第9章2 正弦波振荡电路

电路与电子技术实验ⅡRC正弦波振荡电路ü了解正弦波振荡的基本工作原理。

ü掌握RC桥式正弦波振荡电路的分析、设计和调试方法。

ü深入理解正弦波振荡电路的起振条件、稳幅特性。

ü学习其它类型正弦波振荡电路。

RC正弦波振荡电路：ü工作原理ü基本电路ü参数分析、调整其它正弦波振荡电路。

v实验背景知识ü线性放大电路：器件工作在线性放大区（通频带内），负反馈；正弦波振荡电路：器件工作在线性放大区（通频带内），正反馈。

首要条件ü正弦波振荡：无输入时，即能产生稳定（幅度、频率）的正弦波输出。

Ø产生正弦波振荡的条件ü稳定条件：ü为能在无输入信号时也能振荡起来，应使电路的初始环路增益大于1 ；利用开启电源时的噪声，使净输入信号（反馈信号）不断增大；最终产生振荡。

ü起振条件：ü稳定的正弦波振荡还应该具备：（1）选频网络：用于产生单一频率的正弦波；（2）稳幅环节：用于产生稳定幅度（环路增益自动为1）的正弦波。

îíì±=+==π21||n F A F A AF j j j &&îíì±=+=>π21||n F A F A AF j j j &&ØRC 桥式正弦波振荡电路ü右下图所示RC 桥式正弦波振荡电路。

ü正反馈？ü重点：RC 串并联网络ü定义R 1C 1串联支路阻抗为Z 1；R 2C 2并联支路阻抗为Z 2。

此网络的电压传输系数为：负反馈放大电路RC 串并联网络212o f )(Z Z Z VV F +==+&&&)1()1(112212112C R C R j R R C C w w -+++=)1()1(112212112)(C R C R j R R C C F w w -+++=+&ØRC 串并联网络（频率特性）ü令：则：ü幅频表达式：相频表达式：RCC C C R R R 102121=====w ，，)(3100)(w w w w -+=+j F &2002)()(31||ww w w -+=+F &)3(001)(w w w w j --=-+tg F &ØRC 串并联网络（选频特性）ü选频特性当时：（此时电路的反馈效果最强）（此时电路为同相输出）ü结论：只有此时才有可能正反馈（且反馈效果最强）ü效果：能产生单一频率的振荡波形。

正弦波振荡电路是一种电子电路，它能够产生正弦波振荡信号，并能够控制振荡频率。

它可以用于多种电子电路，如无线电调谐器、音频放大器、电子温度计等，以及电子计算机的输入输出系统中。

正弦波振荡电路的起振条件是很重要的，它决定了电路的振荡频率和波形。

首先，正弦波振荡电路必须有一个稳定的电压源，以确保电路的正常运行。

比如，如果是使用单极稳压电路，那么就需要一个单极稳压电源，这样就可以保证电路的稳定性。

其次，正弦波振荡电路需要一个起振元件，以确保电路的正确振荡。

这种元件可以是一个晶体振荡器、一个可调变压器或一个外部振荡电路，它们可以提供一个稳定的振荡频率，以确保电路的正确振荡。

最后，正弦波振荡电路需要一个正弦波振荡电路，以确保电路的正确振荡。

这种电路可以是一个RC振荡器、一个LC振荡器或一个外部振荡电路，它们可以提供一个正弦波振荡信号，以确保电路的正确振荡。

总之，正弦波振荡电路的起振条件是非常重要的，它决定了电路的振荡频率和波形。

因此，在设计正弦波振荡电路时，应该特别注意起振条件，以确保电路的正确振荡。

第9章 信号发生电路自测题填空题1．正弦波振荡电路属于 反馈电路，它主要由 、 、 和 组成。

其中， 的作用是选出满足振荡条件的某一频率的正弦波。

2．自激振荡电路从1AF >到1AF =的振荡建立过程中，减小的量是 。

3．RC 正弦波振荡电路、LC 正弦波振荡电路和石英晶体正弦波振荡电路是按组成 的元件不同来划分的。

若要求振荡电路的输出频率在10kHz 左右的音频范围时，常采用 元器件作选频网络，组成 正弦波振荡电路。

4．在正弦波振荡电路中，为了满足振荡条件，应引入 反馈；为了稳幅和减小非线性失真，可适当引入 反馈，若其太强，则 ，若其太弱，则 。

5．在 型晶体振荡电路中，晶体可等效为电阻；在 型晶体振荡电路中，晶体可等效为电感。

石英晶体振荡电路的振荡频率基本上取决于 。

6．当石英晶体作为正弦波振荡电路的一部分时，其工作频率范围是 。

`7．集成运放组成的非正弦信号发生电路，一般由 、 和 几个基本部分组成。

8．非正弦波发生电路产生振荡的条件比较简单，只要反馈信号能使 的状态发生跳变，即能产生周期性的振荡。

9．方波和矩形波输出电压的幅值取决于比较器的 ；三角波和锯齿波输出电压的幅值取决于比较器的 。

答案：1．正、放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅环节、选频网络。

2．放大倍数。

3．选频网络、RC 、RC 。

4．正、负、不易起振、容易产生非线性失真。

5．串联、并联、石英晶体本身的谐振频率。

6．s p f f f ≤≤。

7．开关元件、反馈网络、延迟环节。

8．比较器。

9．输出电压、阈值电压。

选择题1．为了满足振荡的相位平衡条件，反馈信号与输入信号的相位差应该等于 。

A ．o90； B ．o 180； C ．o 270； D ．o 360。

2．为了满足振荡的相位条件，RC 文氏电桥振荡电路中放大电路的输出信号与输入信号之间的相位差，合适的值是 。

【A ．o90； B ．o 180； C ．o 270； D ．o 360。

最后得到(7-2)如果满足条件图7-2自激振荡方框图 X f 取代输入信号X Z O 仍能确保信号的输出，这时 整个电路就成为一个自激振荡电路，自激荡器的方框图就可以绘成如图 7-2所示的形式。

第七章 正弦波振荡电路正弦波振荡电路是用来产生一定频率和幅度的正弦交流信号的电子电路。

可以从几赫兹到几百兆赫兹，输出功率可能从几毫瓦到几十千瓦。

在通信、广播系统中，用它来作高频信号源；电子测量仪器中的正弦小信号源 时钟信号源。

另外，作为高频加热设备以及医用电疗仪器中的正弦交流能源。

正弦波振荡电路是利用正反馈原理构成的反馈振荡电路，本章将在反馈放大电路的基础上， 先分析振荡电路的自激振荡的条件，然后介绍 LC 和RC 振荡电路，并简要介绍石英晶体振 荡电路。

它的频率范围 广泛用于各种电子电路中。

,数字系统中的 第一节 振荡电路概述 在放大电路中，输入端接有信号源后， 输出端才有信号输出。

如果一个放大电路当输入 信号为零时，输出端有一定频率和幅值的信号输出，这种现象称为放大电路的自激振荡。

一、振荡电路框图 图7-1为正反馈放大器的方框图，在放大器的输入端存在下列关系： X i =X s +X f(7-1)其中X i 为净输入信号，且 X f F = X oX oX i 正反馈放大器的闭环增益 X oAX i AX iX i-X fX i -AFX i|1-AFI=O ,或 AF=I中如果有很小的信号 X S 输入，便可以有很大的信号 输出。

如果使反馈信号与净输入信号相等，即X f =X i,这就表明，在图7-1 (7-3) X o =A f X sX S图7-1正反馈放大电路的方框图 那么可以不外加信号X S 而用反馈信号二、自激振荡的条件由上述分析可知，当AF=I自激振荡可维持振荡。

AF=I即为自激振荡的平衡条件，其中A和F都是频率的函数，可用复数表示：A=A匕，F=F 匕AF= AFAF =AF =1(7-4) 和■ Λ =2n 二n = 0,1, 2, 3 …（7-5）式（7-4）称为自激振荡的振幅平衡条件，式（7-5）称为自激振荡的相位平衡条件。

正弦波振荡电路设计1 技术指标设计一个正弦波振荡电路，使它能输出频率一定的正弦波信号，振荡频率测量值与理论值的相对误差小于±5%，电源电压变化±1V 时，振幅基本稳定，振荡波形对称，无明显非线性失真。

2 设计方案及其比较通过查阅资料可以知道所谓的正弦波振荡电路是指一个没有输入信号，依靠自激振荡产生正弦波输出信号的电路。

正弦波电路由放大电路，正反馈电路和选频网络组成。

正弦波振荡电路的实质是放大器引正反馈的结果。

正弦波振荡电路主要有RC 振荡电路，LC 振荡电路和石英晶体振荡电路。

本次试验中我主要设计的方案是RC 正弦波振荡电路。

RC 正弦波振荡电路是由电阻R 和电容C 元件作为选频和正反馈网络的振荡器，RC 作为选频网络的正弦波振荡器有桥式振荡电路，双T 网络和相移式振荡电路。

根据桥式振荡电路和相移式振荡电路的工作原理，我设计了如下三个方案。

U1COMPIR110k R210kR310k R510kR410k C11nF C21nF D1DIODED2DIODE 图一本方案主要采用一个文式桥式振荡电路作为正反馈，一个由两个二极管反相并联组成的稳幅电路作为负反馈。

其中当ｗ=ｗ0=1／RC 时，RC 选频网络的相移为零，这样，RC 串并联选频网络送到运算放大器同向输入端的信号电压与输出电压同相。

满足相位平衡条件有可能发生震荡。

U1COMPIU2COMPI C1C2C3R1R2R3R4R5这是一个RC 相移式电路，正弦波信号发生器由反相输入比例放大器，电压跟随器和三节RC 相移网络构成。

对于三节RC 电路，其最大相移可以接近于二百七十度。

有可能在某一特定的频率下使其相移为一百八十度，满足相位平衡条件，合理的选取元件及元件参数，满足产生振荡条件和幅度平衡条件的电路就会产生振荡。

2.3 方案三U1COMPIR1R2R3R4C1C2图三这是一个RC 文式桥正弦波振荡电路。

振荡原理与方案一相似。

第9章 集成振荡电路习题解答【9-1】判断下列说法是否正确。

1.只要具有正反馈，电路就一定能产生振荡。

（ 否，还要看幅度平衡条件。

）2.只要满足正弦波振荡电路的相位平衡条件，电路就一定振荡。

（ 否，还要看幅度平衡条件。

）3.凡满足振荡条件的反馈放大电路就一定能产生正弦波振荡。

（ 否，需要有选频网络。

）4.正弦波振荡电路自行起振荡的幅值条件是1=F A 。

（ 否，应1AF> ） 5.正弦波振荡电路维持振荡的条件时F A =-1。

（ 否）6.在反馈电路中，只要有LC 谐振电路，就一定能产生正弦波振荡。

（ 否，还需 要有正反馈）7.对于LC 正弦波振荡电路，若已满足相位平衡条件，则反馈系数越大越容易起振。

（ 是，反馈系数决定振荡的幅度条件）【9-2】在题图9-2所示的三个电路中，应如何进一步连接，才能成为正弦波振荡电路？ 解：图(a)，①接④；②接⑤；③接地。

图(b)，①接⑤；②接⑥；⑦接④；③接⑧。

图(c)，①接④；②接⑤；③接⑥。

o④③EE+V 21L L C(b)④③L(c)图9-2 题9-2电路图【9-3】为了使题图9-3中各电路能够产生正弦波振荡，请将图中j、k、m、n、 p各点正确连接。

+VCC+VCC332kp2(a)图9-3 题9-3电路图解：正确连线分别见解图9-3中的(d)、(e)、(f)，晶体呈电感性。

+V CCC32解图9-3 题9-3的解【9-4】根据相位平衡条件判断题图9-4所示各电路是否能产生正弦波振荡？并说明理由。

图中的二极管有何作用?u o图9-4 题9-4电路图解：此电路是RC文氏桥振荡器，R w调节电路增益略大于3，保证起振和不产生大的失真。

二极管VD1、VD2起稳幅作用。

当振幅增大时，二极管因非线性正向导通电阻减少，负反馈增强，限制了振幅继续增长；反之，当振幅减少时，二极管因非线性正向导通电阻加大，负反馈减弱，防止振幅继续下降，起到自动稳幅的作用。

【9-5】电路如题图9-5所示。