13.7 正弦波振荡器 教学讲义 -2023-2024学年高一下学期（中职）物理（高教版·第3版）《电工电子技术与技能》

【课题】 *13.7正弦波振荡器 【教学目标】 知道正反馈、自激振荡和正弦波振荡器。 【教学重点】 1.自激振荡的两个条件。 2.RC正弦波振荡器。 3,石英晶体正弦波振荡器。 【教学难点】 1,自激振荡的两个条件。 2,RC正弦波振荡器。 3,石英晶体正弦波振荡器。 【教学过程】 【一、复习】 1,反馈极性的判断。 2.放大电路的结构与工作情况。 3.变压器器的同名端概念。 【二、引入新课】 正弦波振荡器是一种没有输入信号的放大器，振荡器产生的各种正弦波信号作为基准信号提供给 电子电路。分析振荡器要抓住两个条件（相位条件，幅值条件）。 【三、讲投新课】 13.7.1正弦波振荡器的基本原理 1,自激振荡的概念 (1)自激振荡。电路没有外加输入信号，却能输出具有一定频率、一定幅值的正弦波信号。能 形成自激振荡的电路就称为振荡电路。 (2)图1328所示的方框图说明了振荡过程。振荡电路是一种无需外加信号就能将直流电能变 为交流电能的能量变换电路。 基木故大电路 (4) 正反馈电路 (F门 图13.28由放大电路到自激报荡电路 2.自激振荡的条件 (1)振荡的幅值平衡条件 |AF|=1 它说明振荡时，反馈信号和加到放大电路输入端的信号出大小相等。 (2)振荡的相位平衡条件 P。+p,=2n元(n为整数) 式中：，为输入信号经放大电路产生的相移量： P,:输出信号经反馈网络产生的相移量。 3.自激振荡的建立 振荡器利用外界的微弱干扰（如刚接通电源时所带来的微弱干扰）作最初的信号（包含有各种频 率成份)，通过选频网络，使某一特定频率的信号满足起振条件。这个特定频率的信号经过放大、输 出、反馈、再放大、再输出、再反馈…的循环过程，使输出信号从无到有、从小到大逐渐增大，从 而建立起振荡。 4.正弦波振荡器的基木组成 (1)放大电路，满足幅值平衡条件。 (2)正反馈电路，满足相位平衡条件。 (3)选频电路，振荡器输出所需要的、单一频率的正弦波信号。 (4)稳幅电路，稳定振荡器输出信号的振幅。 13.7.2RC正弦波振荡器 RC正弦波振荡器，如图1329所示。 R R R, 图13.29RC正弦波振荡器 调节Re时R略大于2R1时，电路能形成自激振荡，振荡频率6= 2元RC9 13.7.3LC正弦波振满器 1,变压器反馈式正弦波振荡器 变压器反馈式正弦波振满器，如图13.30所示。 图13.30变压器反馈式正弦波振荡器 集成运放组成放大电路。 正反馈由变压器一次绕组L、二次绕组L之间的互感耦合，L为反馈绕组。 2 L和C,并联谐振组成选频电路。 R为负反馈电阻起稳幅作用。 R为平衡电阻。 C为耦合电容。 振荡频案 2LC: 2.电感三点式正弦波振荡器 电感三点式正弦波振荡器，如图1331所示。 RE 图13.31电感三点式正弦波振荡器 等效电感L(L和L串联)与C并联组成选频电路。 正反馈信号从L,两端取出。 R为负反馈电阻，起稳幅作用。 R为平衡电阻。 C为耦合电容。 振荡频率 2πWLC 3,电容三点式正弦波振荡器 电容三点式正弦波振荡器，如图13.32所示。 图13.32电容三点式正弦波振荡器 反馈信号从C2两端取出。 振满频率 1 6= 2π√LC 式中C为C和C2的串联值。 13.7.4石英晶体正弦波振荡器 1.石英晶体的结构和特性 (1)石英晶体，如图13.33所示。 品片 CRB 引线 460.8K 绝缘体 晶体座 外接线 (a) (6) (e) 图1333石英品体的结构和符号 (2)石英晶体在电路中可等效为一个损耗很小的谐振回路。串联谐振频率f和并联谐振频率∫， 在人和厂范围内，石英晶体呈感性，相当于一个电感元件：在人频率上，石英晶体呈纯电阻性，相 当于一个阻值很小的电阻；在其他频率下，石英晶体呈容性，相当于一个电容元件。 2,石英晶体振荡器 (1)串联型石英晶体振荡器，如图13.34(a)所示。 石英晶体接在正反馈电路中起选频作用，电路振荡颜率为。调节电阻R可获得良好的正弦波输 出。 o+Ucc 0.01uF 0.01正 RE ()申联型石英品体正弦被振荡器 D如 b)并联型石英品体正弦波振荡器 图13.34石英品体正弦波振荡器 (2)并联型石英晶体振荡器，如图13.34(b)所示。 电路的振荡频率在与之间，石英晶体呈感性，相当于一个电感，其工作原理与电容三点式 LC正弦波振荡器相似，振荡频率近似为￡。 【四、小结】 4 1,正弦波振荡器是一种不需外加输入信号也能产生一定颍率和一定幅度正弦信号的正反馈放大 电路。 2,正弦波振荡器的起振条件： (1)振幅平衡条件。反馈信号振幅应与输入信号振幅相等： (2)相位平衡条件。反馈信号的相位应与输入信号的相位相同。 3.正弦波振荡器组成。放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅环节。 4