正弦波振荡电路PPT课件.ppt

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1、1第四节第四节 石英晶体正弦波振荡石英晶体正弦波振荡电路电路第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路第一节第一节 自激振荡自激振荡2一、自激振荡平衡条件一、自激振荡平衡条件二、振荡的建立与稳定二、振荡的建立与稳定三、正弦波振荡电路的基本三、正弦波振荡电路的基本组成部分组成部分3 正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路用来产生一定频率用来产生一定频率用来产生一定频率用来产生一定频率和幅度的和幅度的和幅度的和幅度的正弦交流信号的电子电路。正弦交流信号的电子电路。正弦交流信号的电子电路。正弦交流信号的电子电路。广泛应用：广

2、泛应用：广泛应用：广泛应用：在无线电技术、在无线电技术、测量、控制测量、控制技术、技术、工业生产和日常生活中工业生产和日常生活中,用作高频用作高频用作高频用作高频信号源、信号源、信号源、信号源、加工设备中的高频能源，如高频加工设备中的高频能源，如高频加热炉、超声波压焊机等。加热炉、超声波压焊机等。分类：分类：电容三点式电容三点式电容三点式电容三点式三点式三点式三点式三点式电感三点式电感三点式电感三点式电感三点式变压器反馈式变压器反馈式变压器反馈式变压器反馈式LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路RCRC正弦波振荡电路：正弦波振荡电路：正弦波振荡电路：正弦波振荡电路：R

3、CRC桥式振荡电路桥式振荡电路桥式振荡电路桥式振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路概述概述第一节第一节第一节第一节 自激振荡自激振荡自激振荡自激振荡4第一节第一节第一节第一节 自激振荡自激振荡自激振荡自激振荡 自激振荡自激振荡自激振荡自激振荡不需外加输入信号，本身就不需外加输入信号，本身就不需外加输入信号，本身就不需外加输入信号，本身就能产生交流信号的电路。能产生交流信号的电路。能产生交流信号的电路。能产生交流信号的电路。AuFFui+-uO+-+-将反馈信将反馈信将反馈信将反馈信号代替外号代替外号代替外号代替外加信号加信号加信号加信

4、号u uF F代替代替代替代替u ui i必须满足必须满足必须满足必须满足u uF F与与与与u ui i相位相同（正反馈）相位相同（正反馈）相位相同（正反馈）相位相同（正反馈）u uF F与与与与u ui i幅度相等幅度相等幅度相等幅度相等5第一节第一节第一节第一节 自激振荡自激振荡自激振荡自激振荡UO与与Ui的的相位相位差差UF与与UO的相位差的相位差UF与与Ui的相位差的相位差u uF F代替代替代替代替u ui i必须满足必须满足必须满足必须满足u uF F与与与与u ui i相位相同（正反馈）相位相同（正反馈）相位相同（正反馈）相位相同（正反馈）u uF F与与与与u ui i幅度相

5、等幅度相等幅度相等幅度相等一、自激振荡平衡条件一、自激振荡平衡条件6第一节第一节第一节第一节 自激振荡自激振荡自激振荡自激振荡2.2.相位平衡条件：相位平衡条件：相位平衡条件：相位平衡条件：即即:UF与与U i 同同相相1.1.1.1.幅度平衡条件：幅度平衡条件：幅度平衡条件：幅度平衡条件：即：即：UF=U iUF与与Ui的相位差的相位差 结论：结论：结论：结论：对于任何类型的振荡器，只有这两对于任何类型的振荡器，只有这两对于任何类型的振荡器，只有这两对于任何类型的振荡器，只有这两个条件同时满足，个条件同时满足，个条件同时满足，个条件同时满足，振荡才能维持。振荡才能维持。振荡才能维持。振荡才能

6、维持。7第一节第一节第一节第一节 自激振荡自激振荡自激振荡自激振荡 1.1.1.1.初始信号由来：初始信号由来：初始信号由来：初始信号由来：接通电源瞬间，有一个接通电源瞬间，有一个接通电源瞬间，有一个接通电源瞬间，有一个电冲击，激起微弱的信号电冲击，激起微弱的信号电冲击，激起微弱的信号电冲击，激起微弱的信号,包含丰富的频率成包含丰富的频率成包含丰富的频率成包含丰富的频率成分。分。分。分。2.2.2.2.起振：起振：起振：起振：选频放大。选频放大。选频放大。选频放大。二、振荡的建立与稳定二、振荡的建立与稳定 为保证单一频率的正弦波，为保证单一频率的正弦波，为保证单一频率的正弦波，为保证单一频率的

7、正弦波，振荡器要具有振荡器要具有振荡器要具有振荡器要具有选频特性。只有某一特定频率选频特性。只有某一特定频率选频特性。只有某一特定频率选频特性。只有某一特定频率f f0 0的信号满足的信号满足的信号满足的信号满足自激振荡条件自激振荡条件自激振荡条件自激振荡条件,从初始信号中挑选出来。从初始信号中挑选出来。从初始信号中挑选出来。从初始信号中挑选出来。起振条件：起振条件：起振条件：起振条件：即：即：UFU if f0 0的信号的信号的信号的信号放大放大放大放大输出输出输出输出反馈反馈反馈反馈放大放大放大放大8第一节第一节第一节第一节 自激振荡自激振荡自激振荡自激振荡OiCuCE 3.3.3.3.稳

8、幅：稳幅：稳幅：稳幅：当信号幅度增大到一定幅度时，当信号幅度增大到一定幅度时，当信号幅度增大到一定幅度时，当信号幅度增大到一定幅度时，进入三极管的非线性区，电压放大倍数进入三极管的非线性区，电压放大倍数进入三极管的非线性区，电压放大倍数进入三极管的非线性区，电压放大倍数A A降降降降低，低，低，低，振荡振荡振荡振荡幅度自动稳定在某一值上。幅度自动稳定在某一值上。幅度自动稳定在某一值上。幅度自动稳定在某一值上。RSuSRCuORB1RB2RFCF+UCCT起振起振起振起振增幅增幅增幅增幅稳幅稳幅稳幅稳幅9第一节第一节第一节第一节 自激振荡自激振荡自激振荡自激振荡2.2.2.2.反馈网络：反馈网络

9、反馈网络：反馈网络：形成正反馈，满足相位条件形成正反馈，满足相位条件形成正反馈，满足相位条件形成正反馈，满足相位条件。保证产生单一频率的正弦波。保证产生单一频率的正弦波。1.1.1.1.放大电路：放大电路：放大电路：放大电路：3.3.3.3.选频电路：选频电路：选频电路：选频电路：供能源，放大，设置合适的供能源，放大，设置合适的供能源，放大，设置合适的供能源，放大，设置合适的Q Q点点点点。三、正弦波振荡电路的基本组成部分三、正弦波振荡电路的基本组成部分RCRC振荡电路：振荡电路：振荡电路：振荡电路：振荡振荡振荡振荡频率低频率低，1MHz以下以下按选频网络类型分：按选频网络类型分：按选频网络

10、类型分：按选频网络类型分：石英晶体振荡电路：石英晶体振荡电路：石英晶体振荡电路：石英晶体振荡电路：振荡振荡振荡振荡频率稳定频率稳定LCLC振荡电路振荡电路振荡电路振荡电路:振荡振荡振荡振荡频率高频率高，1MHz以上以上10一、一、RC串并联选频电路的选串并联选频电路的选频特性频特性二、二、RC桥式振荡电路桥式振荡电路三、应用举例三、应用举例11第二节第二节第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路种类种类种类种类:RCRC桥式振荡电路。桥式振荡电路。桥式振荡电路。桥式振荡电路。选选选选频电路频电路频电路频电路:RCRC串并联选频电路。串并联选频电路。串并联选

11、频电路。串并联选频电路。若频率过低，所需的若频率过低，所需的若频率过低，所需的若频率过低，所需的L L和和和和C C值很大，这将使值很大，这将使值很大，这将使值很大，这将使振荡电路结构不合理、经济不合算，而且性振荡电路结构不合理、经济不合算，而且性振荡电路结构不合理、经济不合算，而且性振荡电路结构不合理、经济不合算，而且性能变坏。能变坏。能变坏。能变坏。LC振荡频率振荡频率：概述概述12幅频特性幅频特性相频特性相频特性C2R2R1C1U1+-U2+-900+90一、一、一、一、RCRC串并联选频电路的选频特性串并联选频电路的选频特性结论：结论：f013f0fU2oof 在在在在频率频率频率频率

12、f f0 0处处处处，U U2 2 最大最大最大最大,=0=0，只有只有只有只有f f=f f0 0一个频率满足振荡条件一个频率满足振荡条件一个频率满足振荡条件一个频率满足振荡条件。与与与与 之间之间之间之间的相移的相移的相移的相移U2U1第二节第二节第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路13(R1=R2=R，C1=C2=C)RCRC串并联选频电路的谐振频率串并联选频电路的谐振频率谐振时：谐振时：C2R2R1C1U1+-U2+-第二节第二节第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路14二、二、RC桥式振荡电路桥式振荡电

13、路1.1.电路构成电路构成分立元件电路构成分立元件电路构成第二节第二节第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路15RCRC串并联电路串并联电路串并联电路串并联电路 同相比例放大电路同相比例放大电路同相比例放大电路同相比例放大电路集成运放电路构成集成运放电路构成Uf+-RCCRUO+-Ui+-UpUORRCCR1Rf+_+ARfR1+_+A第二节第二节第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路16UpUORRCCR1Rf+_+AR1RRfCRC+_+A组成组成组成组成电桥电桥电桥电桥UO正反馈正反馈正反馈正反馈支路支路支路

14、支路负反馈负反馈负反馈负反馈支路支路支路支路第二节第二节第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路17同同相相 0移移相相 0同同相相 0相位条件相位条件2.2.相位条件相位条件Uf+-Uo+-Ui+-UiUo同相比例电路同相比例电路同相比例电路同相比例电路RCRC串并联电路串并联电路串并联电路串并联电路UfRfR1+_+ARCCR 在在在在f=ff=f0 0 处处处处 ,与与与与 同相。同相。同相。同相。只有一个频率能满足只有一个频率能满足只有一个频率能满足只有一个频率能满足相位条件相位条件相位条件相位条件（正反馈），（正反馈），（正反馈），（正反馈），R

15、C网络产生相移网络产生相移 =0。UoUi第二节第二节第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路18幅度条件：幅度条件：幅度条件：幅度条件：A=33.3.3.3.幅值条件幅值条件幅值条件幅值条件因为因为因为因为AFAF=1=1，F F=1/3=1/3，则则则则A A=3=3。所以取所以取所以取所以取R Rf f 2 2R R1 1。4.4.4.4.估算振荡频率估算振荡频率估算振荡频率估算振荡频率为为为为RCRC串并联网络的串并联网络的串并联网络的串并联网络的f f0 0。对于同相比例运放：对于同相比例运放：对于同相比例运放：对于同相比例运放：第二节第二节第二

16、节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路195.5.自动稳幅措施自动稳幅措施反馈电阻反馈电阻RF采用热敏电阻。采用热敏电阻。负负温度系数：温度系数：Ta RfUo 大大Uo 设想使设想使 时时，Auf 小小，即反馈小即反馈小，维持维持 不变。不变。UoUoRf 功耗大功耗大TaRfAufUf+-Uo+-Ui+-RfR1+_+ARCCR热敏热敏热敏热敏电阻电阻电阻电阻第二节第二节第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路20三、应用举例三、应用举例XB18型信号发生器中的音频振荡电路型信号发生器中的音频振荡电路第二节第二节第二

17、节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路21XB18型信号发生器中的型信号发生器中的音频振荡电路方框图音频振荡电路方框图第二节第二节第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路22（一）组成（一）组成属于桥式属于桥式RC振荡电路。振荡电路。共发射极放大级共发射极放大级共发射极放大级共发射极放大级T T1 1，其输出电压相移为，其输出电压相移为，其输出电压相移为，其输出电压相移为1801800 0。1.1.1.1.振荡器的放大部分：振荡器的放大部分：振荡器的放大部分：振荡器的放大部分：T T1 1T T4 4。2.T2.T5 5

18、射极输出器：射极输出器：射极输出器：射极输出器：减小负载对振荡器的影响。减小负载对振荡器的影响。减小负载对振荡器的影响。减小负载对振荡器的影响。3.3.负反馈电路中采用负反馈电路中采用负反馈电路中采用负反馈电路中采用热敏电阻热敏电阻热敏电阻热敏电阻。提高了振荡提高了振荡提高了振荡提高了振荡器的稳定性。器的稳定性。器的稳定性。器的稳定性。无变压器推挽输出级无变压器推挽输出级无变压器推挽输出级无变压器推挽输出级T T3 3、T T4 4。倒相管倒相管倒相管倒相管T T2 2。T T2 2的输入与的输入与的输入与的输入与T T3 3、T T4 4的输出相位差为的输出相位差为的输出相位差为的输出相位差

19、为1801800 0。4.4.T T1 1采用自举电路：采用自举电路：采用自举电路：采用自举电路：提高了输入阻抗，减少了输提高了输入阻抗，减少了输提高了输入阻抗，减少了输提高了输入阻抗，减少了输入阻抗对选频网络的影响。入阻抗对选频网络的影响。入阻抗对选频网络的影响。入阻抗对选频网络的影响。第二节第二节第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路23 （三）调整：（三）调整：（三）调整：（三）调整：满足自激振荡条件：满足自激振荡条件：满足自激振荡条件：满足自激振荡条件：T T1 1T T4 4组成的多级放组成的多级放组成的多级放组成的多级放大器中，输入与输出的总

20、相位移为大器中，输入与输出的总相位移为大器中，输入与输出的总相位移为大器中，输入与输出的总相位移为3603600 0。经。经。经。经过过过过RCRC串并联选频网络反馈到输入端为正反馈，串并联选频网络反馈到输入端为正反馈，串并联选频网络反馈到输入端为正反馈，串并联选频网络反馈到输入端为正反馈，满足自激振荡条件，满足自激振荡条件，满足自激振荡条件，满足自激振荡条件，产生振荡。产生振荡。产生振荡。产生振荡。（二）工作情况（二）工作情况（二）工作情况（二）工作情况 振荡器的频率为振荡器的频率为振荡器的频率为振荡器的频率为20Hz20Hz20kHz20kHz，分成，分成，分成，分成3 3 3 3个个个个

21、波段。波段。波段。波段。用波段开关切换电容进行粗调；每个用波段开关切换电容进行粗调；每个用波段开关切换电容进行粗调；每个用波段开关切换电容进行粗调；每个波段用一个双连电位器连续进行细调。波段用一个双连电位器连续进行细调。波段用一个双连电位器连续进行细调。波段用一个双连电位器连续进行细调。第二节第二节第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路24实验十实验十 RCRC桥式正弦波振荡电路桥式正弦波振荡电路桥式正弦波振荡电路桥式正弦波振荡电路EDA实验实验 链接链接EDA10实验目的：实验目的：实验目的：实验目的：RCRC桥式正弦波振荡电路桥式正弦波振荡电路桥式正

22、弦波振荡电路桥式正弦波振荡电路的输出的输出波形。波形。实验步骤：实验步骤：实验步骤：实验步骤：用示波器观察用示波器观察用示波器观察用示波器观察输出波形。输出波形。建立电路建立电路建立电路建立电路：1.1.组成组成组成组成RCRC桥式正弦波振荡器。桥式正弦波振荡器。桥式正弦波振荡器。桥式正弦波振荡器。2.2.2.2.采用二极管稳幅电路。采用二极管稳幅电路。采用二极管稳幅电路。采用二极管稳幅电路。3.3.无无无无输入信号。输入信号。输入信号。输入信号。第二节第二节第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路25EDA实验实验RC桥式正弦波振荡器桥式正弦波振荡器第二

23、节第二节第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路26EDA实验实验实验数据实验数据实验数据实验数据：结结结结 论论论论:自行产生自行产生正弦波正弦波。第二节第二节第二节第二节 RCRC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路27一、变压器反馈式振荡电路一、变压器反馈式振荡电路二、三点式振荡电路二、三点式振荡电路三、应用举例三、应用举例28第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路1.1.1.1.选频电路：选频电路：选频电路：选频电路：LCLC并谐回路。并谐回路。并谐回路。并谐回路。2.2.2.

24、2.分类：分类：分类：分类：电容三点式电容三点式电容三点式电容三点式三点式三点式三点式三点式电感三点式电感三点式电感三点式电感三点式变压器反馈式变压器反馈式变压器反馈式变压器反馈式概述概述 3.3.3.3.应用：应用：应用：应用：振荡振荡振荡振荡频率高，一般可达频率高，一般可达频率高，一般可达频率高，一般可达100MHz100MHz以上。以上。以上。以上。常用来产生高频正弦信号，一般在数百常用来产生高频正弦信号，一般在数百常用来产生高频正弦信号，一般在数百常用来产生高频正弦信号，一般在数百kHzkHz以上，例如收音机和电视机中所需要的本以上，例如收音机和电视机中所需要的本以上，例如收音机和电视

25、机中所需要的本以上，例如收音机和电视机中所需要的本机振荡。机振荡。机振荡。机振荡。291.1.1.1.电路组成电路组成电路组成电路组成一、变压器反馈式振荡电路一、变压器反馈式振荡电路(a)(a)分立元件构成分立元件构成的的振荡振荡回路回路uORB1RB2+UCCRECELCTLFuF+uBE+C1f0LC选频回路选频回路LF反馈线圈反馈线圈C1隔直电容，防止隔直电容，防止L1将直流将直流be短路。短路。什么是同名端什么是同名端什么是同名端什么是同名端?+-+-I1 I2N1N2R(b)(b)振荡振荡回路线圈的接法回路线圈的接法第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波

26、振荡电路正弦波振荡电路302.2.2.2.选频网络的作用选频网络的作用选频网络的作用选频网络的作用f0fLCLC并谐回路并谐回路并谐回路并谐回路回路的谐振频率为回路的谐振频率为回路的谐振频率为回路的谐振频率为:当外加信号频率当外加信号频率当外加信号频率当外加信号频率f=ff=f0 0时，产生并联谐振。时，产生并联谐振。时，产生并联谐振。时，产生并联谐振。此时此时此时此时回路的等效阻抗为纯阻性质，且阻抗最大。回路的等效阻抗为纯阻性质，且阻抗最大。回路的等效阻抗为纯阻性质，且阻抗最大。回路的等效阻抗为纯阻性质，且阻抗最大。复习复习uO+-CL固有振荡频率固有振荡频率固有振荡频率固有振荡频率外加信号

27、频率外加信号频率外加信号频率外加信号频率振荡频率振荡频率振荡频率振荡频率：第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路31并联谐振频率并联谐振频率：品质因数：品质因数：ICLR回路回路回路回路损耗损耗损耗损耗Q值愈大，选频特性愈好。值愈大，选频特性愈好。第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路32f0uOL1uFC1RB1RB2RECELC+UCCT3.3.3.3.振荡的建立与稳定振荡的建立与稳定振荡的建立与稳定振荡的建立与稳定初始信号初始信号初始信号初始信号选频放大选频放大选频放大选频放大反馈电压

28、反馈电压反馈电压反馈电压等幅正弦等幅正弦等幅正弦等幅正弦波振荡波振荡波振荡波振荡第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路33二、三点式振荡电路二、三点式振荡电路电路演变电路演变L1CbRB1RB2RECELC+UCCT自耦变压器自耦变压器Ceb+UCCC2C1RB1RECERB2RCTL1CL2第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路34（1 1）电路组成）电路组成反馈电压取自反馈电压取自L21.1.1.1.电感三点式电感三点式电感三点式电感三点式（哈特莱）（哈特莱）L L1 1、L L2 2、

29、C C选频回路。选频回路。选频回路。选频回路。L L2 2反馈线圈。反馈线圈。反馈线圈。反馈线圈。C C1 1隔直电容，防止隔直电容，防止隔直电容，防止隔直电容，防止L L2 2将将将将b be e短路。短路。短路。短路。C C2 2隔直电容，防止隔直电容，防止隔直电容，防止隔直电容，防止L L1 1将将将将C Ce e短路。短路。短路。短路。CebL1CL2C1C2RB1RECeRB2RC+UCCT电路的直流有电路的直流有电路的直流有电路的直流有何问题？何问题？何问题？何问题？第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路35方法一：方法一：方法一

30、方法一：瞬时极性法；瞬时极性法；瞬时极性法；瞬时极性法；（3 3 3 3）振荡频率）振荡频率）振荡频率）振荡频率接接接接e e e e极的那一点到另外极的那一点到另外极的那一点到另外极的那一点到另外两点，分别接同性电抗两点，分别接同性电抗两点，分别接同性电抗两点，分别接同性电抗方法二：方法二：方法二：方法二：简易判别法。简易判别法。简易判别法。简易判别法。+-+-（2 2 2 2）相位条件）相位条件）相位条件）相位条件+-+CebL1CL2C1C2RB1RECERB2RC+UCCTL L2 2、L L1 1是同性电抗，是同性电抗，是同性电抗，是同性电抗，又流过同一电流，所又流过同一电流，所又

31、流过同一电流，所又流过同一电流，所以电压相位相同以电压相位相同以电压相位相同以电压相位相同i i第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路362.2.2.2.电容三点式电容三点式电容三点式电容三点式 (考尔毕兹考尔毕兹考尔毕兹考尔毕兹)反馈电压取自反馈电压取自C2 2L L、C C1 1、C C2 2选频选频选频选频回路。回路。回路。回路。C C2 2反馈电容。反馈电容。反馈电容。反馈电容。C C3 3隔直电容，防隔直电容，防隔直电容，防隔直电容，防止止止止L L将将将将C Ce e短路。短路。短路。短路。（1 1）电路组成）电路组成CebC3作

32、用？作用？LC1C2C3RB1RECERB2RC+UCCT第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路37+-+-接接接接e e e e极的那一点到另外极的那一点到另外极的那一点到另外极的那一点到另外两点，分别接同性电抗两点，分别接同性电抗两点，分别接同性电抗两点，分别接同性电抗（2 2 2 2）相位条件）相位条件）相位条件）相位条件Ceb+-方法一：方法一：方法一：方法一：瞬时极性法；瞬时极性法；瞬时极性法；瞬时极性法；方法二：方法二：方法二：方法二：简易判别法。简易判别法。简易判别法。简易判别法。i iC C2 2、C C1 1是同性电抗，是同

33、性电抗，是同性电抗，是同性电抗，又流过同一电流，所又流过同一电流，所又流过同一电流，所又流过同一电流，所以，电压相位相同以，电压相位相同以，电压相位相同以，电压相位相同LC1C2RB1RECERB2RC+UCCTC3第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路38（4 4 4 4）优点：）优点：）优点：）优点：电容上取反电容上取反电容上取反电容上取反馈电压，对于高次谐波馈电压，对于高次谐波馈电压，对于高次谐波馈电压，对于高次谐波的容抗小，反馈小，输的容抗小，反馈小，输的容抗小，反馈小，输的容抗小，反馈小，输出波形好。出波形好。出波形好。出波形好。（

34、3 3 3 3）振荡频率）振荡频率）振荡频率）振荡频率CebLC1C2RB1RECERB2RC+UCCTC3第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路39T电容电容三点三点式振荡电路式振荡电路Cbe作业讨论作业讨论接接接接e e e e极的那一点到另外极的那一点到另外极的那一点到另外极的那一点到另外两点，分别接同性电抗两点，分别接同性电抗两点，分别接同性电抗两点，分别接同性电抗反馈反馈电容电容方法一：方法一：方法一：方法一：瞬时极性法；瞬时极性法；瞬时极性法；瞬时极性法；方法二：方法二：方法二：方法二：简易判别法。简易判别法。简易判别法。简易判别

35、法。第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路403.3.3.3.改进型电容三点式振荡器改进型电容三点式振荡器改进型电容三点式振荡器改进型电容三点式振荡器(克拉泼克拉泼克拉泼克拉泼)（1 1 1 1）问题的提出）问题的提出）问题的提出）问题的提出 分布电容分布电容分布电容分布电容C Ci i、C COO与与与与C C1 1、C C2 2并联并联并联并联做为总做为总做为总做为总C C的一的一的一的一部分影响部分影响部分影响部分影响f f0 0。易受易受易受易受T Ta a等影响，等影响，等影响，等影响，影响了频率稳定度。影响了频率稳定度。影响了频率

36、稳定度。影响了频率稳定度。（2 2 2 2）改进方法）改进方法）改进方法）改进方法L L支路串一小电容。支路串一小电容。支路串一小电容。支路串一小电容。C3LC1C2C Ci iC COOCRB1RECERB2RC+UCCT第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路41C C总为总为总为总为C COOC C1 1，C Ci iC C2 2与与与与C C三者串联三者串联三者串联三者串联，令令令令C C C C1 1C COO，C C C Ci iC C2 2，所以所以所以所以f f0 0取决于取决于取决于取决于C C与与与与L L，消除了消除了消除

37、了消除了C Ci i、C COO对对对对f f0 0影响影响影响影响，提高了频率稳定度。提高了频率稳定度。提高了频率稳定度。提高了频率稳定度。则：则：则：则：C C总总总总 C C。C3LC1C2CiCOCRB1RECERB2RC+UCCT第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路42RF+_+R1uOC1C2C1L由运放组成的克拉泼振荡电路由运放组成的克拉泼振荡电路由运放组成的克拉泼振荡电路由运放组成的克拉泼振荡电路正反馈正反馈正反馈正反馈支路支路支路支路负反馈负反馈负反馈负反馈支路支路支路支路调节频率调节频率调节频率调节频率反馈电反馈电反馈电

38、反馈电容容容容第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路43它与运动的被测金属体接近到一定距离时它与运动的被测金属体接近到一定距离时它与运动的被测金属体接近到一定距离时它与运动的被测金属体接近到一定距离时（不需直接接触）就能发出动作信号。（不需直接接触）就能发出动作信号。（不需直接接触）就能发出动作信号。（不需直接接触）就能发出动作信号。三、应用举例三、应用举例感应头感应头感应头感应头接线端接线端接线端接线端第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路（一）（一）晶体管晶体管接近开关电路接近开关电路4

39、4放大电路放大电路放大电路放大电路T T1 11.组成组成 线圈线圈线圈线圈L L1 1、L L2 2、L L3 3绕在同一绕在同一绕在同一绕在同一磁芯上，组成感应头。磁芯上，组成感应头。磁芯上，组成感应头。磁芯上，组成感应头。输出线圈输出线圈输出线圈输出线圈L L3 3选频电路选频电路选频电路选频电路L L2 2、C C2 2反馈线圈反馈线圈反馈线圈反馈线圈L L1 1变压器反馈式变压器反馈式变压器反馈式变压器反馈式LCLC振荡电路振荡电路振荡电路振荡电路反馈反馈反馈反馈线圈线圈线圈线圈输出输出输出输出线圈线圈线圈线圈振荡振荡振荡振荡线圈线圈线圈线圈感应头感应头感应头感应头第三节第三节第三节

40、第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路45当金属体逐渐接近感应头时当金属体逐渐接近感应头时当金属体逐渐接近感应头时当金属体逐渐接近感应头时，金属体因进入高，金属体因进入高，金属体因进入高，金属体因进入高频磁场而产生涡流，金属体内有能量消耗。当金频磁场而产生涡流，金属体内有能量消耗。当金频磁场而产生涡流，金属体内有能量消耗。当金频磁场而产生涡流，金属体内有能量消耗。当金属体接近到某一位置时，使振荡电路无法补偿金属体接近到某一位置时，使振荡电路无法补偿金属体接近到某一位置时，使振荡电路无法补偿金属体接近到某一位置时，使振荡电路无法补偿金属体中的涡流损耗而被迫停振，

41、属体中的涡流损耗而被迫停振，属体中的涡流损耗而被迫停振，属体中的涡流损耗而被迫停振，L L3 3上上上上没有高频交没有高频交没有高频交没有高频交流电压输出，流电压输出，流电压输出，流电压输出，T T2 2就截止，此时就截止，此时就截止，此时就截止，此时U UCE2CE212V12V，耦合至，耦合至，耦合至，耦合至T T3 3的基极，的基极，的基极，的基极，T T3 3饱和导通，继电器线圈饱和导通，继电器线圈饱和导通，继电器线圈饱和导通，继电器线圈KAKA通电动通电动通电动通电动作。作。作。作。2.工作情况工作情况 当金属体远离感应头时，当金属体远离感应头时，当金属体远离感应头时，当金属体远离感

42、应头时，振荡电路维持振荡，振荡电路维持振荡，振荡电路维持振荡，振荡电路维持振荡，L L3 3上输出高频正弦波电压，经二极管上输出高频正弦波电压，经二极管上输出高频正弦波电压，经二极管上输出高频正弦波电压，经二极管D D整流后，整流后，整流后，整流后，在在在在R R3 3上获得一直流电压上获得一直流电压上获得一直流电压上获得一直流电压,使使使使T T2 2饱和导通，饱和导通，饱和导通，饱和导通，T T2 2的的的的U UCE2CE20000，耦合至，耦合至，耦合至，耦合至T T3 3 3 3的基极，使的基极，使的基极，使的基极，使T T3 3截止。因此，截止。因此，截止。因此，截止。因此，射极输

43、出器无输出电压，接在输出端的继电器射极输出器无输出电压，接在输出端的继电器射极输出器无输出电压，接在输出端的继电器射极输出器无输出电压，接在输出端的继电器KAKA的线圈不通电，不动作。的线圈不通电，不动作。的线圈不通电，不动作。的线圈不通电，不动作。第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路46_+RF1uoR1CCRfD1D1RF2R28R27R26R25R24R23R22R21R212345176功率放功率放大器大器可调可调第三节第三节第三节第三节 LCLC正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路（二）（二）电子琴电路电子琴电

44、路4748第四节第四节第四节第四节 石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路要求较高的场合均采用石英晶体振荡器要求较高的场合均采用石英晶体振荡器要求较高的场合均采用石英晶体振荡器要求较高的场合均采用石英晶体振荡器 。（一）基本知识（一）基本知识2.2.2.2.石英晶体振荡器的结构石英晶体振荡器的结构石英晶体振荡器的结构石英晶体振荡器的结构 二氧化硅二氧化硅二氧化硅二氧化硅SiOSiO2 2晶体晶体晶体晶体切片切片切片切片敷金属敷金属敷金属敷金属膜并引出电极膜并引出电极膜并引出电极膜并引出电极装上外壳装上外壳装上外壳装上外壳 1.1.1.1.频率相

45、对偏移率频率相对偏移率频率相对偏移率频率相对偏移率/0 0 ：衡量频率稳定的程度。衡量频率稳定的程度。衡量频率稳定的程度。衡量频率稳定的程度。频频率偏移量，率偏移量，率偏移量，率偏移量，0 0 振振振振荡频荡频率。率。率。率。RCRC振荡器在振荡器在振荡器在振荡器在10103 3以上以上以上以上LCLC振荡器在振荡器在振荡器在振荡器在10104 4左右左右左右左右石英晶体石英晶体石英晶体石英晶体振荡器可达振荡器可达振荡器可达振荡器可达10109 91010111149第四节第四节第四节第四节 石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路结构示意图结构

46、示意图结构示意图结构示意图3.3.符号：符号：注意：注意：注意：注意：石英晶体振荡器的石英晶体振荡器的石英晶体振荡器的石英晶体振荡器的标称频率是指接入规定的外标称频率是指接入规定的外标称频率是指接入规定的外标称频率是指接入规定的外接电容接电容接电容接电容C CL L(负载电容负载电容负载电容负载电容)后的谐后的谐后的谐后的谐振频率。使用中需微调振频率。使用中需微调振频率。使用中需微调振频率。使用中需微调C CL L。CL50第四节第四节第四节第四节 石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路4.4.4.4.石英晶体的主要特性石英晶体的主要特性石英晶

47、体的主要特性石英晶体的主要特性压电效应压电效应压电效应压电效应 两个电极上加交变电压两个电极上加交变电压两个电极上加交变电压两个电极上加交变电压机械振动机械振动机械振动机械振动产生交产生交产生交产生交变电场变电场变电场变电场在电极上出现交变电压在电极上出现交变电压在电极上出现交变电压在电极上出现交变电压 当外加交变电压的频率与晶片本身固有振动当外加交变电压的频率与晶片本身固有振动当外加交变电压的频率与晶片本身固有振动当外加交变电压的频率与晶片本身固有振动频率相等时，机械振动的振幅和它产生的交流频率相等时，机械振动的振幅和它产生的交流频率相等时，机械振动的振幅和它产生的交流频率相等时，机械振动的

48、振幅和它产生的交流电压的幅值都会大幅度增加。电压的幅值都会大幅度增加。电压的幅值都会大幅度增加。电压的幅值都会大幅度增加。晶片振动频率仅决定于晶片的外形、尺寸晶片振动频率仅决定于晶片的外形、尺寸晶片振动频率仅决定于晶片的外形、尺寸晶片振动频率仅决定于晶片的外形、尺寸和切割方式和切割方式和切割方式和切割方式,因此因此因此因此,频率稳定度高。频率稳定度高。频率稳定度高。频率稳定度高。51第四节第四节第四节第四节 石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路1.1.并联晶体振荡电路。并联晶体振荡电路。（二）石英晶体正弦波振荡电路的构成（二）石英晶体正弦波振

49、荡电路的构成 振荡频率由振荡频率由振荡频率由振荡频率由C C1 1、C C2 2、C CL L及晶体的等效电感及晶体的等效电感及晶体的等效电感及晶体的等效电感L L决决决决定，但因定，但因定，但因定，但因C C1 1、C C2 2电容量比电容量比电容量比电容量比C CL L大得多，故主要取大得多，故主要取大得多，故主要取大得多，故主要取决于决于决于决于C CL L和晶体的振荡频率。和晶体的振荡频率。和晶体的振荡频率。和晶体的振荡频率。CLRB1RE+UCCRB2RCCBC1C2T 将石英晶体等效为一将石英晶体等效为一将石英晶体等效为一将石英晶体等效为一个电感，个电感，个电感，个电感，与外电容构

50、成与外电容构成与外电容构成与外电容构成电容三点式振荡器电容三点式振荡器电容三点式振荡器电容三点式振荡器。L52第四节第四节第四节第四节 石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路2.2.串联晶体振荡电路串联晶体振荡电路LCLC振荡电路：振荡电路：振荡电路：振荡电路：L L、C C1 1、C C2 2、C C3 3、C C4 4组成。组成。组成。组成。由于由于由于由于C C1 1、C C2 2C C3 3、C C4 4，故，故，故，故 0 0主要由主要由主要由主要由L L、C C3 3、C C4 4决定。决定。决定。决定。正反馈：正反馈：正反馈：正反