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正弦波振蕩器由哪些部分組成?

jf_vuyXrDIR ? 來源: 兆億微波 ? 2023-03-14 13:59 ? 次閱讀

一個振蕩器要建立振蕩,必須滿足自激振蕩的兩個基本條件。當振蕩幅度逐漸增大,最后達到穩態,電路需要有穩幅環節使放大器的放大倍數下降,滿足|AF|=1的幅值條件。所以,根據上述條件,正弦波振蕩電路由四部分組成,即放大電路正弦波振蕩電路、選頻網絡、反饋網絡和穩幅環節。

①放大電路:對交流信號具有一定的電壓放大倍數,其作用是對選擇出來的某一頻率的信號進行放大。根據電路需要可采用單級放大電路或多級放大電路。

②選頻網絡:選擇出某一頻率的信號產生諧振,其作用是選出指定頻率的信號,以便使正弦波振蕩電路實現單一頻率振蕩,并有最大幅度的輸出。選頻網絡分為LC選頻網絡和RC選頻網絡。使用LC選頻網絡的正弦波振蕩電路,稱為LC振蕩電路;使用RC選頻網絡的正弦波振蕩電路,稱為RC振蕩電路。選頻網絡可以設置在放大電路中,也可以設置在反饋網絡中。

③反饋網絡:是反饋信號所經過的電路,其作用是將輸出信號反饋到輸入端,引入自激振蕩所需的正反饋,并與放大器共同滿足振蕩條件。一般反饋網絡由線性元件R、L和C按需要組成。

④穩幅環節:具有穩定輸出信號幅值的作用。利用電路元件的非線性特性和負反饋網絡,限制輸出幅度螬大,達到穩幅目的。因此穩幅環節是正弦波振蕩電路的重要組成部分。

自激震蕩是指不外加激勵信號而自行產生的恒穩和持續的振蕩。從數學的角度出發,它是一種出現于某些非線性系統中的一種自由振蕩。一個典型例子是范達波爾(VanderPol)方程所描述的系統,方程形式為mx¨-f(1-x2)x·-kx=0(m>0,f>0,k>0)。其中x·和x¨為變量x的一階和二階導數。分析表明:當x的值很小時,阻尼f是負的,因而運動發散;當x的值很大時,阻尼f是正的,因而運動衰減。

擴展資料:

一、產生自激振蕩條件

1、幅度平衡條件|AF|=12、相位平衡條件φA+φF=2nπ(n=0,1,2,3···)其中,A指基本放大電路的增益(開環增益)。F指反饋網絡的反饋系數同時起振必須滿足|AF|略大于1的起振條件基本放大電路必須由多級放大電路構成,以實現很高的開環放大倍數。然而在多級放大電路的級間加負反饋,信號的相位移動可能使負反饋放大電路工作不穩定,產生自激振蕩。負反饋放大電路產生自激振蕩的根本原因是AF(環路放大倍數)附加相移.單級和兩級放大電路是穩定的,而三級或三級以上的負反饋放大電路。只要有一定的反饋深度,就可能產生自激振蕩,因為在低頻段和高頻段可以分別找出一個滿足相移為180度的頻率(滿足相位條件),此時如果滿足幅值條件|AF|=1,則將產生自激振蕩。因此對三級及三級以上的負反饋放大電路,必須采用校正措施來破壞自激振蕩,達到電路穩定工作目的。

二、正弦波振蕩電路的組成從上述分析可知,正弦波振蕩電路從組成上看必須有以下四個基本環節。(1)放大電路:保證電路能夠由從起振到動態平衡的過程,是電路獲得一定幅值的輸出量,實現能量的控制。(2)選頻網絡:確定電路的振蕩頻率,使電路產生單一頻率的振蕩,即保證電路產生正弦波振蕩。(3)正反饋網絡:引入正反饋,使放大電路的輸入信號等于反饋信號。(4)穩幅環節:也就是非線性環節,作用是使輸出信號幅值穩定。在不少實用電路中,常將選頻網絡和正反饋網絡“合二為一”;而且,對于分立元件放大電路,也不再另加穩幅環節,而依靠晶體管特性的非線性起到穩幅作用。正弦波振蕩電路常根據選頻網絡所用元件來命名,分為RC正弦波振蕩電路、LC正弦波振蕩電路和石英晶體正弦波振蕩電路3種類型。RC正弦波振蕩電路振蕩頻率較低,一般在1MHz以下;LC正弦波振蕩電路振蕩頻率較高,一般在1MHz以上;石英晶體正弦波振蕩電路也可以等效為LC正弦波振蕩電路,其特點是振蕩頻率非常穩定。

RC振蕩電路,采用RC選頻網絡構成,適用于低頻振蕩,一般用于產生1Hz~1MHz(fo=1/2πRC)的低頻信號。對于RC振蕩電路來說,增大電阻R即可降低振蕩頻率,而增大電阻是無需增加成本的;而對于LC振蕩電路來說,一般產生的正弦波頻率較高,若要產生頻率較低的正弦振蕩,勢必要求振蕩回路要有較大的電感和電容,這樣不但元件體積大、笨重、安裝不便,而且制造困難、成本高。因此,200kHz以下的正弦振蕩電路,一般采用振蕩頻率較低的RC振蕩電路。

正弦波振蕩器電路的主要組成部分:

1.放大器:放大器的作用是提供足夠的放大倍數,以便隨著時間的推移,電路能夠自我激勵。

2.反饋網絡:反饋網絡是電路中的一個部分,將一部分輸出信號反饋到輸入端,以實現正弦波的自我激勵。

3.濾波器:濾波器用于濾除噪聲或雜波信號,確保電路輸出一個干凈的正弦波。

4.振蕩元件:振蕩元件是電路中的一個設備,它在反饋網絡的作用下可以產生自我激勵的振蕩。

這些部分在不同類型的正弦波振蕩器中會有所不同,但基本的構成是類似的。

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