第23讲 8~1正弦波振荡电路
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正弦波振荡器分析1.振荡器的振荡特性和相应特性如如下面图,试分析该振荡器的建立过程,并判定A、B两平衡点是否稳定。
解:依据振荡器的平衡稳定条件能够判定出A点是稳定平衡点,B点是不稳定平衡点。
因此,起始输进信号必须大于U iB振荡器才有可能起振。
图9.10 图2.具有自偏效应的相应振荡器如如下面图,从起振到平衡过程u BE波形如如下面图,试画出相应的i C和I c0波形。
解:相应的和波形如如下面图。
图9.12 图3.振荡电路如如下面图,试分析以下现象振荡器工作是否正常:〔1〕图中A点断开,振荡停振,用直流电压表测得V B=3V,V E=。
接通A点,振荡器有输出,测得直流电压V B=,V E=。
〔2〕振荡器振荡时,用示波器测得B点为余弦波,且E点波形为一余弦脉冲。
解:〔1〕A点断开,图示电路变为小信号谐振放大器,因此,用直流电压表测得V=3V,V E=。
当A点接通时,电路振荡,由图所示的振荡器从起振到平衡的过程B中能够瞧出,具有自偏效应的相应振荡器的偏置电压u BEQ,从起振时的大于零,等于零,直到平衡时的小于零〔也能够不小于零,但一定比停振时的u BEQ小〕,因此,测得直流电压V B=,V E=是正常的,讲明电路已振荡。
〔2〕是正常的,因为,振荡器振荡时,u be为余弦波,而i c或i e的波形为余弦脉冲,所示E点波形为一余弦脉冲。
4.试咨询仅用一只三用表,如何判定电路是否振荡?解:由上一题分析可知,通过测试三极管的偏置电压u BEQ即可判定电路是否起振。
短路谐振电感,令电路停振,要是三极管的静态偏置电压u BEQ增大,讲明电路差不多振荡,否那么电路未振荡。
5.一相应振荡器,假设将其静态偏置电压移至略小于导通电压处,试指出接通电源后应采取什么措施才能产生正弦波振荡,什么缘故?解:必须在基极加一个起始鼓舞信号,使电路起振,否那么,电路可不能振荡。
6.振荡电路如如下面图,试画出该电路的交流等效电路,标出变压器同名端位置;讲明该电路属于什么类型的振荡电路,有什么优点。
实验八 RC正弦波振荡器实验目的:1.熟悉仿真软件MULTISIM的使用,掌握基于软件的电路设计和仿真分析方法。
2.熟悉POCKETLAB硬件实验平台,掌握基于功能的使用方法。
3.掌握RC正弦波振荡器的设计和分析方法。
4.掌握RC正弦波振荡器的安装与调试方法。
实验内容:一.仿真实验1.RC相移振荡电路如图8-1所示,在MULTISIM中搭建其开环分析电路,理解起振和稳定的相位条件与振幅条件。
图8-1 RC相移振荡电路所以f=649.7HZ所以放大器的增益绝对值大于29.图8-3 RC相移振荡电路开环仿真图图8-4 RC相移振荡电路开环仿真幅频图和相频图由幅频特性曲线图可知,该电路的振荡频率为640.4004HZ。
2.在MULTISIM中搭建8-1电路,进行瞬态仿真。
所以=19.89*10^-5意向网络增益为1/3,所以为满足起振条件,基本放大器增益应大于3.表8-1 RC相移振荡电路振荡频率计算值仿真值实测值振荡频率649.7HZ 628.099HZ 633HZ3.将8-1电路振荡频率增加或减小10倍,重新设计电路参数。
表8-2 RC相移振荡电路振荡频率改动原件改动前频率减小10倍频率增加10倍R R=10k R=100k;R20=3000kC C=10nF C=100nF60.84HZ C=1nF 6.08kHZC=1nF C=100nFR=100K4.调试修改文氏电桥振荡器,进行瞬态仿真。
表8-3 文氏电桥振荡电路振荡频率C1(uF) R1(K) R2(K) R3(K) R4(K) 0.01 20 10 4.7 16.8表8-4 文氏电桥振荡电路振荡频率设计值仿真值实测值振荡频率800HZ 791.76HZ 830HZ图8-5 文氏电桥振荡器瞬态波形图图8-6 文氏电桥振荡器频谱图一.硬件实验1.电路连接2.瞬态波形观测3.频谱测量图8-7 RC电路瞬态波形图图8-8 RC电路频谱图4.按以上步骤对文氏电桥电路进行相应硬件实验图8-9 文氏电桥振荡器瞬态波形图图8-10 文氏电桥振荡器频谱图实验思考:1.将8-1所示电路中的C从10nF改为0.1nF后,进行仿真,结果如何?请解释原因。
第八章 正弦波振荡电路分析振荡产生的机理和条件,讨论正弦波振荡电路的一般结构和分析方法,介绍常见的RC 、LC 和石英晶体正弦波振荡电路的组成和工作原理。
第一节 正弦波振荡电路的基本原理一个放大电路通常在输入端外加信号时才有输出。
如果在它的输入端不外接信号的情况下,在输出端仍有一定频率和幅度的信号输出,这种现象就是放大电路的自激振荡。
自激振荡对于放大电路是有害的,它破坏了放大电路的正常工作状态,需要加以避免和消除。
但在振荡电路中,自激却是有益的。
对于自激振荡的频率和幅度加以选择和控制,就可构成正弦波振荡器。
振荡电路既然不需外接输入信号,那么它的输出信号从何而来?这就是我们要讨论的振荡电路能产生自激振荡的原因和条件。
一、振荡的条件在图6-1中,A是放大电路,F 是反馈网络。
当将开关S 接在端点1上时,就是一般的开环放大电路,其输入信号电压为i U ,输出信号电压为o U 。
如果将输出信号o U 通过反馈网络反馈到输入端,反馈电压为f U ,并设法使f U=i U ,即两者大小相等,相位相同。
那么,反馈电压f U就可以代替外加输入信号电压i U ,来维持输出o U 。
也就是说将开关S 接在端点2,除去外加信号而接上反馈信号,输出信号仍将保持不变,即不需输入而靠反馈来自动维持输出。
这时,放大器就变为自激振荡器了。
由以上的讨论可知,要维持自激振荡,必须满足f U=i U ,即反馈信号与输入信号大小相等,相位相同。
由于放大电路的开环电压放大倍数为i o A U U = o f F U U =若i f U U =,则F A=o fi oU U U U =1(F A称为环路增益)。
因此,振荡电路维持自激振荡的条件是:F A=1 即F A=1称为幅值平衡条件。
其物理意义为:信号经放大电路和反馈网络构成的闭环回路后,幅值保持不变,既无增加也无衰减。
f a ϕϕ+=2n π(n =0,1,2……)称为相位平衡条件。
正弦波振荡电路的振荡条件(一)正弦波振荡电路的振荡条件引言•正弦波振荡电路是一种广泛应用于电子设备中的电路,它能够产生稳定的正弦波信号。
•在设计和分析正弦波振荡电路时,我们需要遵循一些振荡条件,以确保电路能够正常工作。
振荡条件的定义•振荡条件是指电路中必须满足的一系列条件,以产生稳定的振荡信号。
•如果振荡条件没有被满足,电路将无法产生振荡,或者振荡的频率和幅度将不稳定。
振荡条件的要点1.正反馈:正弦波振荡电路需要正反馈回路,以提供自激振荡的机制。
2.相位移:正反馈回路必须引入至少360度的相位移,确保振荡信号能够持续产生。
3.放大器:正弦波振荡电路需要一个放大器,以放大振荡信号并提供足够的反馈。
振荡条件的细节解释•正反馈:正反馈回路使得一部分输出信号回馈到输入端,增强输入信号的幅度。
这对于振荡电路来说是关键的,因为它能够提供持续的能量输送。
•相位移:在振荡电路中,相位移是通过反馈网络中的电容器和电感器实现的。
相位移确保了振荡信号能够保持相位差,并循环地在放大器和反馈网络之间传输。
•放大器:正弦波振荡电路中的放大器通常是一个反馈式放大器,它可以放大输入信号并将一部分输出信号回馈到输入端。
这种放大器能够提供足够的增益和反馈来维持振荡信号的稳定。
总结•正弦波振荡电路的振荡条件是满足正反馈、相位移和放大器等要求。
•只有当这些条件被充分满足时,电路才能够产生稳定的正弦波振荡信号。
以上是正弦波振荡电路的振荡条件的一些基本信息和解释。
在实际应用中,需要根据具体的电路设计和要求来选择合适的元件和参数,以确保电路能够满足振荡条件并产生稳定的振荡信号。
调节振荡条件的方法在设计和调节正弦波振荡电路时,我们可以采取以下方法来满足振荡条件并优化振荡性能:1.选择合适的反馈网络元件:反馈网络中的电容器和电感器决定了振荡信号的频率和相位移。
根据所需的频率和相位差,选择合适的元件数值和连接方式。
2.控制反馈增益:反馈增益决定了信号在电路中的放大程度。
正弦波振荡电路知识点总结1. 振荡电路的基本概念振荡电路是一种能够在没有外部输入的情况下产生连续变化的信号的电路。
它通过自身的反馈环路来产生振荡。
振荡电路的基本组成包括振荡器、反馈网络、放大器和输出网络。
振荡器是产生基频信号的核心元件,反馈网络用于将一部分输出信号反馈到输入端,放大器则用于提供振荡器所需要的放大增益,输出网络用于将振荡器的输出信号提取到外部装置上。
2. 正弦波振荡电路的工作原理正弦波振荡电路是一种能够产生连续变化正弦波信号的振荡电路,它利用正反馈和负反馈的结合来实现振荡。
首先,放大器将输入信号放大,然后经过反馈网络将一部分输出信号反馈到放大器的输入端。
这样就形成了一个正反馈环路,当反馈信号到达一定幅值时,输出信号将开始增大,最后达到稳定状态,形成正弦波振荡。
3. 常见的正弦波振荡电路类型常见的正弦波振荡电路包括RC正弦波振荡电路、LC正弦波振荡电路、晶振电路、信号发生器和运放正弦波振荡电路等。
RC正弦波振荡电路利用电容和电阻元件来构成反馈网络,LC正弦波振荡电路利用电感和电容元件构成反馈网络,并且晶振电路利用晶体谐振器的内部谐振回路产生正弦波信号,信号发生器则是通过内部振荡电路产生正弦波信号,运放正弦波振荡电路则是利用运放放大器的高增益和稳定性实现正弦波振荡。
4. 正弦波振荡电路的频率和幅值控制正弦波振荡电路可以通过改变反馈元件的数值、改变振荡器的工作参数、改变放大器的增益等方法来控制输出信号的频率和幅值。
例如,RC正弦波振荡电路的谐振频率与RC元件相关,改变电阻或电容的数值可以改变输出信号的频率;LC正弦波振荡电路的谐振频率与LC元件相关,改变电感或电容的数值可以改变输出信号的频率;晶振电路的谐振频率与晶体的谐振频率相关,调整晶振的谐振频率可以改变输出信号的频率;信号发生器和运放正弦波振荡电路通过内部电路来控制输出信号的频率和幅值。
5. 正弦波振荡电路的应用正弦波振荡电路广泛应用于各种电子设备中,如信号发生器、音频设备、通信系统、测量仪器等。
正弦波振荡电路的振荡条件正弦波振荡电路的震荡条件:正弦波发生电路能产生正弦波输出,它是在放大电路的基础上加上正反馈而形成的,它是各类波形发生器和信号源的核心电路。
正弦波发生电路也称为正弦波振荡电路或正弦波振荡器。
应用例:试验室中的低频信号发生器就是一种正弦波振荡电路。
正弦波发生电路的组成:为了产生正弦波,必需在放大电路里加入正反馈,因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。
但是,这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波,这是由于很难掌握正反馈的量。
假如正反馈量大,则增幅,输出幅度越来越大,最终由三极管的非线性限幅,这必定产生非线性失真。
反之,假如正反馈量不足,则减幅,可能停振,为此振荡电路要有一个稳幅电路。
为了获得单一频率的正弦波输出,应当有选频网络,选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。
选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。
正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。
正弦波发生电路的组成如下:放大电路正反馈网络选频网络稳幅电路产生正弦波的条件产生正弦波的条件与负反馈放大电路产生自激的条件非常类似。
只不过负反馈放大电路中是由于信号频率达到了通频带的两端,产生了足够的附加相移,从而使负反馈变成了正反馈。
在振荡电路中加的就是正反馈,振荡建立后只是一种频率的信号,无所谓附加相移。
正反馈放大电路框图(留意与负反馈方框图的差别)产生自激振荡的缘由及条件a.自激振荡现象:在不加输入信号的状况下,放大电路仍会产生肯定频率的信号输出。
振荡电路基本组成部分放大电路(包括负反馈放大电路)反馈网络(构成正反馈的)选频网络(选择满意相位平衡条件的一个频率。
常常与反馈网络合二为一。
)稳幅环节。
*第五章正弦波振荡电路教学重点1.掌握正弦波振荡条件、电路组成。
2.掌握LC振荡电路振荡频率计算、起振条件。
3.掌握RC桥式振荡电路组成和振荡条件。
4.搭建、调试RC桥式正弦波振荡器功能电路。
教学难点1.正弦波振荡可能性的判断。
2.理解各种振荡电路组成。
学时分配5.1自激振荡振荡器产生的信号是“自激”的,通常称为自激振荡器。
5.1.1自激振荡的形成1.自激振荡的现象通过扩音系统中的自激现象,感受放大器自激的效果。
2.正弦波振荡电路的组成正弦波振荡电路由放大器、反馈电路、选频网络和稳幅电路等部分组成。
(1)放大电路(2)反馈网络 (3)选频网络(4)稳幅电路由于电路通电的瞬间,电路将产生微小的噪声或扰动信号→电路对频率为f 0的正弦波产生正反馈过程,则输出信号u o ↑→u f ↑(u i ´↑)→u o ↑↑。
于是u o 越来越大,由于管子的非线性特性,当u o 的幅值增大到一定程度时,放大倍数将减小(稳幅)→电路达到动态平衡。
5.1.2自激振荡产生的条件1.相位平衡条件要维持振荡,电路必须是正反馈,其条件是:ϕ=0或ϕ=A ϕ+F ϕ=2n π (n=0,1,2,3…)。
其中A ϕ为放大器的相移,F ϕ为反馈电路的相移,ϕ为相位差。
即,反馈电压的相位与净输入电压的相位必须相同,即反馈回路必须是正反馈。
2.振幅平衡条件自激振荡的振幅平衡条件是:AF ≥1 。
即,要维持等幅振荡,反馈电压的大小必须等于净输入电压的大小,即u f = u i ´。
5.2 常用振荡电路正弦波振荡电路按反馈网络性质分类可分为两大类:RC 振荡电路 由电阻、电容元件和放大电路组成的振荡电路LC 振荡电路(含石英晶体振荡电路)是由电感、电容元件和放大电路组成的振荡电路5.2.1 RC 桥式振荡电路做一做:用示波器观察RC 振荡电路产生的正弦波形1.RC 网络的选频特性将电阻R 1与电容C 1串联、电阻R 2与电容C 2并联所组成的网络称为RC 串并联选频网络,如图所示。