电工学-第四章 正弦波振荡电路
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第四章正弦波振荡电路考纲解读最新考纲要求:1、会连接LC振荡电路、RC串、并联振荡电路、石英晶体振荡电路;2、能熟练分析LC振荡电路是否起振;3、能运用振荡电路的工作原理,分析、排除实际电路故障。
重难点:RC文氏电桥振荡电路的分析计算知识清单一、理解振荡的基本概念自激状态:无需外加信号而靠振荡器内部反馈作用维持振荡的工作状态。
自激振荡器:依靠反馈维持振荡的振荡器称为反馈式自激振荡器。
自激振荡器的组成:选频放大器和反馈网络。
二、自激振荡的平衡条件1、相位平衡条件反馈信号的相位必须与输入信号同相位,即反馈极性必须是正反馈。
2、振幅平衡条件反馈信号v f的振幅应等于输入信号v i的振幅,即A V·F=1。
起振条件:A V·F> 1。
二、LC振荡器1、变压器反馈式LC振荡器电路结构:电路如图4-1所示。
电路特点:振荡电路容易起振,振荡频率一般为几千赫兹到几百千赫兹。
图4-12、电感反馈式振荡器电路结构:电路如图4-2所示,三极管的三个电极分别与LC回路中L 的三个点相连,故而得名,又称电感三点式振荡器。
电路特点:易起振且振幅大,振荡频率可达几十兆赫;缺点是振荡波形失真较大。
图4-23、电容反馈式振荡器电路结构:电路如图4-3所示,三极管的三个电极与电容支路的三个点相接,又称电容三点式振荡电路。
电路特点:输出波形好,振荡频率可高达100 MHz以上,缺点是频率范围较小。
图4-34、振荡频率的计算2121021C C CC L f +π=三、RC 振荡器1、RC 串并联振荡电路电路如图4-4所示。
用RC 选频电路来代替LC 振荡器中的LC 选频电路,由RC 选频反馈网络和两级阻容耦合同相放大器两部分组成。
图4-4振荡频率为:当1R =2R =R ,1C =2C =C 时,RCf π=210 2、RC 桥式振荡电路图4-5电路如图4-5所示。
将RC 选频网络和负反馈电阻单独画出,即得电桥电路,又称文氏电桥振荡器。
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。
教案用纸§4-1正弦波振荡电路的基本原理一、自激振荡电路的基本组成正弦波振荡电路的基本组成:包括放大电路、反馈电路和选频电路三个基本组成部分。
二、自激振荡的条件1.幅值条件反馈信号uf与输入信号ui大小相等,即uf=ui由于A=uo ui F=ufuoufuf 则 AF===1 uouiuoui即AF=1,其中A表示基本放大电路的开环放大倍数,F表示反馈电路的反馈系数。
AF=1即为振荡电路能够振荡的幅度平衡条件。
2.相位条件为保证反馈信号uf与输入信号ui相位相同,应确保φA+φF=±n360上式即为振荡电路的相位平衡条件。
式中φAo表示基本放电电路的相移,φF表示反馈电路的相移,n=0,1,2,3……。
反馈信号的相位与输入信号的相位相同,即电路中引入正反馈,才能产生振荡。
3.自激振荡的建立及稳幅振荡电路能否起振,除了电路中必须引入正反馈之外,反馈信号uf应比输入信号ui的幅度大。
即:AFuoufuf=>1 uiuoui自激振荡一旦建立起来,振荡电路的输出信号的幅值就将逐渐增大,当增大到一定程度后,放大电路部分中的管子就会接近甚至进入饱和区或截止区,输出波形就会失真,所以要在电路中设有稳幅环节,使输出信号的幅值增大到一定大小以后,电路满足,保持等幅振荡。
由于三极管是非线性器件,当振荡幅度增大至一定程度后,振荡电路中的三极管将进入非线性区,三极管的β将会减小,放大电路的电压放大倍数A会减小,从而使AF减小,当满足AF=1时,输出幅度既不增大,也不减小,将维持在某一幅度进行等幅振荡。
因此,正弦波振荡电路产生振荡的条件为:oAF≥1,φA+φF=±n360要保证振荡电路能够振荡,必须同时满足以上两个条件,其中相位平衡条件是关键。
教案用纸§4-2 LC正弦波振荡电路一、LC并联谐振电路的选频特性LC 振荡电路的选频电路由电感和电容构成,可以产生高频振荡。
由于高频运放价格较高,所以一般用分离元件组成放大电路。
*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u i=0(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一电路对频率为f0的正弦波产生正反馈过程,则输出信号u o f-u. (U/T)T u o ff。
于是u o越来越大,由于管子的非线性特性,倍数将减小当u o的幅值增大到一定程度时,放大(稳幅)一电路达到动态平衡。
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:①=0或①=嶙+ Q=2n n (n=0, 1, 2, 3…)。
其中^A为放大器的相移,Q为反馈电路的相移,中为相位差。
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三1。
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「。
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5.2.1RC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R1与电容C1串联、电阻R2与电容C2并联所组成的网络称为RC串并联选频网络,如图所示。
通常选角1= R2=R, C1=C2=C。