高频电子线路_第4篇.ppt

第4章 正弦波振荡器;振荡器的分类;应用：; 主要技术指标： 1.振荡频率f及频率范围: 2.频率稳定度:调频广播和电视发射机要求:10-5-10-7左右 标准信号源:10-6-10-12 要实现与火星通讯:10-11 要为金星定位:10-12 3.振荡的幅度和稳定度:;高频电路; 由于大多数振荡器都是利用LC回路来产生振荡的，因此应首先研究LC回路中如何可以产生振荡，作为研究振荡器工作原理的预备知识。; 假设开关S先放于1的位置，使电容C最初充电到电压V，然后将S转换到2的位置，C上的电荷即经过L、R放电。; ;此时，回路中的电流作周期性的变化，即产生了自由振荡。 振荡频率为：;三种不同的R所产生的电流变化曲线; 由此，可见，为了获得等幅振荡，就需设法使LC回路的电阻为零，但是由于实际的LC回路本身总是有正电阻的，因此，需要人为地引入一个负电阻，将回路本身的正电阻抵消，以获得等幅振荡。;能产生正弦波信号的振荡电路，称为正弦波振荡器。;4.1 反馈式振荡器的工作原理; 开关S—1，放大器的输入端外加一正弦波信号ui，经过放大器放大后，在输出端产生输出信号uo。 uo经反馈网络，在反馈 网络的输出端得到反馈信号 uf，与ui大小相等，而且相位 也相等。 ; 除去外加信号，开关S由1转接至2，使放大器和反馈网络构成一个闭环回路。 那么，在没有外加输入信号 的情况下，输出端仍可维持一定 幅度的电压uo输出，从而产生了 自激振荡。; 为使振荡器的输出uo为一个固定频率的正弦波，就是说，自激振荡器只能在某一频率上产生，而在其他频率上不能产生。 则闭环回路内须含有选频网络， 使只有选频网络中心频率的信号 满足uf与ui相同的条件而产生自 激振荡。;二、振荡的平衡条件与起振条件;2、平衡条件;放大器开环电压放大倍数为:;振幅平衡条件：;振幅平衡条件：;3、起振条件; 不能用起振条件来描述振荡器从接通电源开始的振荡现象。 但可以利用起振条件来推断闭环后瞬态是否增幅振荡或能否自激振荡。 因为在起振之初，振荡的幅度还很小，电路尚未进入非线性 区，振荡器可以作为线性电路来处理，即可用小信号等效电路 来计算环路增益。 ; 综上所述，反馈振荡器要满足起振条件和平衡条件。 其中相位条件是一致的，即振荡闭合环路必须是正反馈，这是构成振荡电路的关键。 同时，环路增益的模值T还要具有随振荡电压uf增大而下降的特性。 起振时，T1，ui迅速增大，随着振荡振幅的增大； T下降，ui增长缓慢； 直到T=1，ui停止增长，振荡进行平衡状态。;振荡器一般既有固定偏压，又有自给偏压。;电压增益的变化;总结以上分析，我们得到以下几点结论：; 振荡电路分析可分两步进行，先进行定性分析，然后 进行定量分析。 定性分析的目的是判断电路结构是否合理? 放大器是否能正常放大？ 选频网络是否具有负斜率的相频特性（并可据此确定振荡器类型）？ 闭合环路是否是正反馈?;1．定性分析; 振荡闭合环路必须是正反馈，这是构成振荡电路的关键。 判断方法如下： 先将振荡电路分为放大电路和反馈电路； 然后假设放大电路输入端断开，标出放大电路的输入电压ui、输出电压uo及反馈电压uf的瞬时极性； 最后，将uf与ui的瞬时相位进行比较，相位相同，则构成正反馈，满足振荡的相位振荡条件，电路有可能产生振荡。 ; 定量分析仅需要证明电路满足起振条件。 ?由于起振时，振荡器处于小信号线性放大状态，可以用小信号等效电路进行分析估算。 ?估算时，振荡频率可以等于选频的中心频率。 所以起振条件的分析可简化为振幅起振条件的分析。 ?根据小信号等效电路，分别求出放大器的增益和反馈系数，便可依据T=AF是否大于1，判断电路是否满足振幅起振条件。 振荡器输出电压很难估算，可通过实验来确定。;4、起振和平衡条件与电路参数的关系;LC回路的谐振频率上，输出电压uo与输入电压ui反相。 根据反馈线圈L的同名端可知，反馈电压uf与uo反相。 所以输入电压