13.7　正弦波振荡器（课件）- 高一《电工电子技术与技能》同步教学（高教版·第3版）

电工电子技术与技能 13.7 正弦波振荡器 13.7.1正弦波振荡器的基本原理 1.自激振荡的概念 电路中无外加输入信号，而在输出端有一定频率和 幅度的信号输出，这种现象称为电路的自激振荡。 当S合于1时， 输入w经敬大电路 .S 基本放大电路(4) 输出电压了 2 当S合于2时， 正反馈电路(F可 调节反馈参数山=u. 如果=，输出电压。不变。即产生自激振荡。 2.自激振荡的平衡条件 当r=山时，电路能维持振荡。 基本放大电路 Ho u。=A 2 (4) u ug Fuo Ms 正反馈电路 (F) A一基本放大电路的电压放大倍数： F一反馈电路的反馈系数。 则自激振荡器平衡条件：AF=1。 自激振荡器平衡条件AF=1可表示为 (1)振荡的幅值平衡条件：AF=1 即：反馈电压与输入电压的大小相等；U=U (2)振荡的相位平衡条件： p=pa+pr=2nπ (n=1,2,) 输入信号经放大电路的相移量： p 一输出信号经反馈网络产生的相移量。 即：反馈电压与输入电压同相，为正反馈： 结论：自激振荡电路是一个具有足够强正反馈的放 大电路。 3.自激振荡的建立 振荡电路利用外界微弱的干扰信号（如刚接通电源 时各极电压、电流的扰动)作为初始信号，该信号包含 各种频率成分，经放大器放大后，由选频网络选出某 一频率的信号，经正反馈电路送回到输入端、再放大、 再选频、再反馈，使输出信号从无到有，从小到 大，从而建立起振荡。 由于晶体管的非线性及直流电源供给的能量有限，输出 信号不会无限制地增大。 可见，产生自激振荡的条件是：AF≥1。 4.正弦波振荡器的基本组成 (1)放大电路：为满足振幅平衡条件必不可少的电路。 (2)正反馈电路：为满足相位平衡条件必不可少的电路。 (3)选频电路：：为输出单一频率正弦波信号所必须的电路。 正弦波振荡器的类型： RC正弦波振荡器：选频电路由R、C元件组成。 LC正弦波振荡器：选频电路由L、C元件组成。 (4)稳幅电路：保证振荡器输出的信号振幅稳定。 13.7.2RC正弦波振荡器 1.电路组成： 同相比例运放 同相比例运放构成的放 大器； R RC串并联网络构成的正 反馈选频电路。 十 2.振荡频率： R 由振荡条件知： 当R>2R1时， 振荡频率为 f= 正反馈选频电路 2πRC 适用于产生频率小于1000Hz的低频信号。 13.7.3LC正弦波振荡器 由电感L和电容C组成选频电路，利用由LC谐振特 点确定信号输出的频率。 LC正弦波振荡器的类型： 变压器反馈式：选频电路由变压器一次绕组与电容组 成；正反馈电压取自变压器二次绕组。 电感三点式：选频电路由电感与电容组成：正反馈电 压取自部分电感线圈。 电容三点式：选频电路由电感与电容组成；正反馈 电压取自电容。 9 1.变压器反馈式正弦波振荡器 组成： R 集成运放组成放大电路： L1和C2并联谐振电路组成选频 电路；L2为反馈绕组。 R 用瞬时极性法判断满足自激 人人人 振荡的相位平衡条件。 ⊕ 选择合适的匝数比，可满足振幅平衡条件。 1 振荡频率： f0= 2nLIC2 适用于产生频率在几十千赫到几兆赫的低频信号。 10