正弦波振蕩器是指不需要輸入信號控制就能自動地將直流電轉換為特定頻率和振幅的正弦交變電壓(電流)的電路。
1.正弦波振蕩電路圖
2.正弦波振蕩電路的作用
一個放大電路,在輸入端加上輸入信號的情況下,輸出端才有輸出信號。如果輸入端無外加輸入信號,輸出端仍有一定頻率和幅度的信號輸出,這種現象稱為放大電路的自激振蕩。振蕩電路就是在沒有外加輸入信號的情況下,依靠電路自激振蕩而產生正弦波輸出電壓的電路。它廣泛應用于遙控、通信、自動控制、測量等設備中,也作為模擬電子電路的測試信號。
3.正弦波振蕩電路的工作原理
反饋型振蕩器是由放大器和反饋網絡組成的一個閉合環路。它由放大器和反饋網絡兩大部分組成。放大器通常以某種選頻網絡(如振蕩回路)作負載, 是一種調諧放大器;反饋網絡一般是由無源器件組成的線性網絡。
起振------>非線性過程------>穩幅振蕩
平衡條件
記 閉環電壓放大倍數Ku(s),開環電壓放大倍數 K(s),電壓反饋系數 F(s),環路增益 T(s),反饋系數 F′(jω)=-F(jω)。 自激振蕩的條件就是環路增益為1, 即T(jω)=K(jω)F(jω)=1,通常又稱為振蕩器的平衡條件。
振蕩器的平衡條件又可細分為振幅平衡條件(|T(jω)|=1)和相位平衡條件(ψ(T)=ψ(K)+ψ(F)=±2nπ, n=0,1,2…)。
值得說明的是:
1. 當|T(jω)|>1,形成增幅電路振蕩;當T|(jω)|<1時,形成減幅振蕩。
2. 平衡時電源供給的能量等于環路消耗的能量;
3. 通常的環路只在某一特定才滿足相位條件。
起振條件
為使振蕩過程中輸出幅度不斷增加,應使反饋回來的信號比輸入到放大器的信號大, 即振蕩開始時應為增幅振蕩,即T(jω)>1,稱為自激振蕩的起振條件。與平衡條件相應的,振蕩器的起振條件又可細分為起振的振幅條件(|T(jω)|>1)和相位條件(ψ(T)=ψ(K)+ψ(F)+ψ(F')=±2nπ, n=0,1,2…),其中起振的相位條件即為正反饋條件。
穩定條件
振蕩器的穩定條件相應地可分為振幅穩定條件和相位穩定條件。
(1) 振幅穩定條件
要使振幅穩定,振蕩器在其平衡點必須具有阻止振幅變化的能力。具體來說,就是在平衡點附近,當不穩定因素使振幅增大時,環路增益將減小,從而使振幅減小。
(2)相位穩定條件
同理,要使相位穩定,振蕩器在其平衡點必須具有阻止相位變化的能力。
頻率穩定度
振蕩器的頻率穩定度是指由于外界條件的變化, 引起振蕩器的實際工作頻率偏離標稱頻率的程度, 它是振蕩器的一個很重要的指標。頻率穩定度又可分為:長期頻率穩定度(一般是指一天以上甚至幾個月的時間間隔內頻率的相對變化)、短期頻率穩定度(一般是指一天以內,以小時、分鐘或秒記的時間間隔內頻率的相對變化)和瞬時頻率穩定度(一般是指秒或毫秒的時間間隔內頻率的相對變化)。一般所說的頻率穩定度是指短期穩定度。一般短波、超短波發射機的的頻率穩定度為10-4~10-5,電視發射臺的頻率穩定度為5×10-7左右。
提高頻率穩定度的措施有:
1. 提高振蕩回路的標準性(指回路元件和電容的標準性,溫度是影響的主要因素)
2. 減少晶體管的影響
3. 提高回路的品質因數
4. 減少電源、負載等的影響
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