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振荡电路是什么,振荡电路的工作原理和振荡电路的经典设计

发布时间:2023-07-22 13:10:22编辑:温柔的背包来源:

很多朋友对振荡电路是什么,振荡电路的工作原理和振荡电路的经典设计不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

振荡电路是什么,振荡电路的工作原理和振荡电路的经典设计

振荡电路的定义是一个放大电路,只有输入信号加到输入端,输出端才能输出信号。如果在输入端没有外部输入信号,在输出端仍有一定频率和幅度的信号,称为放大电路的自激振荡。振荡电路是在没有外部输入信号的情况下,通过电路的自激振荡产生正弦波输出电压的电路。

它广泛应用于遥控、通信、自动控制、测量等设备中,也作为模拟电子电路的测试信号。

振荡电路工作原理1、正弦波振荡的条件图1所示的正弦波振荡电路是一个没有输入信号的正反馈闭环电路。图1正弦波振荡电路框图2、正弦波振荡的建立和稳定性。

实际正弦波振荡电路的初始信号是由电路内部噪声和瞬态过程的扰动引起的。通常,这些噪声和干扰的频谱很宽,幅度很小。为了最终得到稳定的正弦信号,首先必须使用频率选择环节,从噪声或扰动信号中选择所需频率的分量满足相位平衡条件,而其他频率分量不满足相位平衡条件。其次,为了建立从小到大的振荡,要求满足| af | 1 (4)。

等式(4)称为正弦波振荡的起始条件。从方程(4)可以看出,振荡建立后,信号不断由小变大,无法得到稳定的正弦波。实际上,信号的幅度最终会受到放大电路非线性的限制,即当幅度逐渐增大时,|A|会逐渐减小,最终|AF|=1达到幅度平衡的条件,从而使正弦波振荡稳定。组成3、正弦波振荡电路

从以上分析可以看出,正弦波振荡电路在构成上必须具备以下四个基本环节。(1)放大电路:保证电路从开始振动就处于动态平衡的过程,就是电路获得一定幅度的输出,实现能量控制。(2)选频网络:确定电路的振荡频率,使电路产生单频振荡,即保证电路产生正弦波振荡。(3)正反馈网络:引入正反馈,使放大电路的输入信号等于反馈信号。

(4)稳幅环节:即非线性环节,用于稳定输出信号的幅度。在许多实际电路中,选频网络和正反馈网络往往合二为一;而且对于分立元件放大电路,不再增加稳幅环节,而是依靠晶体管特性的非线性来稳幅。

正弦波振荡电路常根据选频网络中使用的元件来命名,分为三种:RC正弦波振荡电路、LC正弦波振荡电路和应时晶体正弦波振荡电路。RC正弦波振荡电路的振荡频率较低,一般在1MHz以下;LC正弦波振荡电路的振荡频率高,一般在1MHz以上;应时晶体正弦波振荡电路也可以等效为LC正弦波振荡电路,其特点是振荡频率非常稳定。振荡电路RC振荡器的经典设计

使用由RC元件组成的电路作为频率选择网络的正弦波振荡电路被称为RC振荡器。根据反馈网络的结构特点,RC振荡电路可分为RC移相电路、RC桥式电路和双T型选频网络。其中RC桥式振荡电路采用RC串并联电路作为选频网络,所以也叫RC串并联振荡电路,如图1-29所示。

这个电路由两部分组成,即放大器Au和选频网络Fuo Au是由集成运算放大器组成的电压串联负反馈放大器,而Fu由Zl和Z2组成,同时也作为正反馈网络。Zl、Z2、Rl和R2正好组成一个四臂电桥,放大电路的输入输出分别接在电桥的两条对角线上,所以这个RC振荡器电路也叫RC桥式振荡器。RC移相正弦波振荡电路

RC移相正弦波振荡电路以RC移相网络作为正弦波振荡电路的反馈环节,如图l-30所示。振荡电路的RC移相网络提供180相移,而放大器采用反相输入比例放大电路,所以a=-180。af=0满足振荡的相位条件。只要调节热敏电阻Rf,使放大足以补偿反馈网络引起的信号幅度衰减,就可以产生正弦波振荡信号。变压器反馈LC振荡器

反馈网络采用变压器,变压器的初级绕组和电容并联形成振荡回路作为选频网络,代替晶体管集电极电阻Rc,从变压器的次级绕组带回反馈电压,加到放大电路的输入端。电路如图1-31所示。

变压器反馈LC振荡电路的特点是振荡频率调节方便,阻抗匹配和起振要求容易,输出波形一般,频率稳定度低,正弦波信号的频率在几千赫兹到几十兆赫,一般适用于要求不高的设备。电感三点式振荡器

电感三点式振荡器的典型电路如图1-32所示。在LC振荡电路中,电感有一个抽头将线圈分成两部分,即线圈L1和线圈L2。线圈L1的第三端连接到晶体管的基极B,线圈L2的第一端连接到晶体管的集电极C,中间抽头2连接到发射极E.也就是说电感线圈的三个端子分别接在晶体管的三个极上,所以叫电感三点式振荡器,也叫哈特莱振荡器。

在该电路中,L1也用作反馈网络,并且L1的反馈电压通过耦合电容器Cl施加到晶体管的输入端。放大后,在LC振荡回路中获得高频振荡信号。只要适当选择电感抽头的位置,使反馈信号大于输入信号,就可以在LC环路中获得无衰减的等幅振荡。振荡频率可由下式求得:式中,Ll和L2为线圈抽头两侧的自感系数;m为两段电感线圈的瓦电感;c是振荡电容;o是振荡频率。

电容三点式振荡器

图1-33是电容三点式振荡器的典型电路图。其结构类似于电感三点式振荡器,只是L和C互换了位置。在LC振荡电路中,两个电容串联形成一个电容支路,两个电容之间有一个出口。通过出口,部分电压从LC振荡电路的电容器支路取出,并反馈到放大器电路的输入端。由于电容支路的三个端子分别接在晶体管的三个极上,所以这种电路称为电容三点式LC振荡器,也称为Kolpitts振荡器。

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