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 自激振荡 RC振荡电路 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 正弦波振荡电路 本章要求： 1. 了解正弦波振荡电路自激振荡的条件。 2. 了解RC振荡电路的工作原理。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 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。 自激振荡 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。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 1 S u 1. 自激振荡 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 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) 。 振荡平衡的条件 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 起振及振荡平衡过程 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 9 2. RC串并联选频网络的选频特性 传输系数： 。 。 R C R C 。 + – + – 。 式中 ： 分析上式可知：仅当  = o时， 达最大值，且 u2 与 u1 同相 ，即网络具有选频特性，fo决 定于RC 。 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 3. 工作原理 输出电压 uo 经正反馈（兼选频）网络分压后，取uf 作为同相比例电路的输入信号 ui 。 (1) 起振过程 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 $