高频正弦波振荡器.doc

高频电子线路论文高频正弦波振荡器摘要: 正弦波振荡器是指不需要输入信号控制就能自动地将直流电转换为特定频率和振幅的正弦交变电压( 电流) 的电路。它由四部分组成: 放大电路, 选频网络, 反馈网络和稳幅电路。常用的正弦波振荡器有电容反馈振荡器和电感反馈振荡器两种。后者输出功率小, 频率较低;而前者可以输出大功率,频率也较高。关键词高频振荡器正弦电容式晶体式一、振荡器定义振荡器是不需外信号激励、自身将直流电能转换为交流电能的装置。凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。例如,无线电发明初期所用的火花发射机、电弧发生器等,都是振荡器。但是用电子管、晶体管等器件与 L、C、R 等元件组成的振荡器则完全取代了以往所有产生振荡的方法,因为它有如下优点: (1) 它将直流电能转变为交流电能,而本身静止不动,不需作机械转动或移动。如果用高频交流发电机,则其旋转速度必须很高,最高频率也只能达 50kHz , 但却需要很坚实的机械构造。(2) 它产生的是“ 等幅振荡” ,而火花发射机等产生的是“ 阻尼振荡” 。(3) 使用方便,灵活性很大,它的功率可自毫瓦级至几百千瓦,工作频率则可自极低频率(例如每分钟几个周波) 至微波波段。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能通过,使振荡器产生单一频率的输出。二、振荡器的起振条件振荡的最初来源是振荡器在接通电源时不可避免地存在的电冲击及各种热噪声等,其包含有很宽的频谱分量, 在他们通过负载回路时, 由谐振回路性质即只有频率等于回路谐振频率的分量才可以产生较大的输出, 其他频率分量则不会产生压降, 因此负载回路上只有频率为回路谐振频率的成分产生压降, 该压降通过反馈网络产生出较大的正反馈电压, 反馈电压又加到放大器的输入端, 进行放大、反馈, 不断地循环下去, 谐振负载上将得到频率等于回路谐振频率的输出信号。在振荡开始时由于激励信号较弱,输出电压振幅较小,经过不断放大、反馈循环,输出幅度不断增大, 否则输出信号幅值过小, 无任何意义。为了使振荡过程中输出幅度不断增加,应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大,即振荡开始时应为增幅振荡,可得: 1)j(??T ,称为自激振荡的起振条件。三、振荡器分类 电容三点式振荡器电容三点式振荡器(也叫考毕兹振荡器),自激振荡器的一种。图中的 L、 C1 、 C2 组成谐振回路,作为晶体管放大器的负载阻抗。反馈信号从电容器 C2 两端取得,送回放大器的基极 b上,而且是将 LC 回路的三个端点分别与晶体管的三个电极相连,故将这种电路成为电容三点式振荡器。由串联电容与电感回路及正反馈放大器组成。因振荡回路两串联电容的三个端点与振荡管三个管脚分别相接而得名。电容三点式:反馈电压中高次谐波分量很小,因而输出波形好,接近正弦波。反馈系数因与回路电容有关,如果用该变回路的方法来调整振荡频率, 必将改变反馈系数,从而影响起振。电容三点式振荡器适合产生几十兆赫以上的信号,常用来作射频振荡器。图 是LC振荡回路的等效电路图,从图上可以看到,电路的振荡