2016模拟电路基础（电工版）授课教案：正弦波振荡电路的基本概念.docVIP

模拟电路基础授课教案 正弦波振荡电路的基本概念 任课教师：李川 授课日期：________ 目标：掌握正弦波振荡电路的振荡条件 了解起振与稳幅过程 理解振荡电路的组成和分析方法 重点：正弦波振荡电路的振荡条件及判断相位平衡方法 难点：正弦波振荡电路相位平衡方法的判断 产生正弦波振荡的条件 图6.1.1（P178） A--------放大电路的放大倍数 F--------反馈网络的反馈系数 设维持Uo不变所需输入电压为Uid，若反馈电压Uf=Uid电路就可以维持稳定的输出电压。因不需外加信号，故又称自激振荡电路。 振荡电路产生自激振荡的条件：AF=AF∠φa+φf=1，即 ∣AF∣=AF=1 ——振幅平衡条件 （使反馈电压的大小与所需输入电压相等） φa+φf=2nπ，n=0，1，2，···——相位平衡条件 （使反馈电压的相位与所需输入电压的相位相同） 起振与稳幅过程 振幅起振条件：∣Uf∣∣Uid∣，即∣AF∣1 相位起振条件：φa+φf=2nπ，（n=0，1，2，···） 微小信号经过正反馈，不断地放大，输出信号在很短时间内就由小变大，使振荡电路起振。 稳幅过程由图6.1.2来说明。（P179） 振荡电路的组成及作用和分析方法 组成及作用：（1）放大电路用来将微弱信号迅速放大到足够大小，使振荡电路输出信号的幅度达到要求，并补偿反馈电路的损耗使电路满足振荡条件。 （2）反馈网络用来将放大电路的输出信号正反馈到放大电路的输入端，以维持放大电路的输入信号。 （3）选频网络用以选择所需频率信号进行放大和反馈，使振荡电路输出单一频率的正弦波信号，它提供振荡频率稳定条件，其参数决定了振荡频率的大小。 （4）稳幅环节用以起振容易、改善输出波形、稳定输出幅度。实用的稳幅环节常用两种方法：内稳幅和外稳幅。 利用放大器件工作在非线性区来实现稳幅的称内稳幅。 若放大器件保持为线性工作状态，外接非线性环节进行稳幅，称为外稳幅。 分析方法 检查电路基本环节 检查放大电路静态工作点是否正常 检查电路是否引入正反馈，即是否满足相位平衡条件 判断电路是否满足振幅起振条件：∣AF∣1（分别求解A和F） 注：判断相位平衡方法： 断开反馈信号至放大电路的输入端点，并把放大电路的输入阻抗作为反馈网络的负载。在放大电路断开点加信号Vi，经放大电路和反馈网络得反馈电压Vf，分析Vi与Vf的相位关系，若在某一特定频率f=f0时，相应差位±2nπ（n=0，1，2，···）则电路满足相位平衡条件。（即引入正反馈） 振荡器的频率稳定性的指标 频率准确度 绝对频率准确度 ⊿f=∣f-f0∣ 相对频率准确度 ⊿f/ f0=∣f-f0∣/ f0 频率稳定度 指在一定观测时间内，由于各种因素引起振荡频率相对于标称频率变化的程度。 正弦波振荡电路的分类 RC振荡电路 它的选频网络由R、C元件组成。根据选频网络的结构和连接方式不同，又可分为文氏电桥振荡电路、移相式和双T式RC振荡电路。 工作频率低：1Hz~1MHz （常用外稳幅） LC振荡电路 它的选频网络由L、C元件组成。它又可分为变压器反馈式、电感三点式和电容三点式三种。 工作频率高：一般在1MHz以（放大器可以工作在非线性区实现内稳幅） 石英晶体振荡电路 它的选频作用是依靠石英晶体谐振器来完成的。根据石英晶体谐振器的工作状态和连接方式的不同又可分为串联型石英晶体振荡电路和并联型石英晶体振荡电路。 工作频率取决于石英晶体的振荡频率，频率稳定度高，多用于时基电路和电子测量仪器设备中。 作业 产生弦波振荡电路的振荡条件是？ 正弦波振荡电路的组成及作用？ 简要说明振荡电路的分析方法。 正弦波振荡电路如何分类？ RC正弦波振荡电路 任课教师：李川 授课日期：_______ 目标：掌握RC正弦波振荡电路的组成 掌握RC串并联选频网络的选频特性 重点：RC正弦波振荡电路的组成及RC串并联选频网络的选频特性 难点：RC串并联选频网络的选频特性 一、电路组成 （图6.2.2 P182） 1）放大电路AV：为由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入阻抗高和输出阻抗低的特点。改善失真。 网络FV：由Z1（RC串）、Z2（RC并）组成，同时兼作正反馈网络。（电压并联正反馈） 二、RC串并联选频网络的选频特性 串并联选频网络的幅频响应及相频响应如图9.2.2 ω=ω0时，FV=1/3，φf=0 ω很高时，ωω0, ω/ω01,FV→0, φf→-90° ω很低时，ωω0,ω/ω01,FV →0, φf→+90° ff0或ff0，相位都不为0