正弦波振荡器.ppt
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1、第 3 章 正弦波振荡器,概 述,3.1 反馈振荡器的工作原理,3.2 LC 正弦波振荡器,3.3 LC 振荡器的频率稳定度,3.4 晶体振荡器,3.5 RC 正弦波振荡器,3.6 负阻正弦波振荡器,3.7 寄生振荡、间歇振荡和频率占据,正弦波振荡器的振荡原理(振荡三条件), LC三点式振荡电路的组成原则,三点式振荡电路起振条件的工程估算法。,1. 基本要求与基本知识点,正弦波振荡器的振荡原理(振荡三条件)及LC三点式振荡电路的组成原则,三点式振荡电路起振条件的分析方法。,2掌握的基本理论和方法:,概 述,一、与功放比较(从能量角度),1功率放大器,将直流电源提供的直流能量转换为按信号规律变化
2、的交变能量。,特点:被动地,需输入信号控制,2正弦波振荡器(Sinewave Oscillator),将直流能量转换为频率和振幅特定的正弦交变能量。,特点:自动地,无需输入信号控制。,二、正弦波振荡器的应用,1作信号源(本章将讨论),要求:振荡频率和振幅的准确性和稳定性。,2正弦交变能源(本章不讨论),要求:功率足够大,高效。,有源器件特性和振荡原理:反馈振荡器,负阻振荡器,波形:正弦波振荡器;非正弦波振荡器,选频网络:LC振荡器,晶体振荡器,RC振荡器,三、分类,四、振荡的基本原理,LCR 回路的自由振荡,R=0 时,有:,振荡器的振荡频率等于选频回路的中心频率。,获得等幅持续振荡的条件:,
3、1、引入一个负电阻,以抵消LC 回路中固有的正电阻;,2、引入正反馈;,LC 正反馈振荡器必须具备的三个条件:,1、一套振荡回路,包含两个(或两个以上的)异性质储能元件。能量在储能元件间交换,每秒钟能量交换的次数即为振荡器的振荡频率。该频率值取决于LC的值,即该回路决定 f0 ;,2、一个能量来源,即直流电源;,3、一个控制元件(设备),由有源器件和正反馈电路组成。,1组成,主网络与反馈网络构成闭合环路。,图 3-1-1 反馈振荡器的组成方框及相应电路,例:变压器耦合反馈振荡器(交流通路)。,3.1 反馈振荡器的工作原理,2等幅持续振荡的条件, 刚通电时,须经历一段振荡电压从无到有逐步增长的过
4、程。, 进入平衡状态时,振荡电压的振幅和频率要能维持在相应的平衡值上。, 当外界条件不稳时,振幅和频率仍应稳定,而不会产生突变或停止振荡。,闭合环路成为反馈振荡器的三个条件:, 起振条件接通电源后可从无到有建立起振荡。, 平衡条件进入平衡状态后可输出等幅持续振荡。, 稳定条件平衡状态不因外界不稳定因素的影响而受到破坏。,3.1.1 平衡和起振条件,一、起振条件,1分析, 刚通电时, 谐振回路的选频功能, 变压器绕向正确,2起振条件,(1)振幅起振条件,,或环路增益,(2)相位起振条件,T(osc) = A(osc) + f(osc) = 2n (n = 0,1,2,),二、平衡条件,1分析,
5、主网络将输出正弦振荡电压 ,角频率为 。, 所需输入电压 全部由反馈电压 提供,无需外加输入电压。,2平衡条件,由,则: 振幅平衡条件:环路增益的模 T(osc) = 1, 相位平衡条件:环路增益的相角,T(osc) = 2n (n = 0,1,2,),3讨论,反馈振荡器需同时满足起振条件与平衡条件:, 起振时,T(osc) 1,Vi 迅速增长;, 随后,T(osc)下降,Vi 的增长速度变慢;,图 3-1-2, 环路增益的相角 T(osc) 则必须维持在 2n 上。,例变压器耦合反馈振荡器,符合起振与平衡条件对 T(osc) 的要求。, 到 T(osc) = 1 时,Vi 停止增长,振荡器进
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