当前课程知识点：模拟电子技术基础(应用部分) > 第三周 > 8.6 变压器反馈式正弦波振荡电路 > 变压器反馈式正弦波振荡电路
在我们对RC正弦波振荡电路的
分析的时候
尤其是对桥氏正弦波振荡电路
分析的时候
我们理解了一点
就是当我们所要的振荡频率
高到一定程度的时候
那么放大电路里边
极间电容就会对我们的振荡频率
产生影响
所以RC正弦波振荡电路
它的振荡的频率不能太高
通常它应该是在一兆赫兹以下
如果振荡的频率需要比较高的话
就要选择LC选频网络
作为整个电路的选频网络
那也就是说选用LC正弦波
振荡电路
下面我们就来讲变压器反馈
是正弦波振荡电路
在讲这个之前
我们先来看一看
LC并联网络的频率响应
在理想情况下
就是没有损耗的情况下
这样一个网络我们认为
它就是一个理想的网络
在谐振的时候它呈纯阻性
而且阻抗无穷大
这个是我们在电路原理里边
学到过的基本的知识
而对于这样一个电路
它的谐振的频率
f0等于2π根号LC分之一
那么要注意在谐振的时候
实际上外边看到的电流
即使是趋于0
里边也有电流的存在
它是由电场能转化为磁场能
再由磁场能转化成为电场能
这样的一种情况
这就是产生了谐振
是两个器件不断的交替的
对对方释放能量的
这样的一个过程
当然在实际情况下
这个网络应该是有损耗的
那么至少这个线圈本身
它有电阻
那它就有损耗
那在实际的情况下
在损耗还比较小的情况下
我们就得到了这样的一些结论
我们经常用品质因数
来描述它的选频的好坏
那么品质因数近似的等于
1 / R根号L/C
那从这里我们可以看到
损耗越小R越小
它的品质因数越高
那这时候仍然可以认为
f0近似的是2π根号LC分之一
如果品质因数太小了
损耗太大了
它不能够作为选频网络的
那么当f = f0的时候
如果我问一问
电容和电感里的电流
大概约为多少
整个电路它的等效的电阻
它呈纯阻性了
在f = f0的时候
这个电阻是多少
那从这里我们可以看到
当外部注入了一个电流的时候
那里边的谐振电流应该是多少呢
应该是Q倍的外部所看到的电流
那我们看到的等效的电抗
近似是多少呢
就是Q倍的容抗或者是Q倍的感抗
如果大家对这一部分的记忆淡漠了
可以再去翻翻电路原理的书
那我们就可以得到
画出它的阻抗的电抗的
这样一个幅频的特性
和相频特性
在f = f0的时候
它的模应该是最大
而它的相角是0
当频率降低的时候
它产生超前相角
频率大于f0的时候
它产生滞后相角
那从这里我们可以看到了
Q值对于它幅频特性和相频特性的影响
就是Q值越大
它的选频的特性越好
Q值小了
它的模小了
而且在f = f0附近
产生一个f的很小的变化
那么Q值大的时候
它的相角变化大
而Q值小的时候
相角变化小
意思是什么呢
当我们以它作为选频网络的时候
它的选频特性越好
我们振荡出来的这个波形
越是一个非常好的正弦波
我们可以想象
如果它中间和它相近的那些频率
几乎都满足这样的一个相位条件
那么振出来的一定就不是正弦
我们称它选频特性差
好 如果我们把一个
LC并联的一个网络
接到一个共射电路的集电极上
这时候这个电路的电压放大倍数
就会和输入信号的频率产生关系
我们就称它为选频放大电路
因为它所在的
相当于Rc这个位置上
它就有这样的一个频率响应
因此就会使得这个放大电路
在不同频率下放大倍数不同
而且产生的附加的相移也不同
我们称它接在Rc这个位置上头
这个LC的并联网络产生的相移
叫它的附加相移
那么这样一个电路
当f = f0的时候
电压放大倍数的数值就最大
而且它的附加相移是0
也就是我们会认为
当我这个地方给一个正信号的时候
这个地方是负信号
也就是说LC并联网络
等效的是一个非常非常大的
一个Rc电阻
那好 如果在这样的一个电路里边
我们引入一个反馈网络
把这个输出电压
也就是c到地的这个电压
引回去
只要我们引的合适
它们之间匹配
这样就可以构成一个
LC的正弦波振荡电路
而在这里要想把它引回去
一个最简单的方法
就是用变压器把它引回到输入端
来取代输入电压
所以它的样子是这样子
我们在这有一个变压器
把N2的这个电压
引回到输入端来
去取代这个输入电压
也就是用反馈电压
取代输入电压
这个电路就有可能产生
正弦波振荡
只要我们同名端合适的话
那么它就满足相位条件
只要我电路参数设计合适的话
它就可以满足起振条件
好 下面我们就来看实际的
变压器反馈式的电路就是这样
那么在这样一个电路里边
它会不会产生正弦波振荡呢
我们从分析的角度
那就是首先看它是不是
有四个组成部分
放大电路 选频网络
正反馈网络
还要应该有非线性的部分
我们知道三极管
就具有非线性特性
所以我们不需要加非线性环节
然后看放大电路是不是
能正常工作
然后再看是否满足相位条件
然后再看能不能满足幅值条件
那么看看满足不满足相位条件
我们用的方法仍然是瞬时极性法
但是在这里这个方法呢
使用的时候有它的特殊性
在正弦波振荡电路中
输出量 净输出量 反馈量
通常都是电压量
也就是说它是这样的一个组成
就是把输出的电压
作为反馈网络的输入电压
而反馈网络输出的是反馈电压
来作为A的净输入电压
那么瞬时极性法它的要点
就是要断开反馈
并且在断开的地方
加一个f = f0的信号Ui
规定它的极性
然后就判断这个电路里边
各点的电位电流的极性
从而得到输出的极性
从输出的极性就会得到
反馈电压的极性
然后看这个极性
是否和它同极性
同极性表示能够取代
也就是说满足相位条件
不同极性表示它不可能振荡
所以它的整个的这个判断过程
是以Ui的极性作为一个基准
然后去看Uo的极性 Uf的极性
最后来看Uf是否能够取代Ui
所以它的要点就是这么几个
一个就是必须在断开的地方
加特定频率
f = f0的信号
而且要规定它的极性
然后其它都是在这个极性下
判断出来的
最后判断Uf和Ui
是不是同极性
相同极性则有可能振荡
不同极性就不能振荡
那具体做法就是这样
我在这断的注意
我在哪断我就在哪加输入
而且这输入特别
它的频率就是f0
然后我最终要看的
就这的极性是什么
这个如果跟它是一样的
表明它能取代它
就有可能振
否则不可能振
这就是我们刚才看到的
变压器反馈式电路
这里最关键的就是变压器
要有合适的同铭端
我们按照刚才的方法
断开反馈
在反馈处断开的地方
加上f = f0的输入的电压Ui
然后以它作为基准来判断
其它部分的极性
那么这个地方在f = f0的时候
等效的是一个电阻
所以集电极电位和输入是反相的
于是在N1上得到的是
下面是负上面的正的
这样的一个极性的电压
然后要让它振
就是要在N2线圈上
得到和Ui同样的极性
所以这个地方是它反馈回去的电压
必须也是上正下负
才能取代Ui
于是我们就知道了N1 N2
它们的同铭端应该是这样的
这个电路才有可能产生自激振荡
那么在这里C1是必要的吗
C1在这呢
C1当然是必要的了
为什么呢
我们可以想像
如果没有C1
这是我在前面就教给大家的一个方法
说在电子电路里边
人家要问某一个元件它的作用
如果你想不清楚
你就假设没有这个元件
看电路会不会产生问题
从而从另一方面来体会
它是什么作用
那如果我们把它短路掉
我们就可以看到
说这个线圈在直流通路里边
我们可以认为它的线圈电阻忽略不计
因此如果短路掉
那么在静态的时候
基极电位就是0了
从前面我们分析
它是否可能产生自激振荡
有一点大家要注意
就是放大电路是否能正常工作
那么如果没有C
放大电路不可能
有合适的静态工作点
它如果振了也不知道振出是什么
所以必须有C1
才不至于使静态的时候T截止
让T有合适的静态工作点
好 我们翻回头来看
三极管是否有合适的静态工作点呢
当然可能了
因为在这个电路里边
它是一个典型的工作点稳定电路
而且当有这个电容之后
从它的入端到它的输出
信号的传递是顺畅的
没有被短路和断路的地方
所以我们应该记住
在判断一个电路是否可能产生
自激振荡的时候
第一要判断是否有四个部分
第二就要看这个电路
放大部分是否能正常工作
然后的再来看用瞬时极性法
看它是否符合相位条件
有f0的存在
有f0的存在
证明这个电路是有可能振荡
那么这个电路是否一定振荡呢
其实这个电路很容易振荡
因为一方面我们可以调整
反馈的强弱
用线圈的匝数来调整
另一方面我们可以调整
放大电路它的电压放大倍数
这个也是容易做到的
调整它的工作点
就可以使它的放大倍数
产生相应的变化
所以这个电路是很容易产生
自激振荡的
那么这个电路为什么用
分立元件电路呢
所以用分立元件电路
是由于通用的集成运放
它的上限截止频率太低
而LC振荡电路
它的振荡频率是比较高的
所以用分立元件电路
而且这里边三极管
经常还要用高频管
有同学就会问
那是不是就不能用集成运放
不是的
比如我们用宽频带的集成运放
仍然可以用它来作为
LC正弦波振荡电路的放大电路
那这个电路的特点
容易振荡
就是它很容易调试满足起振条件
波形比较好
但是耦合的不紧密
因为它是靠磁路耦合的
就是原副边靠磁路耦合
所以它的损失比较大
振荡的频率稳定性还不够高
所谓稳定性就指的
这个振荡的标准的频率在f0
实际它会脱离f0
到底那个Δ量有多大
那么Δf/f0就是来
衡量它的振荡的频率的稳定性的
那么为了使得N1和N2
耦合紧密来解决变压器反馈式
耦合不紧密的这样的一个缺点
我们可以让它们耦合紧密
就是把它两个线圈合二而一
这样我们就构成电感反馈式的电容
怎么合二而一呢
那也就是说我们把N1 N2
两个线圈变成一个线圈
注意在交流通路里边
你看N1的上端所接的是VCC
N2的下端接的是地
也就是说在交流通路上
实际这两个是一点
于是我们就想到了
把这个接地点
和它上面接电源的点
接在一起
而把电源接到上边去
把C跨接在N1 N2这两个线圈上
使得它选频特性更好一些
-7.1模拟电子技术基础（应用部分）概述
-7.2 由集成运放组成的运算电路概述
-7.3 反相输入比例运算电路
-7.4 同相输入比例运算电路
-7.5 反相求和运算电路
--反相求和运算电路
-7.6 同相求和运算电路
--同相求和运算电路
-实验一：单端输入双端输出电路
-7.7 加减运算电路
--加减运算电路
-7.8 关于比例及加减运算电路的讨论
-7.9 积分运算电路
--积分运算电路
-7.10 微分运算电路
--微分运算电路
-第一周作业
--第一周作业题
-EDA1 解一元多次方程
--解一元多次方程
-7.11 对数运算电路和指数运算电路
-7.12 模拟乘法器简介
--模拟乘法器简介
-7.13 模拟乘法器在运算电路中的应用
-实验二 正弦波电压倍频电路
-7.14 关于运算电路的讨论
-7.15 有源滤波器概述
--有源滤波器概述
-7.16 一阶低通滤波器
--一阶低通滤波器
-7.17 二阶低通滤波器
--二阶低通滤波器
-7.18 其它滤波器
--其它滤波器
-实验三 滤波电路的应用
--滤波电路的应用
-第二周作业
--第二周作业题
-8.1 正弦波振荡的条件
--正弦波振荡的条件
-8.2 正弦波振荡的组成及分类
-EDA2 正弦波振荡电路的起振和稳幅过程
-8.3 RC串并联选频网
--RC串并联选频网
-8.4 RC桥式正弦波振荡电路
-8.5 RC正弦波振荡电路的讨论
-实验四 正弦波振荡电路的测试
-8.6 变压器反馈式正弦波振荡电路
-8.7 电感反馈和电容反馈式正弦波振荡电路
-8.8 LC正弦波振荡电路的讨论
-第三周作业
--第三周作业题
-8.9 石英晶体正弦波振荡电路
-8.10 电压比较器概述
--电压比较器概述
-8.11 过零比较器
--过零比较器
-8.12 一般单限比较器
--一般单限比较器
-8.13 滞回比较器
--滞回比较器
-8.14 窗口比较器与集成比较器
-8.15 关于电压比较器的讨论
-8.16 常见非正弦波和矩形波发生电路的组成
-第四周作业题
-8.17 矩形波发生电路
--矩形波发生电路
-8.18 三角波-方波发生电路
-8.19 锯齿波发生电路和压控振荡电路
-EDA3 三角波发生电路->锯齿波发生电路->压控振荡电路的结构变化
-实验五 非正弦波发生电路的测试
-8.20 波形变换电路
--波形变换电路
-EDA4 波形变换电路的设计与实现
-8.21 信号转换电路
--信号转换电路
-8.22 关于信号转换电路的讨论
-9.1 概述
--概述
-9.2 变压器耦合功率放大电路
-第五周作业
--第五周作业题
-实验六 压控振荡电路的参数选择与调试
-9.3 OTL电路
--OTL电路
-9.4 OCL电路和BTL电路
-9.5 OCL电路最大输出功率及效率的估算
-9.6 OCL电路中晶体管的选择
-实验七 功放管及其散热器展示
-9.7 功率放大电路的讨论一（读图练习）
-9.8 功率放大电路的讨论二（电路的识别和故障分析）
-10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
-10.2 单相半波整流电路
--单相半波整流电路
-第六周作业
--第六周作业题
-EDA5 数字式仪表的设计与仿真
--数字式仪表的设计
-10.3 单相桥式整流电路
--单相桥式整流电路
-10.4 电容滤波电路
--电容滤波电路
-10.5 其它滤波电路
--其他滤波电路
-10.6 稳压电路的性能指标及稳压二极管
-10.7 稳压管稳压电路的工作原理和主要性能指标
-10.8 稳压管稳压电路的设计
-实验八 稳压管稳压电路的设计及实现
-10.9 串联型稳压电路的组成
-10.10 串联型稳压电路中调整管的选择
-第七周作业
--第七周作业题
-10.11 关于串联型稳压电路的讨论
-10.12 集成三端稳压器及其基本用法
-10.13 基准电压源三端稳压器及其基本用法
-实验九 稳压电源性能指标的测试
-10.14 关于线性稳压电源的讨论
-10.15 开关型稳压电路的特点和基本原理
-10.16 串联开关型稳压电路
-10.17 并联开关型稳压电路
-第八周作业
--第八周作业题
-调查问卷
-期末考试
