡频
率就下降了。即
0
如果晶体管的工作点选的太低， 反馈系数又太小，这时可能出 现二个交点Q’和Q，Q’是不稳 定的平衡点。Q是稳定的
微波振荡器 矩形波振荡器
非正弦波振荡器 三角波振荡器
锯齿波振荡器
应用范围：在发射机、接收机、测量仪器（信号发生 器）、计算机、医疗、仪器乃至电子手表等许多方面振荡器 都有着广泛的应用。
主要技术指标： 1.振荡频率f及频率范围: 2.频率稳定度:调频广播和电视发射机要求:10-5~10-7左右
标准信号源:10-6~10-12 要实现与火星通讯:10-11 要为金星定位:10-12 3.振荡的幅度和稳定度: 4.频谱(残波辐射):
4、幅度平衡的稳定条件： 5、相位平衡的稳定条件：
A0 或 Gm0
Uo
Uo
z 0
5.3 振荡器的分析方法
分析振荡器有两种方法：即瞬态分析法和稳态分析法。 这里只介绍稳态分析法。
稳态分析方法考虑问题的基础是：振荡器在起振时是小 信号，属于线性电路。因此，可按线性电路的分析方法来处 理。而振荡器在平衡时虽属大信号非线性电路，但是对基波 而言则属准线性电路，当引入平均参数后，即可按线性电路 来近似处理，使问题的分析得到简化。所以稳态分析法是适 应在线性理论基础之上的。由前面分析可知，正反馈是产生 自激振荡的必要条件。而正反馈只是反馈放大器的特殊形式,
讨论内容:
从振荡原理入手研究振荡器判据、寻 求振荡条件的分析方法，讨论各种振荡 电路，基本线索是振荡器的频率稳定度。
皮尔斯振荡器起振条件
皮尔斯振荡器起振条件
皮尔斯振荡器是一种基于放大器和反馈网络的自激振荡电路，其起振条件如下：
1. 放大器增益大于1：放大器必须具有足够的增益，使得输入信号在经过放大后能够产生输出电压比输入电压更大的信号。
2. 反馈网络相位延迟为0或360度：反馈网络中的信号必须以一定的相位延迟返回到放大器输入端，这样才能形成正反馈，促使振荡器正常工作。
3. 反馈网络增益等于或略大于放大器的损耗：反馈网络的增益必须足够大，使得正反馈能够弥补放大器的损耗，从而维持振荡器的稳定振荡。
4. 线性元件稳定工作点：振荡器中的线性元件，例如晶体管或运算放大器，必须工作在其线性范围内，以保证稳定振荡。
需要注意的是，以上是一般情况下的起振条件，具体的皮尔斯振荡器设计可能会有一些差异和优化。
产生正弦波振荡的条件
产生正弦波振荡的条件
1) 电路振荡的物理缘由：
本质上与负反馈放大器的振荡相同。
若反馈信号与放大器净输人信号同相等幅，因而净输人信号靠反馈信号得以维持，则即使外加输人信号为零，输出也不会消逝。
3）正弦波振荡电路分析方法和步骤：
（1）观看电路是否是否包含振荡电路的四部分组成；
（2）推断放大电路能否正常工作，即是否有合适的静态工作点，且动态信号是否能够输入和输出和放大；
（3）推断电路能否振荡
关键是相位。
若相位条件不满意，则电路确定不是正弦波振荡器。
相位平衡条件是推断振荡电路能否振荡的基本条件。
可用瞬时极性推断方法。
（4）估算振荡频率
振荡电路的振荡频率f0是由相位平衡条件打算的。
对RC选频网络，由网络频率特性求出f0。
（5）分析起振条件（幅值条件）
欲使振荡电路能自行起振，须满意｜AF|＞1的幅值条件。
（6）稳幅与稳频
稳幅是指“起振→增幅→等幅”的振荡建立过程，也就是从|AF|＞1到达| AF|=1（稳定）的过程。
稳幅的方法可采纳非线性元件来自动调
整反馈的强弱以维持输出电压恒定。
稳频是指维持输出信号频率恒定。
可以用高Q值的选频网络、减小回路损耗的方法实现稳频。
9.1正弦波振荡电路的振荡条件
9.1 正弦波振荡电路的振荡条件
产生正弦波的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 信号，无所谓附加相移。
R2 R3 R1
3
其中 R3是R3、D1和D2并
联支路的等效电阻
利用二极管的正向伏安 特性的非线性自动稳幅。
稳幅环节
稳幅原理
Vo
R3
AV
AV 3
AV FV 1 稳幅
例：RC 移相式振荡电路
C C C R Rf RR
8
一节 RC 环节
移相 90
二节 RC 环节
U o
移相 180 三节 RC 环节
非正弦波振荡： 方波、 三角波、锯齿波等
输出信号的幅度准确稳定 主要性能求： 输出信号的频率准确稳定
9.1 正弦波振荡电路的振荡条件
1.振荡条件
正反馈放大电路框图 （注意与负反馈方框图的差别）
X a X i X f
若环路增益 A F 1 则 X a X f ， 去掉 X i ， X o 仍有稳定的输出。 又 A F A F a f AF a f 所以振荡条件为
1
32 ( 0 )2
0
( 0 )
相频响应
f arctg
0
3
2. RC串并联选频网络的选频特性
FV
1
32 ( 0 )2 0
( 0 )
f arctg
0
3
当
0
1 RC
振荡电路的工作原理.
振荡电路的工作原理一般振荡电路由放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路四部分组成，如图6 - 29所示。
放大电路是满足幅度平衡条件必不可少的，因为振荡过程中，必然会有能量损耗，导致振荡衰减。
通过放大电路，可以控制电源不断地向振荡系统提供能量，以维持等幅振荡，所以放大电路实质上是一个换能器，它起补充能量损耗的作用。
正反馈网络是满足相位平衡条件必不可少的，它将放大电路输出电量的一部分或全部返送到输入端，完成自激任务，实质上，它起能量控制作用。
选频网络的作用是使通过正反馈网络的反馈信号中，只有所选定的信号才能使电路满足自激振荡条件，对于其他频率的信号，由于不能满足自激振荡条件，从而受到抑制，其目的在于使电路产生单一频率的正弦波信号。
选频网络若由R、C元件组成，称RC正弦波振荡电路；若由L、C元件组成，则称LC 正弦波振荡电路；若用石英晶体组成，则称石英晶体振荡电路。
稳幅电路的作用是稳定振荡信号的振幅，它可以采用热敏元件或其他限幅电路，也可以利用放大电路自身元件的非线性来完成。
为了更好地获得稳定的等幅振荡，有时还需引入负反馈网络。
在分析振荡电路的工作原理时先检查电路是否具有放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节，再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，然后分析电路是否满足自激振荡条件，即相位平衡条件与振幅平衡条件。
振荡电路的振荡条件包括平衡条件和起振条件两部分。
振荡电路的平衡条件就是振荡电路维持等幅振荡的条件。
振荡电路的平衡条件包括幅度平衡条件和相位平衡条件两部分。
从图6 -29可以看出，振荡电路乏所以能够在没有外加输入交流信号的情况下就有输出信号，是因为它用自身的正反馈信号作为输入信号了。
所以，为了使振荡电路维持等幅振荡，必须使它的反馈信号Vf的幅度和相位与它的净输入信号Vid相同。
振荡电路的幅度平衡条件是AF =1；振荡电路的相位平衡条件是cpA +(pf=+2n,7r(n=0，l，2，3--)。