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(wěn)態(tài),電路需要有穩(wěn)幅環(huán)節(jié)使放大器的放大倍數(shù)下降,滿足|AF|=1的幅值條件。所以,根據(jù)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(wǎng)絡(luò)、反饋網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。
①放大電路:對交流信號具有一定的電壓放大倍數(shù),其作用是對選擇出來的某一頻率的信號進行放大。根據(jù)電路需要可采用單級放大電路或多級放大電路。
②選頻網(wǎng)絡(luò):選擇出某一頻率的信號產(chǎn)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(xiàn)單一頻率振蕩,并有最大幅度的輸出。選頻網(wǎng)絡(luò)分為LC選頻網(wǎng)絡(luò)和RC選頻網(wǎng)絡(luò)。使用LC選頻網(wǎng)絡(luò)的正弦波振蕩電路,稱為LC振蕩電路;使用RC選頻網(wǎng)絡(luò)的正弦波振蕩電路,稱為RC振蕩電路。選頻網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)置在放大電路中,也可以設(shè)置在反饋網(wǎng)絡(luò)中。
③反饋網(wǎng)絡(luò):是反饋信號所經(jīng)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(wǎng)絡(luò)由線性元件R、L和C按需要組成。
④穩(wěn)幅環(huán)節(jié):具有穩(wěn)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(wǎng)絡(luò),限制輸出幅度螬大,達到穩(wěn)幅目的。因此穩(wěn)幅環(huán)節(jié)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(chǎn)生的恒穩(wěn)和持續(xù)的振蕩。從數(shù)學(xué)的角度出發(fā),它是一種出現(xiàn)于某些非線性系統(tǒng)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(tǒng),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(dǎo)數(shù)。分析表明:當x的值很小時,阻尼f是負的,因而運動發(fā)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(chǎn)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(huán)增益)。F指反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)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(gòu)成,以實現(xiàn)很高的開環(huán)放大倍數(shù)。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(wěn)定,產(chǎn)生自激振蕩。負反饋放大電路產(chǎn)生自激振蕩的根本原因是AF(環(huán)路放大倍數(shù))附加相移.單級和兩級放大電路是穩(wěn)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(chǎn)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(chǎn)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(wěn)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(huán)節(jié)。(1)放大電路:保證電路能夠由從起振到動態(tài)平衡的過程,是電路獲得一定幅值的輸出量,實現(xiàn)能量的控制。(2)選頻網(wǎng)絡(luò):確定電路的振蕩頻率,使電路產(chǎn)生單一頻率的振蕩,即保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩。(3)正反饋網(wǎng)絡(luò):引入正反饋,使放大電路的輸入信號等于反饋信號。(4)穩(wěn)幅環(huán)節(jié):也就是非線性環(huán)節(jié),作用是使輸出信號幅值穩(wěn)定。在不少實用電路中,常將選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)“合二為一”;而且,對于分立元件放大電路,也不再另加穩(wěn)幅環(huán)節(jié),而依靠晶體管特性的非線性起到穩(wěn)幅作用。正弦波振蕩電路常根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)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(wěn)定。
RC振蕩電路,采用RC選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,適用于低頻振蕩,一般用于產(chǎn)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(chǎn)生的正弦波頻率較高,若要產(chǎn)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(shù),以便隨著時間的推移,電路能夠自我激勵。
2.反饋網(wǎng)絡(luò):反饋網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)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(shè)備,它在反饋網(wǎng)絡(luò)的作用下可以產(chǎn)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(gòu)成是類似的。
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原文標題:正弦波振蕩器由哪些部分組成?
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