2022-2023学年高二物理竞赛课件：正弦波振荡电路

正弦波振荡电路 正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦交流信号。它的频率范围很广，可以从一赫以下到几百兆以上；输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦；输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。 常用的正弦波振荡器 LC振荡电路:输出功率大、频率高。 RC振荡电路:输出功率小、频率低。 石英晶体振荡电路：频率稳定度高。 应用：无线电通讯、广播电视，工业上的高频感应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体接近开关等。 正弦波振荡电路 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 对输入电阻的影响 1) 串联负反馈 无负反馈时： 有负反馈时： 使电路的输入电阻提高 uf + – ~ + – + – ud ui ri 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 无负反馈时： 有负反馈时： 2) 并联负反馈 使电路的输入电阻降低 if + – + – ui ri ii id 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 例：中频放大倍数 |A0| =10³，反馈系数 |F| = 0.01 在原上限、下限频率处 说明加入负反馈后，原上限、下限频率仍在通频带内，即通频带加宽了。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 电压负反馈具有稳定输出电压的作用， 即有恒压输出特性，故输出电阻降低。 电流负反馈具有稳定输出电流的作用， 即有恒流输出特性，故输出电阻提高。 1) 电压负反馈使电路的输出电阻降低 2) 电流负反馈使电路的输出电阻提高 6.对输出电阻的影响 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 1 S u 放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定频率和幅值的交流信号的现象。 开关合在“1”为无反馈放大电路。 2 1 S u 开关合在“2”为有反馈放大电路， 开关合在“2”时,，去掉ui 仍有稳定的输出。反馈信号代替了放大电路的输入信号。 自激振荡状态 2 17.3 振荡电路中的正反馈 17.3.1 自激振荡 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 2. 自激振荡的条件 (1)幅度条件： (2)相位条件： n 是整数 相位条件意味着振荡电路必须是正反馈； 幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，还必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数A 或反馈系数F 达到) 。 自激振荡的条件 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 3. 起振及稳幅振荡的过程 设：Uo 是振荡电路输出电压的幅度， B 是要求达到的输出电压幅度。 起振时Uo  0，达到稳定振荡时Uo =B。 起振过程中 Uo < B，要求AuF  > 1， 稳定振荡时 Uo = B，要求AuF  = 1， 从AuF  > 1 到AuF  = 1，就是自激振荡建立的过程。 可使输出电压的幅度不断增大。 使输出电压的幅度得以稳定。 起始信号的产生：在电源接通时，会在电路中激起一个微小的扰动信号，它是个非正弦信号，含有一系列频率不同的正弦分量。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 4. 正弦波振荡电路的组成 (1) 放大电路: 放大信号 (2) 反馈网络: 必须是正反馈，反馈信号即是 放大电路的输入信号 (3) 选频网络: 保证输出为单一频率的正弦波 即使电路只在某一特定频率下满 足自激振 荡条件 (4) 稳幅环节: 使电路能从AuF  >1 ，过渡到 AuF  =1，从而达到稳幅振荡。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 10 一、 RC振荡电路 RC选频网络 正反馈网络 同相比例电路 放大信号 用正反馈信号uf 作为输入信号 选出单一频率的信号 1. 电路结构 uf – + R + + ∞ RF R1 C R C – uO – + 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 u1 u2 u2 与 u1 波形 相频特性 （f） fo 幅频特性 f fo 1 3 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 $