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正弦振蕩電路

admin @ 2014-03-15 , reply:0

概述

在電子工程中,常常用到正弦信號,作為信號的源的振蕩電路,主要的要求是頻率準確度高、頻率穩定性好、波形失真小和振幅穩定度高等,但對高頻能源的振蕩電路有以下幾種:(1)LC振蕩電路:它適用於幾十千赫至幾百……

在電子工程中,常常用到正弦信號,作為信號的源的振蕩電路,主要的要求是頻率準確度高、頻率穩定性好、波形失真小和振幅穩定度高等,但對高頻能源的振蕩電路有以下幾種:
(1)LC振蕩電路:它適用於幾十千赫至幾百兆赫的頻率範圍(高頻率和超高頻)
(2)RC振蕩電路:適用於聲頻和超聲頻範圍(從幾赫至1赫)
(3)晶體振蕩電路:用於生產頻率穩定度較高的振蕩電路,頻率低於3千赫時常用音叉振蕩電路代替,而頻率高於幾十兆赫時常用泛音晶體振蕩電路,隨著集成化技術的發展,已有多種晶體振蕩器的集成電路,如國產的ZWB-1和ZWB-2型等。
相位和振幅平衡條件:
反饋式的振蕩電路主要是由基本放大器和反饋網路組成,如圖91所示,因此,振蕩電路實際上是一個閉環的正反饋電路,其閉環增益為:

Kf=Uf/Ui=KF=

要使電路產生振蕩,則必須反饋電壓Uf和輸入電壓Ui同相,所以本位平衡條件為
Φkf=2nπ------------------------------------ʽһ
(n=0,1,2,........
而且,要求|Uf|≥|Ui|,所以振幅平衡條件為:
KF≥1-----------------------------------------式二
如果滿足了這兩個平衡條件,則電路產生振蕩,由於振蕩器的晶體管工作在非線性區域,所以包含了豐富的諧波成分,而只有某一頻率才能滿足上述的兩個平衡條件,從而產生了單一頻率的正弦振蕩。


ͼ1

ͼ2

一、變壓器反饋式振蕩電路

圖2(a)為變壓器反饋振蕩電路,其正反饋過程是:若輸入Ui為上正下負,對於振蕩頻率,迴路諧振的並聯阻貳為電阻性,所以輸出電壓Uo與Ui反相,即Uo為上負下正,由於同名端決定了Uf為上正下負,Uf正好與Ui同相,只要晶體管的β足夠大和變壓器的匝數比合適,電路一定能夠振蕩,還可以證明電路的起振條件和振蕩頻率分別為:
β≥rbeRC/M------------------------ʽ3
f≈1/2π-----------------------ʽ4

二、三點式振蕩電路

1、三點式電路相位條件的判別法

可以從相量圖來檢查上述結論的正確性,設Xbe、Xce為容性,Xcb為感性;因振蕩時迴路諧振于振盪頻率,迴路呈電阻性:所以Uo、Ui反相及Ic、IL反相;又因Xbe、Xce為容性,故IC比UO超前90度。因Xcb為感性,所以Uf比IL滯后90度,其相量圖如圖3(b)示,從圖可見,Uf與Ui同相,上述結果得到證明。



ͼ3

ͼ4

2、電容三點振蕩電路(考畢茲電路)

β≥C2/C1----------------------------------ʽ5

f≈-(1)/ --------------------------ʽ6

一般反饋係數F=C1/C2取0.5-0.01之間,由於該電路的輸入端接電容,而容抗又隨頻率增加而減小,所以輸入電壓中的高次諧波分量將明顯地受到抑制,使輸出波形良好,該電路的缺點是:用調節電容來改變頻率時,會使反饋係數改變,所以通常用改進型的電容三點振蕩電路。

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