第四章 调谐放大器和正弦波振荡器（课件）西科大版

【任务目标】 项目四 调谐放大器和正弦波振荡器 1.调谐放大器； 2.正弦波振荡器； 3.搭建、调试RC正弦波振荡器电路； 4.搭建、调试桥式信号发生器。 4.1 调谐放大器 4.1.1 调谐放大器 （1）定义： 具有选频放大能力的放大电路。 （2）组成：由放大器和选频电路两部分组成。 调谐放大器： （3）功能：选频和放大。 1、LC并联电路： （4）应用：无线电发射及接收设备 （1）定义： 具有选频放大能力的放大电路。 （2）组成：由放大器和选频电路两部分组成。 （3）功能：选频和放大。 （4）应用：无线电发射及接收设备 f Z 图4.4.1 LC并联电路 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 （1）阻抗频率特性 是描述信号频率f的变化，回路阻抗Z将跟着变化的特性。 当信号频率 f 和 LC回路固有频率 f0 相等时，电路发生谐振，其谐振频率为： 图4.4.2 抗频率特性 由图特性曲线可知： 元件L、C选为定值时，f0 是一个常数。 当 f =f0 (即谐振频率)时，电路阻抗最大，总电流最小； 当 f <f0 或 f >f0 时, 电路失谐，阻抗小。 （2）相位频率特性 显示了LC并联电路两端电压v和流进并联电路的电流i之间的相位角之差φ随着信号频率f变化的特性。 当 f =f0 时，φ =0，并联电路呈纯阻性; 当 f <f0 时，φ>0，并联电路呈感性; 当 f >f0 时, φ <0, 并联电路呈容性。 图4.4.3 相位率特性 由图特性曲线可知： LC并联电路随频率的变化表现出不同的性质。 （3）选频特性 显示了了LC并联电路具有区别不同频率信号的能力，即具有选频特性。 阻频特性和相频特性统称为LC并联电路的频率特性。 图4.4.4 阻抗特性与Q值的关系 从上式中可知： R越小，Q值越大，阻抗频率特性曲线越尖锐，LC并联回路选频能力越强；反之，选频能力越弱；如图。 4.1.2 单回路调谐放大器 两种基本的调谐放大器： 一是单回路调谐放大器，二是双回路调谐放大器 图4.4.4 单回路调谐放大器 它与一般的低频放大电路相仿，仅仅把集电极负载电阻Rc改为LC并联回路，并利用它的谐振特性来完成其选频作用。 输人信号Vi经T1通过Cb和Ce送到晶体管的b、e极之间，放大后的信号由变压器T2耦合输出。使用抽头和变压器的作用主要是减少外界对谐振回路的影响，保证有高的Q值。 单回路调谐放大器工作原理： 优点：电路简单稳定，调整方便； 缺点：失真大（与最理想放大器谐振曲线是矩形，差距较大） 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 4.2 正弦波振荡器 4.2.1 自激振荡的工作原理 1.自激振荡现象： 在报告会或演唱会上，常常会遇到一种情况，就是喇叭里突然发出刺耳的尖叫。这种现象的原理在物理学上叫“自激”，是把喇叭的声音传到麦克风里，再经过扩音器中三极管数百倍的放大，在喇叭中传出更大的声音，然后这些声音又被送进了麦克风，又经过数百倍的放大，又在喇叭中播出来……这样一直重复下去，形成正反馈，最后就形成尖叫声音。 如果在放大器的输入端不加输入信号，输出端仍有一定的幅值和频率的输出信号，这种现象就是自激振荡。 正弦波振荡器：是指不外加激励信号，而输出不同频率正弦信号的自激振荡电路。 图4.4.5 啸叫的原理 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2.自激振荡的条件： 在不断放大→反馈→选频→放大→反馈→选频…的过程中，振荡就可以自行建立起来。这个过程可简述为： 电干扰→放大→选频→正反馈→放大→选频→正反馈→… 显然，建立过程中，每一次反馈回来的信号都比前一次大。那么，振荡输出会不会无休止的增长呢？ 图4.4.6 自激振荡方框图 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 通电源的瞬间，总会有通电瞬间的电冲击、电干扰、晶体管的热噪声等，尽管这些噪声很微弱，也不是单一频率的正弦波，但却是由许多不同频率的正弦波叠加组合而成的。在不断放大→反馈→选频→放大→反馈→选频…的过程中，振荡就可以自行建立起来。这个过程可简述为： 电干扰→放大→选频→正反馈→放大→选频→正反馈→… 显然，建立过程中，每一次反馈回来的信号都比前一次大。那么，振荡输出会不会无休止的增长呢？ 振荡电路要产生自振荡须同时满足下列两个条件： 1）相位平衡条件 反馈信号Vf的相位与输入信号Vi相位相同，即为正反馈，相位差是 180º 的偶数倍，即　 Φ= 2nπ（n=0,1,2,3···） 其中， Φ为 Vf与 Vi 的相位差，n 是整数。 2）振幅平衡条件 假设输入电压Vi通过放