19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲

本节课的教学目的:
1、理解正弦波振荡的条件、电路的组成及各部分的作用;
2、掌握文氏桥振荡电路的特点,学会组成文氏桥振荡电路;
3、理解各种LC(包括石英晶体)正弦波振荡电路的组成及振荡原理;
4、学会判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法。
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第1张图片

正弦波振荡的条件和电路组成

19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第2张图片
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第3张图片
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第4张图片
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第5张图片
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第6张图片
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第7张图片

RC正弦波振荡电路

19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第8张图片
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第9张图片
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第10张图片
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第11张图片
文氏桥的特点:
电压串联负反馈
RC串并联为选频网络

注意我们说的4个条件:放大、正反馈、选频、非线性。这里不仅有正反馈,而且有负反馈,这是文氏桥的特点。
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第12张图片
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第13张图片
根据文氏桥的两个特点去接,一个是选频网络为RC串并联,一个是串联电压负反馈。RC串并联的两端接电路输出,RC串并联中间为其输出,接在电路输入,构成了文氏桥的两臂,另外两臂是反馈回路组成:
用瞬时极性法判断正负反馈,这里要注意,双端输入的信号,两个端之间的电压为输入电压,所以Rb1左边引回的电压为正,从两端看才是一个负反馈,同时Rb1的右端接地,才能取得反馈电压。
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第14张图片
先判断四个基本条件:放大、正反馈、选频、非线性。
左图的R1C1是高通,在最高频时相移为0,在最低频(直流)的时候相移是+90°,也就是在频率变化时,相移的变化时0~90°。这里有三级,所以相角变化从0到270°,中间肯定经历180°,可能产生振荡。如果R、C互换,成了低通,同样可能产生正弦波振荡。

右图是一个特例,用来说明选频和正反馈是分开的情况,已经知道双T网络是一个阻带很窄(f0)的带阻网络,此处作为一个选频网络,相当于除了f0,其他信号都可以通过这个网络进行负反馈,又从图中的瞬时极性法可以知道还有一个正反馈,相当于会把全频段的信号正反馈回去,经过叠加,最终只剩下f0的正反馈!

关于瞬时极性法:此处的电路是一级共源放大,一级射极输出器,按放大器的输出顺序来判断正负,最终的反馈电压落在R3,输入电压(图中应该是对地的输入,标的有点问题)叠加R3的电压,为栅极和源极的电压,也就是输入电压,可以看到是正反馈!

LC正弦波振荡电路:

19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第15张图片
电容和电感互为能源,所以电流不再是I,而是Q倍的I,电阻也不再是无穷大,而是Q倍的感抗或者容抗。总结其呈纯阻性,大小与Q有关。所以把它接在共射放大电路取代集电极电阻Rc,其对f0具有选频特性,与一般共射电路不同:
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第16张图片
根据附加相移为0,只需要再来一个180°的相移,叠加到输入端,就能产生正反馈!
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第17张图片
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第18张图片
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第19张图片
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第20张图片
如果没有Rc,交流通路中,输出就被短路了。

图中的C消除了了电路的极间电容、分布电容、寄生电容的的影响,如图中表达式,与晶体管参数等等没有关系。

石英晶体正弦波振荡电路

19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第21张图片
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第22张图片
(1)石英晶体振荡实质上是LC振荡电路,石英晶体代替电感,工作在感性区,为电容三点式电路。
(2)共基电路,从射极进,集电极出。根据正反馈,可以知道石英晶体此时是纯阻性,但是从图中看,纯阻性时阻抗是无穷大,还有一种情况是阻抗为0,那肯定是后者,因为如果阻抗无穷大,就没有反馈电压了。电容C1的作用是使得交流通路中,Rb1和Rb2被短路,反馈信号直接加在Rbe上,获得足够的电压放大倍数。
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第23张图片
前两个是因为静态工作点设置得不合适,第三个是输出信号被短路。
19.深入浅出:正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲_第24张图片
首先,这三种电路都是共基接法。
判断四个基本条件:放大、正反馈、选频、非线性。判断能否放大,要注意静态工作点;判断正反馈要注意同铭端。
第二和第三个电路要注意,第二个是电容反馈式,第三个是电感反馈式,电感反馈式要加电容,不然直流通路中CE就短路了。PS:反馈信号的极性要看有一端是公共端的元器件,不要弄混淆。

参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲
https://www.bilibili.com/video/BV19s411a7KL?p=48

你可能感兴趣的:(深入浅出模拟电路)