4.1反馈振荡器工作原理 .pptVIP

EXIT EXIT 高频电子线路 第 4 章 正弦波振荡器 作用：产生一定频率和幅度的信号 利用负阻器件的负阻效应产生振荡 按振荡波形不同分 正弦波振荡器 非正弦波振荡器 按组成原理不同分 负阻振荡器 反馈振荡器 利用正反馈原理构成 本质上也是负阻振荡器 第 4 章 正弦波振荡器 反馈振荡器的工作原理 LC正弦波振荡器 振荡器的频率和振幅稳定度 石英晶体振荡器 RC正弦波振荡器 负阻正弦波振荡器 特殊振荡现象 本章小结 4.1 反馈振荡器的工作原理 主要要求： 掌握反馈振荡器的组成和基本工作原理 理解反馈振荡器的起振条件和平衡条件， 了解其稳定条件。 掌握反馈振荡器能否振荡的判断方法。 4.1.1 反馈振荡器的组成与基本工作原理 一、 反馈振荡器的组成 放大器 Au 反馈网络 Fu Ui Uo Uf 正弦波振荡器由放大器、 反馈网络和选频网络组成 无外加输入信号 二、 反馈振荡器的工作原理 放大器 Au 反馈网络 Fu Ui Uo Uf 放大器 Au 反馈网络 Fu Ui Uo Uf Ui 要满足 起始信号来自电扰动 起振时要满足 输出信号大小满足要求 时，要能自动稳定输出电压， 实现 ，使电路进入 稳定状态，输出幅度和频率 都稳定的信号。故要有稳幅 环节（正弦波还要有选频网络）。 放大器 Au 反馈网络 Fu Ui Uo Uf 放大器 Au 反馈网络 Fu Ui Uo Uf Ui 要满足 起始信号来自电扰动 起振时要满足 稳幅 内稳幅 外稳幅 利用放大器 件的非线性 二、 反馈振荡器的工作原理 O Ui Uo O Ui A 放大器 Au 反馈网络 Fu Ui Uo Uf 放大器 Au 反馈网络 Fu Ui Uo Uf Ui 要满足 起始信号来自电扰动 起振时要满足 稳幅 内稳幅 外稳幅 利用在反馈网络中接入非线性 器件。输出波形失真小 二、 反馈振荡器的工作原理 4.1.2 振荡的平衡条件和起振条件 一、 振荡的平衡条件 ? ? ? ? ? ? 由于 故 由 可得 又由于环路增益 故又得 一、 振荡的平衡条件 n=0,1,2… 振幅平衡条件 相位平衡条件 即正反馈 振幅条件和相位条件必须同时满足。 相位平衡条件确定振荡频率； 振幅平衡条件确定振荡输出信号的幅值。 4.1.2 振荡的平衡条件和起振条件 一、 振荡的平衡条件 n=0,1,2… 二、 振荡的起振条件 n=0,1,2… 振幅起振条件 相位起振条件 4.1.2 振荡的平衡条件和起振条件 振荡条件讨论与小结 振荡条件：同时满足起振条件和平衡条件 引入正反馈是构成振荡器的关键。 同时T必须具有随振荡电压Ui 增大而下降的特性 O UiA 平衡点 为获得这样的环路增益特性，反馈环路中要有非线性环节。 为获得正弦波，振荡电路中要有选频环节。振荡频率通常就由选频环节确定。 4.1.3 振荡的稳定条件 干扰破坏原平衡状态后， 振荡器自动回到原平衡状态所需条件 稳定条件是指振荡器的工作状态在外界各种干扰的作用下 （如在电压抖动、温度变化、噪声等作用下）偏离平衡状态时， 系统自动恢复到原来的平衡状态所应具备的条件。振荡器的稳定 条件分为振幅稳定条件和相位稳定条件。 一、 振幅稳定条件 二、 相位稳定条件 O f ?T(f) f0A 若?T 具有随 f 增大而减小的特性 则可阻止上述频率的变化。通过不断的反馈，最终回到原平衡状态。 实际电路中?T 在 f0 处的变化率主要由选频网络决定，通常能满足之。 LC回路Q值越高，相位稳定度越好，频率也越稳定 4.1.3 振荡的稳定条件 4.1.3 稳定条件 振幅稳定条件：如图，P点是一个稳定的平衡点。 由上面对平衡点稳定性的分析可知，在满足振幅稳定的平衡点P上，都具有放大特性斜率小于反馈特性斜率的特点。因而 振幅稳定条件为 (4 ─ 17) 当反馈网络为线性网络， 即反馈系数大小F不随输入信号改变，要使振幅稳定，故振幅稳定条件又可写为 在稳定平衡点上，放大器的增益应随输入电压的增大而减小。要使放大器增益A随Ui变化，放大器一定要工作在非线性状态。所以说振幅稳定是由放大器的非线性工作保证的，振荡器必然是非线性电子线路。称这种振幅稳定方式叫内稳幅方式。 当A=常数时，振幅稳定条件为 根据这个条件可知，要使振幅稳定，在稳定平衡点上，反馈网络的反馈系数应随电压的增大而减小。当Ui增加时， A=常数，Uo增加，F减小，Uf减小，由于U