2022-2023学年高二物理竞赛课件：振荡电路中的稳幅和稳频问题

振荡电路中的稳幅和稳频问题 振荡电路中的稳幅和稳频问题 ⑴ 要求振荡频率稳定，应选用高质量的电感L和电容C，提高谐振回路的Q值。在频率高稳定要求场合，可用石英晶体振荡器。 ⑵ 振荡幅度稳定 基本思路是使环路增益能自动地维持在1上，（即 ） 这可在电路中设置稳幅电路实现，如下面的两种情况。 电感三点式非常容易起振，但波形不理想。其振荡频率仍是并联谐振回路决定为： ⑵ 电容三点式LC正弦振荡器 电容三点式电路在fo的交流通路 可见，在射极注入正极性 的电压后，并联谐振回路产生上正下负的瞬时极性，所以反馈回到射极的极性仍为正，满足正反馈的相位要求，电路能产生正弦振荡。 振荡频率为： 该电路的优点是波形好，原因是反馈信号取自电容两端，不含有高次谐波。缺点是不是起振。 反馈系数F不变时，用调节增益A来自动稳幅（即使 ） 稳幅环节设在A中 如放大器因某种原因使输出 增大时，放大器的增益下降，反之增益增加。 假如放大器振荡时，其输出在 增益A不变时，用调节反馈系数F来自动稳幅（即使 ） 稳幅环节设在F中 利用器件的非线性特性实现稳幅的说明（以电感三点式为例说明）。 稳幅过程：开始起振时，因振幅小， 信号正负半周对电容的充放电基本相等，VBQ电压基本不变，电路以正反馈使振荡加强 振荡电路的基极回路 电容上充足的直流电压 Rb1、Rb2并联电阻 电感L2上的反馈信号 振荡电路的基极回路 输出幅变增大。当幅度大到一定程度，反馈信号 也增大，在正半周时，Cb放电快（VBE正偏时电阻和R`并联），使VBQ下降，rbe变大，A 下降，从而使输出幅度变小。反之，也一样，使输出幅度增大，达到稳幅的目的。 2.6.4 石英晶体振荡器 石英晶体是一种谐振器件（利用了SiO2结晶体的压电效应原理） 外形 结构 等效电路 电路符号 静电电容（平行板电容）约几~几十皮法 晶体弹性电容10-4~10-1pF 模拟晶体机械振动惯性10-3~10-2H 模拟机械振动摩擦损耗，很小 因L大，C、R小，则 因加工精度很高，所以能获得很高的频率稳定度。 在略去R下，其两端看进去的等效电抗为： 其频率特性如图所示： 当电抗为 ，回路产生串联谐振。 当 时，LCR支路呈感性，与CO构成并联谐振，谐振频率 为： $