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正弦波振荡电路构成的四个基本环节
2023-06-07 23:26:00
一个振荡器要建立振荡,必须满足自激振荡的两个基本条件。当振荡幅度逐渐增大,最终达到稳定状态时,电路需要有稳定的振幅环节来降低放大器的放大倍数,满足|AF|=1振幅值条件。因此,根据上述条件,BF3510TV正弦波振荡电路由四个部分组成:放大正弦波振荡电路、选频网络、反馈网络和稳定振幅环节。
①放大电路:对交流信号有一定的电压放大倍数,其功能是放大所选频率的信号。可根据电路需要使用单级放大电路或多级放大电路。
②频率选择网络:选择一定频率的信号产生谐振,其功能是选择指定频率的信号,使正弦波振荡电路实现单频振荡,最大化输出。频率选择网络分为LC频率选择网络和RC频率选择网络。使用LC频率选择网络的正弦波振荡电路称为LC振荡电路;使用RC频率选择网络的正弦波振荡电路称为RC振荡电路。放大电路或反馈网络可以设置频率选择网络。
③反馈网络:是通过反馈信号的电路。其功能是向输入端反馈输出信号,引入自激振荡所需的正反馈,并与放大器一起满足振荡条件。一般反馈网络由线性元件R组成,L和C根据需要组成。
④稳定振幅环节:具有稳定输出信号振幅值的功能。利用电路元件的非线性特性和负反馈网络,限制输出范围,达到稳定振幅的目的。因此,稳定振幅链接是正弦波振荡电路的重要组成部分。
自我激励振荡是指恒定、稳定、持续的振荡,不添加激励信号。从数学的角度来看,它是一种自由振荡,出现在一些非线性系统中。
一个典型例子是范达波尔(VanderPol)方程所描述的系统,方程形式为mx¨-f(1-x2)x·-kx=0(m>0,f>0,k>0)。其中x·和x¨为变量x的一阶和二阶导数。分析表明:当x的值很小时,阻尼f是负的,因而运动发散;当x的值很大时,阻尼f是正的,因而运动衰减。
扩展资料:
自激振荡条件的产生
1、范围平衡条件|AF|=12、相位平衡条件φA+φF=2nπ(n=0、1、2、3..)A是指基本放大电路(开环增益)的增益。F指反馈网络的反馈系数必须满足|AF|略大于1的振动条件。为了实现高开环放大倍数,基本放大电路必须由多级放大电路组成。但是,在多级放大电路之间的负反馈中,信号的相位移动可能会使负反馈放大电路工作不稳定,产生自激振荡。AF(环放大倍数)附加相移是负反馈放大电路自激振荡的根本原因。单级和二级放大电路稳定,三级或三级以上负反馈放大电路稳定。如果有一定的反馈深度,可能会产生自激振荡,因为在低频段和高频段,可以找到满足相移到180度(满足相位条件)的频率。在这个时候,如果满足振幅条件|AF|=1,就会产生自激振荡。所以,三级以上负反馈放大电路的自激振荡必须采取校正措施,以达到电路稳定工作的目的。
从上述分析可以看出,正弦波振荡电路的构成必须包括以下四个基本环节。放大电路:保证电路从振动到动态平衡的过程,就是电路获得一定范围的输出,实现能量控制。选频网络:确定电路振荡频率,使电路产生单频振荡,即确保电路产生正弦波振荡。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)稳定环节:即非线性环节,其作用是稳定输出信号振幅值。选频网络和正反馈网络在很多实用电路中往往“合二为一”;另外,对于分立元件放大电路,不再增加稳定振幅环节,而是依靠晶体管的非线性特性来发挥稳定振幅的作用。根据选频网络中使用的元件命名,正弦波振荡电路通常分为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正弦波振荡电路振荡频率低,一般在1mHz以下;LC正弦波振荡电路振荡频率高,一般在1mHz以上;石英晶体正弦波振荡电路也可以等同于LC正弦波振荡电路,其特点是振荡频率非常稳定。
RC振荡电路由RC选频网组成,适用于低频振荡,一般用于产生1Hz~1MHz。(fo=1/2πRC)低频信号。对于RC振荡电路,增加电阻R可以降低振荡频率,增加电阻不需要增加成本;对于LC振荡电路,正弦波频率普遍较高。如果正弦振荡频率较低,振荡电路必须需要较大的电感和电容,不仅组件体积大、体积大、安装不方便,而且制造困难、成本高。因此,低于200kHz的正弦振荡电路一般采用低振荡频率的RC振荡电路。
正弦波振荡器电路的主要部件:
放大器:放大器的作用是提供足够的放大倍数,这样电路就可以随着时间的推移而自我激励。
反馈网络:反馈网络是电路的一部分,为了实现正弦波的自我激励,将部分输出信号反馈到输入端。
滤波器:滤波器用于过滤噪声或杂波信号,以确保电路输出干净的正弦波。
振荡元件:振荡元件是电路中的一种设备,它能在反馈网络的作用下产生自我激励振荡。
在不同类型的正弦波振荡器中,这些部分会有所不同,但是它们的基本成分是相似的。
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