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正弦振蕩電路

2017-06-16 15:26

在電子工程中,,常常用到正弦信號,,作為信號的源的振蕩電路,主要的要求是頻率準(zhǔn)確度高,、頻率穩(wěn)定性好、波形失真小和振幅穩(wěn)定度高等,,但對高頻能源的振蕩電路有以下幾種:(1)LC振蕩電路:它適用于幾十千赫至幾百兆赫的頻率范圍(高頻率和超高頻)(2)RC振蕩電路:適用于聲頻和超聲頻范圍(從幾赫至1赫)(3)晶體振蕩電路:用于生產(chǎn)頻率穩(wěn)定度較高的振蕩電路,,頻率低于3千赫時(shí)常用音叉振蕩電路代替,而頻率高于幾十兆赫時(shí)常用泛音晶體振蕩電路,,隨著集成化技術(shù)的發(fā)展,,已有多種晶體振蕩器的集成電路,如國產(chǎn)的ZWB-1和ZWB-2型等,。相位和振幅平衡條件:反饋式的振蕩電路主要是由基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成,,如圖91所示,因此,,振蕩電路實(shí)際上是一個(gè)閉環(huán)的正反饋電路,,其閉環(huán)增益為: Kf=Uf/Ui=KF= 要使電路產(chǎn)生振蕩,則必須反饋電壓Uf和輸入電壓Ui同相,,所以本位平衡條件為Φk Φf=2nπ------------------------------------式一(n=0,1,2,........而且,,要求|Uf|≥|Ui|,所以振幅平衡條件為:KF≥1-----------------------------------------式二如果滿足了這兩個(gè)平衡條件,則電路產(chǎn)生振蕩,,由于振蕩器的晶體管工作在非線性區(qū)域,,所以包含了豐富的諧波成分,而只有某一頻率才能滿足上述的兩個(gè)平衡條件,,從而產(chǎn)生了單一頻率的正弦振蕩,。


 

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圖1 圖2 一、變壓器反饋式振蕩電路 圖2(a)為變壓器反饋振蕩電路,,其正反饋過程是:若輸入U(xiǎn)i為上正下負(fù),,對于振蕩頻率,回路諧振的并聯(lián)阻抗為電阻性,,所以輸出電壓Uo與Ui反相,,即Uo為上負(fù)下正,由于同名端決定了Uf為上正下負(fù),,Uf正好與Ui同相,,只要晶體管的β足夠大和變壓器的匝數(shù)比合適,電路一定能夠振蕩,,還可以證明電路的起振條件和振蕩頻率分別為:β≥rbeRC/M------------------------式3f≈1/2π-----------------------式4式中:rbe為基極與射極度之間的交流等效電阻,,R為次級折算到初級的等效電阻,M為互感系數(shù),。 二,、三點(diǎn)式振蕩電路 1、三點(diǎn)式電路相位條件的判別法圖3(a)為三點(diǎn)式振蕩器的交流等效電路,,從相平衡條件可以推論出:凡與晶體管發(fā)射極相接的電抗Xbe,、Xce應(yīng)性質(zhì)相同,,而不與發(fā)射極連接的另一電抗元件,Xcb的性質(zhì)應(yīng)與前兩者相反,??梢詮南嗔繄D來檢查上述結(jié)論的正確性,設(shè)Xbe,、Xce為容性,,Xcb為感性;因振蕩時(shí)回路諧振于振蕩頻率,,回路呈電阻性:所以Uo,、Ui反相及Ic、IL反相,;又因Xbe,、Xce為容性,故IC比UO超前90度,。因Xcb為感性,,所以Uf比IL滯后90度,其相量圖如圖3(b)示,,從圖可見,,Uf與Ui同相,上述結(jié)果得到證明,。

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圖3 圖4 2,、電容三點(diǎn)振蕩電路(考畢茲電路)圖4(a)為三點(diǎn)振蕩電路及其交流等效電路,從圖4(b)看出,,與發(fā)射極相接為電容,集電極與基極之間接電感,,服從于共射三點(diǎn)振蕩電路對電抗性的要求,,故能振蕩,該電路的起振條件和振蕩頻率為:β≥C2/C1----------------------------------式5 f≈-(1)/ --------------------------式6 一般反饋系數(shù)F=C1/C2取0.5-0.01之間,,由于該電路的輸入端接電容,,而容抗又隨頻率增加而減小,所以輸入電壓中的高次諧波分量將明顯地受到抑制,,使輸出波形良好,,該電路的缺點(diǎn)是:用調(diào)節(jié)電容來改變頻率時(shí),會使反饋系數(shù)改變,,所以通常用改進(jìn)型的電容三點(diǎn)振蕩電路,。