振蕩器概述教案

1、一、概述在電子技術(shù)領(lǐng)域中，許多場(chǎng)合下需要使用到交變信號(hào)特別是正弦波信號(hào)，如無線電通信系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)的載波信號(hào)、接收機(jī)的本地振蕩信號(hào)，電子測(cè)量中的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源等，它們一般都是由電路裝置-自激式信號(hào)發(fā)生器（又叫自激式振蕩器）產(chǎn)生的。1自激式振蕩器的概念所謂自激式振蕩器，是指在無任何外加輸入信號(hào)的情況下，就能自動(dòng)地將直流電能轉(zhuǎn)換成具有一定頻率、振幅、波形的交變信號(hào)能量的電路。若產(chǎn)生的交流信號(hào)為正弦波，則稱為正弦波信號(hào)發(fā)生器或正弦波振蕩器。2自激式振蕩器的分類自激式振蕩器的種類很多，按信號(hào)的波形來分，可分為正弦波振蕩器和非正弦波振蕩器。常見的非正弦波形有方波、矩形波、鋸齒波等等。在正弦波振蕩器中，按構(gòu)成選

2、頻網(wǎng)絡(luò)的元件不同可分為LC振蕩器、石英晶體振蕩器、RC振蕩器等。本任務(wù)重點(diǎn)討論自激式正弦波振蕩器的組成、振蕩條件及LC振蕩器、三點(diǎn)式振蕩器、RC振蕩器等三種振蕩器的電路結(jié)構(gòu)和基本工作原理。3自激式振蕩器的主要性能指標(biāo)振蕩器的主要性能指標(biāo)是，振蕩頻率f0、頻率穩(wěn)定度f0/f0、振蕩幅度A、振蕩波形等。對(duì)于每一個(gè)振蕩器來說，首要的指標(biāo)是振蕩頻率和頻率穩(wěn)定度。對(duì)于不同的設(shè)備，在頻率穩(wěn)定度上是有不同的要求的。比如相干光調(diào)制器中的載波，要求頻率穩(wěn)定度在10-510-6，目前主要采用介質(zhì)振蕩器實(shí)現(xiàn)；而廣播電臺(tái)的調(diào)幅發(fā)射機(jī)中的載波，頻率穩(wěn)定度在10-310-4，可采用LC振蕩器或石英晶體振蕩器實(shí)現(xiàn)。4自激式

3、振蕩器的基本原理(1)自激振蕩現(xiàn)象在舞臺(tái)演唱中常遇到這種現(xiàn)象，當(dāng)有人把他所使用的話筒靠近揚(yáng)聲器時(shí)，會(huì)引起一種刺耳的嘯叫聲，其產(chǎn)生過程可用圖3-1-1來描述。顯然，產(chǎn)生嘯叫的原因是由于當(dāng)話筒靠近揚(yáng)聲器時(shí)，來自揚(yáng)聲器的聲波激勵(lì)話筒，話筒感應(yīng)電壓并輸入音頻放大器，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲，然后揚(yáng)聲器又把放大了的聲音再送回話筒，形成新的激勵(lì)，這一過程是一個(gè)正反饋的過程。如此反復(fù)循環(huán)，就形成了聲電和電聲的自激振蕩嘯叫現(xiàn)象。圖3-1-1擴(kuò)音系統(tǒng)中嘯叫聲的產(chǎn)生示意圖很明顯，自激振蕩是擴(kuò)音系統(tǒng)所不希望的，它會(huì)把有用的聲音信號(hào)“淹沒”掉。這時(shí)，只要將話筒移開使之偏離揚(yáng)聲器聲波的來向，或者將音頻放大器的增益調(diào)低，就可降低揚(yáng)

4、聲器對(duì)話筒的激勵(lì)，抑制嘯叫現(xiàn)象。自激式振蕩器就是采用上述的正反饋原理工作的，下面將作進(jìn)一步的分析。(2)自激式振蕩器的組成從振蕩條件的組成框圖及分析過程可知，一個(gè)自激式振蕩器應(yīng)由基本放大器、選頻網(wǎng)絡(luò)、反饋網(wǎng)絡(luò)等部分組成，如圖3-1-4所示。為了穩(wěn)定輸出信號(hào)，有的振蕩器還含有穩(wěn)幅環(huán)節(jié)?；痉糯笃鬟x頻網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)圖3-1-4自激振蕩器的組成方框圖基本放大器用于對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行放大；選頻網(wǎng)絡(luò)的作用是從放大后的信號(hào)中選出某一特定頻率f0的信號(hào)輸出，振蕩器的振蕩頻率就等于選頻網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率；反饋網(wǎng)絡(luò)的作用是將全部或部分輸出信號(hào)反饋加到基本放大器的輸入端。通常，選頻網(wǎng)絡(luò)由RC電路構(gòu)成的稱為RC正弦波振蕩器；

5、選頻網(wǎng)絡(luò)由LC電路構(gòu)成的稱為LC正弦波振蕩器。(3)自激振蕩的建立過程振蕩總是從無到有、從小到大地建立起來的。那么，振蕩器剛接通電源時(shí)，原始的輸入電壓是從哪里來？又如何能夠從小到大建立起穩(wěn)定的等幅振蕩呢？當(dāng)剛接通電源時(shí)，振蕩電路中各部分總是會(huì)存在各種電的擾動(dòng)，例如接通電源瞬間引起的電流突變、電路的內(nèi)部噪聲等，它們包含了非常多的頻率分量，由于選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻作用，只有頻率等于振蕩頻率f0的分量才能被送到反饋網(wǎng)絡(luò)，其它頻率分量均被選頻網(wǎng)絡(luò)濾除。通過反饋網(wǎng)絡(luò)送到放大器輸入端的頻率為f0的信號(hào)，就是原始的輸入電壓。該輸入電壓被放大器放大后，再經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)，得到的反饋電壓又被送到放大器的輸入端。由于滿足振蕩的相位平衡條件和起振條件，因此該輸入電壓（即反饋電壓）與原輸入電壓相位相同，振幅更大。這樣，經(jīng)放大、選頻和反饋的反復(fù)循環(huán)，振蕩電壓振幅就會(huì)不斷增大。隨著振幅的增大，放大管進(jìn)入大信號(hào)的工作狀態(tài)。當(dāng)振幅增大到一定程度后，由于穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的作用，放大倍數(shù)的模A將下降（反饋系數(shù)的模F一般為常數(shù)），于是環(huán)路增益AF逐漸減小，輸出振幅Uom的增大變緩，直至AF下降到1時(shí)，反饋電壓振幅與原輸入