1.?了解LC并联谐振电路的选频特性,会计算谐振频率。
2.?认识变压器反馈式与LC三点式正弦波振荡电路,判断其是否满足幅度条件和相位条件。
3.?能分析三种LC正弦波振荡电路的工作原理。
4.?了解三种LC正弦波振荡电路的特点及适用场合。;LC正弦波振荡电路采用LC并联谐振电路作选频网络,主要用来产生1MHz以上的高频正弦波信号。LC正弦波振荡电路按反馈电路的形式不同,分为变压器反馈式、电感三点式和电容三点式三种。;一、LC并联谐振电路的选频特性
LC并联谐振电路如图所示。;二、变压器反馈式LC振荡电路
图所示电路用变压器的二次绕组N2作为反馈元件,将输出电压的一部分反馈到输入端,因此称为变压器反馈式LC振荡电路。;1.?相位条件
2.?振荡频率
从选频放大电路的相频特性可知,只有频率等于LC并联谐振电路的谐振频率f0时,集电极负载才呈现纯电阻的性质,电路才满足振荡的相位平衡条件。;3.?电路特点
变压器反馈式LC振荡电路的特点如下:
(1)电路起振容易。只要变压器同名端接线正确,就容易起振。
(2)频率调节方便。采用可变电容器,可获得一个较宽的频率调节范围。
(3)振荡频率不高。由于变压器分布参数的限制,振荡频率不能太高,一般小于几十兆赫兹。
(4)由于电感对高次谐波呈现较大的阻抗,反馈信号中高频成分较大,使得输出波形中高次谐波成分较多,所以输出波形不好,频率稳定度也不高。;三、电感三点式振荡电路
图所示为电感三点式振荡电路,图所示为其简化交流等效电路。由电感引出三个端点,并分别与三极管的三个电极相连,所以称为电感三点式振荡电路。由图所示电路可以看出,R1、R2和R3为电路提供稳定的静态工作点,使三极管处于放大状态,L1、L2与C构成振荡电路的选频网络。由图4-7可以看出,反馈线圈用带中间抽头的自耦变压器,反馈电压取自L2两端。
在图所示电路中,三极管工作于选频放大状态,只要放大电路的工作点合适,抽头的位置适当,幅度条件就能满足。;电感三点式振荡电路;1.?相位条件
用瞬时极性法,设基极加一个瞬时为正的信号,则集电极输出的信号为负,LC回路谐振时另一端瞬时为正,反馈回基极的瞬时极性为正,如上图所示。电路满足相位条件,所以电路能够起振。
2.?振荡频率
电路的振荡频率等于LC并联谐振电路的谐振频率,即
式中,L为电路的总电感。;3.?电路特点
电感三点式振荡电路的特点如下:
(1)由于线圈L1与L2之间耦合很紧,因此比较容易起振。改变电感抽头的位置,可以获得满意的正弦波输出,且振荡幅度较大。根据经验,通常可以选择反馈线圈L2的圈数为整个线圈的1/8~1/4。;(2)调节频率方便。采用可变电容器,可获得一个较宽的频率调节范围。
(3)电路工作频率不高。该电路工作频率一般为1兆赫至几十兆赫。
(4)由于电感反馈支路对高次谐波呈现较大的阻抗,所以输出波形中含有高次谐波的成分较多,波形较差,且频率稳定度也不高。;四、电容三点式振荡电路
图所示为电容三点式振荡电路,图所示为其简化交流等效电路。;1.?相位条件
用瞬时极性法,设基极加一瞬时为正的信号,集电极输出为负,LC回路谐振时另一端瞬时为正,反馈回基极的瞬时极性为正,与原假设信号相位相同,电路满足相位平衡条件,所以电路能够起振。
2.?振荡频率
电路的振荡频率等于LC并联谐振电路的谐振频率,即
式中,;3.?电路特点
电容三点式振荡电路的特点如下:
(1)由于反馈电压取自电容C2两端,电容对高次谐波阻抗很小,反馈电压中的高次谐波分量很小,所以输出波形较好,频率稳定度较高。
(2)因为电容C1、C2的容量可以选择较小,若将放大管的极间电容也计算进去,则振荡频率较高,一般可以达到100MHz以上。
(3)调节电容可以改变振荡频率,但同时会影响起振条件,故频率调节范围较小,因此这种电路适用于产生固定频率的振荡电路。