LC正弦波振荡电路 (2).ppt

9.3 LC正弦波振荡电路,主要用于高频信号的产生。1M赫兹以上,一、LC并联谐振回路的选频特性,(阻性),LC并联谐振特点：谐振时，总路电流很小，支路电流很大，电感与电容的无功功率互相补偿，电路呈阻性。用于选频电路。,R为电感线圈中的电阻,等效损耗电阻,当 时，,电路谐振。,为谐振频率,谐振时,阻抗最大，且为纯阻性,同时有,即,并联谐振回路,Q为谐振回路的品质因数，Q值越大，曲线越陡越窄，选频特性越好。图中Q1Q2。并联谐振阻抗为Z0,谐振时LC并联谐振电路相当一个电阻。,LC并联谐振回路的幅频特性曲线,LC谐振回路选频放大电路,当ff0时，电压放大倍数的数值最大且附加相移为0。对于其它频率的信号，放大倍数不仅数值小，且有附加相移。若在电路中引入正反馈，并用反馈电压取代输入电压，则电路构成正弦波振荡电路。,LC正弦波振荡电路的类型,类型：变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式；说明：振荡频率较高，放大电路采用分立元件电路，可以是共射和共基电路。,互感线圈的极性判别,磁棒,初级线圈,次级线圈,C,L,R,u,i,反馈信号通过互感线圈引出,二、变压器反馈式LC振荡电路,工作原理：,满足相位条件。,振荡频率:,判断是否是正反馈:用瞬时极性法判断,虽然波形出现了失真，但由于LC谐振电路的Q值很高，选频特性好，所以仍能选出0的正弦波信号。,1.电路结构,2.相位平衡条件,3.幅值平衡条件,4.稳幅,5.选频,（定性分析）,放大电路：共射放大电路选频网络：LC谐振回路正反馈网络：变压器稳幅环节：器件非线性,电路分析：,电路为典型的分压式偏置电路，可以设置合适的静态工作点；交流信号能够正常传递，电路可以正常放大。利用瞬时极性法，可以判断电路满足相位平衡条件。合理选择变压器原、副边线圈的匝数及其他电路参数，电路容易满足幅值平衡条件。,振荡频率：,(+),(-),(+),(+),(+),(+),(+),(+),反馈,满足相位平衡条件,满足相位平衡条件,反馈,+,+,+,正反馈,振荡频率:,uo,三、三点式LC 振荡电路,电容三点式电感三点式,A.若中间点交流接地，则首端与尾端 相位相反。,三点的相位关系,B.若首端或尾端交流接地，则其他两 端相位相同。,三点式电路的瞬时极性判断：,中心抽头交流接地：,另一端交流接地：,电容三点式,电感三点式,震荡频率：,1.电容三点式LC 振荡电路,振荡频率：,若三点式变为左图电路，则电路是否还是三点式？瞬时极性如何变化？能否震荡？,稳定振荡频率的措施：,若要振荡频率高，则L、C1、C2的取值就要小。当电容减小到一定程度，晶体管的极间电容将并联在C1和C2上，影响振荡频率。改进见图。,改进选频网络，加很小的C,特点：波形好，振荡频率调整范围小，适用于频率固定的场合。,采用共基放大电路的电容反馈式振荡电路,共基电路频带宽，振荡频率高。,2.电感三点式LC振荡电路,振荡频率：,特点：耦合紧密，易振，振幅大，C用可调电容可获得较宽范围的振荡频率。波形较差，常含有高次谐波。,例：试判断下图所示三点式振荡电路是否满足相位平衡条件。,(a)(b),Q值越高，选频特性越好，频率越稳定。,1.频率稳定问题,频率稳定度一般由 来衡量,频率偏移量。,振荡频率。,LC振荡电路 Q 数百,石英晶体振荡电路 Q 10000 500000,四、石英晶体振荡电路,2.石英晶体基本特性,极板间加电场,极板间加机械力,压电效应,交变电压,机械振动的固有频率与晶片尺寸有关，稳定性高,当交变电压频率=固有频率时，振幅最大,压电谐振,等效电路：,（1）串联谐振,频率特性：,晶体等效阻抗为纯阻性,（2）并联谐振,通常,所以,3.石英晶体的等效电路与频率特性,实际使用时外接一小电容Cs,则新的谐振频率为,由于,由此看出,调整,注：此为函数展开为幂级数形式，（1+x）m=1+mx+,利用石英晶体的高品质因数的特点，构成LC振荡电路。,1.并联型石英晶体振荡器,石英晶体工作在fs与fp之间，相当一个大电感，与C1、C2组成电容三点式振荡器。由于石英晶体的Q值很高，可达到几千以上，所示电路可以获得很高的振荡频率稳定性。,2.石英晶体正弦波振荡电路,（1）并联型（2）串联型,串联型晶体振荡电路结构如图所示。将石英晶体串联在正反馈支路中，只有当振荡频率 时，石英晶体呈电阻性，阻抗最小，而且正反馈最强，相移为零，电路满足相位平衡条件。当振荡频率 时，不满足相位平衡条件，电路不起振。,判断下列电路能否产生振荡，若不能，改电路使其可能产生振荡。,