正弦波振荡器的基本原理ppt课件.ppt
封面,正弦波振荡器的基本原理,西藏第一神山冈仁波齐峰,返回,引言,正弦波振荡电路是一个没有输入信号但有输出信号的、带选频网络的正反馈放大电路。振荡电路（即正反馈放大电路）与负反馈放大电路在电路结构上的根本区别之一就是反馈信号Xf 在输入端与输入信号Xi的迭加是相加的，所以在分析其相位条件时与负反馈自激振荡有所不同。,本页完,引言,返回,学习要点,本 节 学 习 要 点 和 要 求,正弦波振荡器的基本原理,区别正、负反馈电路比较环节,正弦波振荡电路的振荡条件,正弦波振荡电路起振条件,正弦波振荡电路的基本组成部分及作用,返回,学习主页,使用说明：要学习哪部分内容，只需把鼠标移到相应的目录上单击鼠标左键即可。,正弦波振荡器的基本原理主页,结束,正、负反馈电路比较环节的区别,正弦波振荡电路的振荡条件,正弦波振荡电路起振条件,正弦波振荡电路的基本组成部分,返回,埃及帝王谷门农神像,一、正、负反馈电路比较环节的区别,一、正、负反馈电路比较环节的区别,正弦波振荡器的基本原理,继续,本页完,a基本放大器的相移,f反馈网络的相移,负反馈放大电路,反馈信号Vf 与输入信号Vi 相减得净输入信号Vid,Vid是衰减的。,正反馈放大电路,反馈信号Vf与输入信号Vi相加得净输入信号Vid,Vid是增加的。,比较正、负反馈电路净输入信号,一、正、负反馈电路比较环节的区别,继续,本页完,a基本放大器的相移,正弦波振荡器的基本原理,f反馈网络的相移,负反馈放大电路,正反馈放大电路,f反馈网络的相移,负反馈放大电路,正反馈放大电路,本内容学习结束页,一、正、负反馈电路比较环节的区别,继续,本页完,a基本放大器的相移,正弦波振荡器的基本原理,返回,继续,过度,一、正、负反馈电路比较环节的区别,正弦波振荡器的基本原理,继续,正反馈放大电路,二、正弦波振荡电路的振荡条件,一、正、负反馈电路比较环节的区别,继续,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,Xo,Xa,Xf,Xi,S,开关 S,正弦波振荡器的基本原理,为了分析的方便，把电路改画为如图所示，在输入端和反馈端之间加入一个开关 S。并用X代替V。,过度,一、正、负反馈电路比较环节的区别,继续,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,Xo,Xa,Xf,Xi,S,开关 S,正反馈放大电路,工作原理分析,一、正、负反馈电路比较环节的区别,继续,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,先把开关打至Xi 端，输入一个信号Xa(称为激励信号)。,Xo,Xa,Xf,Xi,S,开关 S,经基本放大电路放大后输出Xo,Xo=A Xa,调整反馈网络的参数使反馈信号Xf与输入信号Xa相同。,Xf=Xa,这时把S打至Xf端，则Xf可以代替Xa。电路不需要输入就有输出。,注意：反馈信号Xf与输入信号Xa相同的含义为大小相等，相位一致。,正弦波振荡器的基本原理,正反馈放大电路,工作原理分析,一、正、负反馈电路比较环节的区别,继续,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,基本放大电路A、a,反馈网络F、f,Xo,Xa,Xf,Xi,S,注意：反馈信号Xf与输入信号Xa相同的含义为大小相等，相位一致。,经基本放大电路放大后输出Xo,Xo=A Xa,Xf=Xa,正反馈放大电路,开关 S,先把开关打至Xi 端，输入一个信号Xa(称为激励信号)。,调整反馈网络的参数使反馈信号Xf与输入信号Xa相同。,这时把S打至Xf端，则Xf可以代替Xa。电路不需要输入就有输出。,工作原理分析,一、正、负反馈电路比较环节的区别,继续,本页完,Xo,Xa,Xf,Xi,S,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,经基本放大电路放大后输出Xo,Xo=A Xa,Xf=Xa,开关 S,先把开关打至Xi 端，输入一个信号Xa(称为激励信号)。,调整反馈网络的参数使反馈信号Xf与输入信号Xa相同。,这时把S打至Xf端，则Xf可以代替Xa。电路不需要输入就有输出。,正弦波振荡电路,正反馈放大电路,此时的正反馈放大电路就是振荡电路了。,推导出结果,一、正、负反馈电路比较环节的区别,正弦波振荡电路,继续,本页完,此时的反馈量Xf为：,Xf=F Xo,AF=1,上式就是正弦波振荡电路振荡条件，此式包含两个条件：,振幅平衡条件：|AF|=AF=1,相位平衡条件：a+f=2n(n=0,1,2）,联立三式得：,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,Xo,Xa,Xf,S,经基本放大电路放大后输出Xo,Xo=A Xa,Xf=Xa,开关 S,先把开关打至Xi 端，输入一个信号Xa(称为激励信号)。,调整反馈网络的参数使反馈信号Xf与输入信号Xa相同。,|AF|=AF=1,1.振幅平衡条件2.相位平衡条件,一、正、负反馈电路比较环节的区别,Xo,Xa,Xf,S,正弦波振荡电路,继续,本页完,振幅平衡条件的物理意义是：反馈信号|Xf|的大小必须与原输入信号|Xa|的大小相同，才能维持振荡。,1、振幅平衡条件,2、相位平衡条件,a+f=2n(n=0,1,2）,相位平衡条件的物理意义是：反馈信号|Xf|的相位必须与原输入信号|Xa|的相位一致(同相)，才能维持振荡。,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,相位条件中a+f值表示反馈信号Xf与输入信号Xa之间的相位差。当n=0时，a+f=0；当n=1时，a+f=2；即反馈信号总与输入信号同相。,开关 S,要使电路能够维持振荡，必须同时满足以上两个条件，缺一不可。,本内容结束页,一、正、负反馈电路比较环节的区别,Xo,Xa,Xf,S,继续,本页完,1、振幅平衡条件,2、相位平衡条件,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,振幅平衡条件的物理意义是：反馈信号|Xf|的大小必须与原输入信号|Xa|的大小相同，才能维持振荡。,a+f=2n(n=0,1,2）,|AF|=AF=1,开关 S,相位平衡条件的物理意义是：反馈信号|Xf|的相位必须与原输入信号|Xa|的相位一致(同相)，才能维持振荡。,正弦波振荡电路,要使电路能够维持振荡，必须同时满足以上两个条件，缺一不可。,返回,继续,三.正弦波振荡电路起振条件 起振原理分析,一、正、负反馈电路比较环节的区别,继续,本页完,在实际电路中，振荡器并不需要先加入一个激励信号触发其振荡，而是一接通电源，电路就自动起振输出正弦波(自激振荡)。这是因为接通电源瞬间的阶跃电压里含有丰富的谐波（即各种频率的正弦波），振荡电路会选中其中一种进行正反馈。,1、振幅平衡条件,|AF|=AF=1,2、相位平衡条件,三、正弦波振荡电路的起振条件,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,a+f=2n(n=0,1,2）,起振条件推导,一、正、负反馈电路比较环节的区别,继续,本页完,1、振幅平衡条件,|AF|=AF=1,2、相位平衡条件,三、正弦波振荡电路的起振条件,AF1,但这个原始信号幅度很小，振荡电路必须先进行放大，即反馈至输入端的信号应一次比一次大，才能使振荡产生，即XfXa，此时电路的振幅条件是AF1，波形如图所示。,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,a+f=2n(n=0,1,2）,只有当Xf达到足够的幅度后，电路才自动调节为Xf=Xa，这时电路主要任务是维持振荡，电路的振幅条件回复AF=1，波形如图所示。,起振条件推导,一、正、负反馈电路比较环节的区别,继续,本页完,1、振幅平衡条件,|AF|=AF=1,2、相位平衡条件,三、正弦波振荡电路的起振条件,AF1,AF=1,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,a+f=2n(n=0,1,2）,起振条件表达式,一、正、负反馈电路比较环节的区别,继续,本页完,1、振幅平衡条件,|AF|=AF=1,2、相位平衡条件,三、正弦波振荡电路的起振条件,AF1,AF=1,1、起振条件,|AF|=AF1,2、起振相位条件,a+f=2n(n=0,1,2）,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,起振过程,正弦波振荡器的基本原理,a+f=2n(n=0,1,2）,维持振荡过程,本内容结束页,一、正、负反馈电路比较环节的区别,继续,本页完,1、振幅平衡条件,|AF|=AF=1,2、相位平衡条件,三、正弦波振荡电路的起振条件,AF1,AF=1,1、起振条件,|AF|=AF1,2、起振相位条件,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,a+f=2n(n=0,1,2）,返回,继续,a+f=2n(n=0,1,2）,维持振荡过程,起振过程,过度,一、正、负反馈电路比较环节的区别,继续,三、正弦波振荡电路的起振条件,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,四、正弦波振荡电路的基本组成部分1.基本放大电路2.反馈网络,一、正、负反馈电路比较环节的区别,正弦波振荡电路,三、正弦波振荡电路的起振条件,四、正弦波振荡电路的基本组成部分,1、基本放大电路,2、反馈网络,继续,本页完,由上面方框图可知：正弦波振荡器应有一个基本放大电路和一个正反馈网络。,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,稳幅环节的引入,一、正、负反馈电路比较环节的区别,三、正弦波振荡电路的起振条件,四、正弦波振荡电路的基本组成部分,1、基本放大电路,继续,本页完,2、反馈网络,由右图知：刚开始时振荡器的AF1即基本放大器的增益A比较大；稳定后AF=1，即基本放大器的增益A减少了，因而电路中应有一个能自动调节基本放大电路增益A的电路，此电路称为稳幅环节。,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,3.稳幅环节,一、正、负反馈电路比较环节的区别,三、正弦波振荡电路的起振条件,四、正弦波振荡电路的基本组成部分,1、基本放大电路,继续,本页完,2、反馈网络,3、稳幅环节,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,选频网络的引入,一、正、负反馈电路比较环节的区别,三、正弦波振荡电路的起振条件,四、正弦波振荡电路的基本组成部分,1、基本放大电路,2、反馈网络,3、稳幅环节,在实际电路中，振荡器并不需要先加入一个激励信号触发其振荡，而是一接通电源，电路就自动起振输出正弦波(自激振荡)。这是因为接通电源瞬间的阶跃电压里含有丰富的谐波（即各种频率的正弦波），振荡电路会选中其中一种进行正反馈。,最后由右边的自激振荡选频原理知，必须有一个选频电路在各个频率的正弦波中把所需频率的正弦波选出。,继续,本页完,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,4.选频网络,一、正、负反馈电路比较环节的区别,三、正弦波振荡电路的起振条件,四、正弦波振荡电路的基本组成部分,1、基本放大电路,2、反馈网络,3、稳幅环节,继续,本页完,4、选频网络,二、正弦波振荡电路维持振荡的两个条件,正弦波振荡器的基本原理,在实际电路中，振荡器并不需要先加入一个激励信号触发其振荡，而是一接通电源，电路就自动起振输出正弦波(自激振荡)。这是因为接通电源瞬间的阶跃电压里含有丰富的谐波（即各种频率的正弦波），振荡电路会选中其中一种进行正反馈。,返回,结束,再见,再见,
