本书为了帮助读者快速、有效地达到这一目的,从内容上作了如下安排,首先讲述振荡电路的基本原理和构成振荡电路的基本器件如分立件、晶振以及集成电路,使读者从器件和振荡理论两方面认识各种振荡电路。
第一章 概述
一、振荡电路的作用
二、振荡电路的分类
三、振荡电路的基本原理
四、振荡电路的技术指标
第二章 LC正弦波振荡器
一、LC网络的电路特性
二、变压器耦合反馈式振荡器
三、电感三点式振荡器
……
第三章 RC正弦波振荡器
一、RC选频网络的特性
二、RC正弦波振荡器的特点
三、RC移相振荡器
四、RC桥式振荡器
第四章 负阻型LC正弦波振荡器
一、负阻器
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LC 正弦波振荡电路 LC 正弦波振荡电路与 RC 桥式正弦波振荡电路的组成原则在本质 上是相同的,只是选频网络采用 LC 电路。在 LC 振荡电路中,当 f=f0 时,放大电路的放大倍数数值最大,而其余频率的信号均被衰减到零; 引入正反馈后,使反馈电压作为放大电路的输入电压,以维持输出电 压,从而形成正弦波振荡。由于 LC 正弦波振荡电路的振荡频率较高, 所以放大电路多采用分立元件电路。 一、 LC 谐振回路的频率特性 LC 正弦波振荡电路中的选频网络采用 LC 并联网络,如图所示。 图(a)为理想电路,无损耗,谐振频率为 公式推导过程: 电路导纳为 令式中虚部为零,就可求出 谐振角频率 式中 Q为品质因数 当 Q>>1时, ,所以谐振频率 将上式代入 ,得出 当 f=f 0时,电抗 当 Q>>1时, ,代入 ,整理可得 在信号频率较低 时,电容的容抗 ( ) 很大,网络 呈感性;在信号
振荡电路的用途和振荡条件 不需要外加信号就能自动地把直流电能转换成具有一定振幅和一定频率的交流信 号的电路就称为振荡电路或振荡器。这种现象也叫做自激振荡。或者说,能够产生交流信号 的电路就叫做振荡电路。 一个振荡器必须包括三部分:放大器、正反馈电路和选频网络。放大器能对振荡 器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值 。正反馈电路保证向振荡器输 入端提供的反馈信号是相位相同的, 只有这样才能使振荡维持下去 。选频网络则只允许某个 特定频率 f 0 能通过,使振荡器产生单一频率的输出。 振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的;一个是反馈 电压 u f 和输入电压 U i 要相等,这是振幅平衡条件。二是 u f 和 u i 必须相位相同,这 是相位平衡条件,也就是说必须保证是正反馈。一般情况下,振幅平衡条件往往容易做到, 所以在判断一个振荡电路能否振荡,主要是看
振荡电流是一种交变电流,是一种频率很高的交变电流,它无法由线圈在磁场中转动产生,只能由振荡电路产生。
振荡电路物理模型(即理想振荡电路)的满足条件:
①整个电路的电阻R=0(包括线圈、导线),从能量角度看没有其它形式的能向内能转化,即热损耗为零。
②电感线圈L集中了全部电路的电感,电容器C集中了全部电路的电容,无潜布电容存在。
③LC振荡电路在发生电磁振荡时不向外界空间辐射电磁波,是严格意义上的闭合电路,LC电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化,即便是电容器内产生的变化电场,线圈内产生的变化磁场也没有按麦克斯韦的电磁场理论激发相应的磁场和电场,向周围空间辐射电磁波。
《振荡电路的设计与应用》是“实用电子电路设计丛书”之一。《振荡电路的设计与应用》主要介绍振荡电路的设计与应用,内容包括基本振荡电路、RC方波振荡电路的设计、RC正弦波振荡电路的设计、高频LC振荡电路的设计、陶瓷与晶体振荡电路的设计,以及函数发生器的设计、电压控制振荡电路的设计、PLL频率合成器的设计、数字频率合成器的设计,等等。
能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路。一般由电阻、电感、电容等元件和电子器件所组成。由电感线圈l和电容器c相连而成的lc电路是最简单的一种振荡电路,也是一种不用外加激励就能自行产生交流信号输出的电路。它在电子科学技术领域中得到广泛地应用,如通信系统中发射机的载波振荡器、接收机中的本机振荡器、医疗仪器以及测量仪器中的信号源等。
振荡器的种类很多,按信号的波形来分,可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。正弦波振荡器产生的波形非常接近于正弦波或余弦波,且振荡频率比较稳定;非正弦波振荡器产生的波形是非正弦的脉冲波形,如方波、矩形波、锯齿波等。非正弦振荡器的频率稳定度不高。
在正弦波振荡器中,主要有LC振荡电路、石英晶体振荡电路和RC振荡电路等几种。这几种电路,以石英晶体振荡器的频率最稳定,LC电路次之,RC电路最差。RC振荡器的工作频率较低,频率稳定度不高,但电路简单,频率变化范围大,常在低频段中应用。 在通信、广播、电视等设备中,振荡器正逐步实现集成化,这些集成化正弦波振荡器的工作原理、电路分析、设计方法等原则上与分立元件振荡电路相一致。由于集成电路的集成度愈来愈高,并在向系统功能发展,其内部电路日趋复杂,如果不从系统组成和单元电路原理这两方面同时着手,那是很难弄清某一集成芯片的,振荡器也不例外。