LC正弦波振荡电路详解.docx

LC正弦波振荡电路详解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=f。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,谐振频率为八诙(推导过程如下)公式推导过程:电路导纳为令式中虚部为零,5+(谢+丿SW+閻就可求出谐振角频率式中Q为品质因数当Q>>1时,■:--,,得出当f=f0时,电抗当Q>>1时," 「":,代入",■-,整理可得|Z卜盼監屁二丄在信号频率较低时,电容的容抗( /<-)很大,网络呈感性;在信号频率较高时,电感的感抗(-匚二一"-)很大,网络呈容性;只有当f=f。时,网络才呈纯阻性,且阻抗最大。这时电路产生电流谐振,电容的电场能转换成磁场能,而电感的磁场能又转换成电场能,两种能量相互转换。 L:林旣阳绻实际的LC并联网络总是有损耗的,各种损耗等效成电阻R,如图(b)所示。电路的导纳为r=陶+—-—R+jaL回路的品质因数'R花(推导过程如下)公式推导过程:电路导纳为R⑹萼慮匝路损耗时]LC并联网络令式中虚部为零,=^7W+Jr'就可求出谐振角频率R2+(曲丫式中Q为品质因数1当Q>>1时,「•,所以谐振频率1Q旦将上式代入…二,得出1flQ舗-一J—rUc当f=f0时,电抗当Q>>1时,…*匸,代入,整理可得^QXl^QXc上式表明,选频网络的损耗愈小,谐振频率相同时,电容容量愈小,电感数值愈大,品质因数愈大,将使得选频特性愈好。当f=fo时,电抗推导过程如下)公式推导过程:电路导纳为疋+述)令式中虚部为零,就可求出谐振角频率111+1购=, =砂丿1Jlc式中Q为品质因数当Q>>1时,将上式代入当f=f0时,当Q>>1时,电抗'■,所以谐振频率二,得出=r+q2r必卜Q?R,代入“黍怙,整理可得当网络的输入电流为Io时,电容和电感的电流约为QI。。-=Y=J^C+—-—根据式1 ,可得适用于频率从零到无穷大时LC并联网络电抗的表达式Z=1/Y,其频率特性如下图所示。Q值愈大,曲线愈陡,选频特性愈好。UC并联岡8S电抗的频率特性选频放大电路二、变压器反馈式振荡电路若以LC并联网络作为共射放大电路的集电极负载,如右图所示,则电路的电压放大倍数&=-乎根据LC并联网络的频率特性,当f=f。时,电压放大倍数的数值最大,且无附加相移(原因)。对于其余频率的信号,电压放大倍数不但数值减小,而且有附加相移。电路具有选频特性,故称之为选频放大电路。若在电路中引入正反馈,并能用反馈电压取代输入电压,则电路就成为正弦波振荡电路。根据引入反馈的方式不同,LC正弦波振荡电路分为变压器反馈式、电感反馈式和电容反馈式三种电路。工作原理引入正反馈最简单的方法是采用变压器反馈方式,如图( 7114)所示,用反馈电压取代输入电压,得到变压器反馈式振荡电路。电路分析:★观察电路,存在放大电路、选频网络、正反馈网络以及用晶体管的非线性特性所实现的稳幅环节四个部分;★判断放大电路能否正常工作,