《集成电子技术》13_3lc正弦波振荡电路.ppt

1 1 1 1 1 HIT集成电子技术电子教案------LC正弦波振荡电路 13.3.1 LC并联谐振电路的频率特性 13.3 LC正弦波振荡电路 13.3.2 变压器耦合LC振荡电路 13.3.3 三点式LC振荡电路 13.3.4 晶体振荡电路 13.3.5 判断电路产生正弦波振荡的 方法 13.3.1 LC并联谐振电路的频率特性 LC正弦波振荡电路的构成原则与RC正弦波振荡电路相同，包括有放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路。这里的选频网络是由LC并联谐振电路构成，正反馈网络因不同类型的LC正弦波振荡电路而有所不同。 LC并联谐振电路如图13.03.01所示。其中LC并联谐振电路的损耗用电阻R代表,主要包括电感的电阻损耗， 是输入电流， 是电感支路的电流， 是电容支路的电流。 图13.03.01 并联谐振电路 13.3.1.1 谐振频率 从图13.03.01输入端向右看进去的复数导纳是 图13.03.01 并联谐振电路 即 当并联回路导纳的虚部等于零时，电流与电压同相，发生并联谐振。令并联谐振的角频率为ω0，则由上式可得 式中 Q值称为品质因数，它是LC并联回路的重要指标。通常Q 1，谐振角频率可近似化简为 13.3.1.2 谐振阻抗 对于谐振频率，LC并联电路的阻抗是导纳实部的倒数 由虚部可得 图13.03.02 阻抗特性 13.3.1.3 输入电流和回路电流的关系 LC并联回路谐振时的输入电流是 谐振时电容电流的模是 通常Q1，所以谐振时，LC并联电路的回路电流比输入电流大Q倍，而总电流却很小，即谐振回路对外界的影响可忽略。 图13.03.03 相量图 LC正弦波振荡电路的选频网络或正反馈网络是由LC并联电路组成的，它主要有以下几种： 1. 变压器反馈正弦波振荡电路； 2. 三点式（电感反馈、电容反馈）正弦波振荡电路； 3. 石英晶体正弦波振荡电路。 对于LC振荡电路的分析，主要有三个问题： 1. 分析振荡电路的组成部分，即放大电路、正反馈网络和选频网络是否存在、合理； 2. 用瞬时极性法判断电路的相位条件，是否是正反馈； 3. 分析振荡的幅度条件是否满足，具体数值不要求计算，只要求满足幅度条件需要调节电路中哪些部分。 13.3.2 变压器耦合LC振荡电路 1 2 3 4 13.3.2.1 变压器线圈的极性判别 磁棒 初级线圈 次级线圈 同名端 + – + – 图13.03.04 变压器线圈的示意图 + + – – 1 2 3 4 设三极管的基极为⊕ ， 图13.03.05 变压器反馈式振荡电路 1.分析振荡电路的组成部分是否存在、合理。放大电路是共射组态，LC并联电路是集电极负载，反馈电压由L2上取出。 2.用瞬时极性法判断电路的相位条件，是否是正反馈。 3.分析决定振荡电路的幅度条件。如果幅度条件不满足，可适当增加L2的圈数。 集电极极性则为? ， L1同名端的极性则为⊕， 反馈线圈同名端的瞬时极性为⊕， + - + + 满足正反馈条件。 + 13.3.2.2 振荡条件的判别 变压器反馈式LC正弦波振荡电路的振荡频率与LC并联谐振电路的振荡频率相同，为 LC正弦波振荡电路，当振幅大到一定程度时，晶体管集电极的电流波形会明显失真，但由于集电极的负载是LC并联谐振回路，Q值大，具有良好的选频作用，因此输出电压的波形失真不大。 13.3.3.1 电感三点式LC正弦波振荡电路 放大电路为共射组态，LC并联谐振回路通过耦合电容接在放大电路的输出端。反馈信号从L2上取出。 设晶体管基极瞬时极性为⊕， 集电极则为?极性，电感L1的上面为?极性， 因电感L2上的反馈电压的瞬时极性上?下⊕，即反馈信号瞬时极性对地为⊕，所以是正反馈，满足振荡的相位条件。 适当调节线圈L2的匝数，可使电路满足幅度条件。 图13.03.06 电感三点式LC正弦波振荡电路 13.3.3 三点式LC振荡电路 该电路的振荡频率为 式中的M是电感线圈L1和L2之间互感。一般M较小，可 以忽略，于是 该电路调节振荡的幅度条件时，改变线圈中间的抽头即可，这样即改变了L2的匝数，又不会影响电路的振荡频率。 电感三点式LC正弦波振荡