2.正弦波振荡电路的组成
正弦波振荡电路的原理框图
(1)放大电路:放大电路实质上是一个换能器,它起补偿能量损耗的作用。 (2)正反馈网络:将放大电路输出量的一部分或全部返送到输入端,完成 自激课题,起能量控制作用。 (3)选频网络:使电路产生单一频率的正弦波信号。 (4)稳幅电路:用于稳定振荡信号的振幅。 三、LC正弦波振荡电路
采用LC并联回路作为选频网络,产生高频正弦波信号,振荡频率1MHz以上。
1.电容三点式LC振荡电路
电容三点式LC振荡电路又称为考毕兹(Colpitts)电路。
原理电路 交流等效电路
电路振荡频率为: fo?
12πLC反馈系数的数值为: F?
UfC1?UoC2优点:对高次谐波的阻抗小,输出波形较好;输出频率较高。 缺点:振荡频率调节不方便,容易导致停振。 2.电感三点式LC振荡电路
原理电路 交流等效电路
电路振荡频率为: f0?
反馈系数的数值为: F?UfL2?M?UoL1?M12πL1?L2?2M)C优点:容易起振,方便地调节振荡频率。 缺点:输出波形较差。 四、石英晶体振荡电路
1.正弦波振荡电路的频率稳定度问题
频率稳定度——指在规定的时间内,在规定的温度、 湿度、电源电压变化范围内,振荡频率的相对变化量。
Sf?f?fo?f?fofo 式中,Sf为振荡频率稳定度,fo为振荡器标称频率, f为实际振荡频率。
2.石英晶体的基本特性与等效电路 (1)石英晶体的压电效应
压电效应——当交变电压加于石英晶片时,晶片将随交变电压的频率产生周期性的机械振动;同时,机械振动在晶片产生电荷而形成交变电流。
当外加信号源的频率与晶体的固有频率相等时,晶体便发生共振,此时晶体外电路的交变电流也最大,这种现象称为石英晶体的压电谐振。
(2)石英晶体的符号和等效电路
Lq:等效动态电感值,其数值很大,为几十毫亨至几亨 Cq:动态电容, 它的数值很小,为10-3pF数量级 rq:等效动态电阻, 其值为几欧姆至几十欧姆 Co:封装电容,其值为几皮法至几十皮法
(3)石英晶体的阻抗特性
1)当串联支路Lq、Cq发生串联谐振时, 则晶体的谐振频率为:
fs?12πLqCq 2)当频率高于fs时,Lq、Cq串联支路呈 感性,并且与C0发生并联谐振,此时晶体的 并联谐振频率为:
fq?2πLq1C0CqC0?Cq?fs1?CqC0石英晶体谐振器的阻抗-频率特性
3.石英晶体振荡电路 (1)并联型晶体振荡电路
石英晶体相当于一个电感,该电路满足电容三点式LC振荡 电路的组成原则,通常称为皮尔斯(Pierce) 振荡器。
原理电路 交流等效电路
(2)串联型晶体振荡电路
串联型晶体振荡电路的振荡频率受石英晶体串联谐振 频率fs控制,具有很高的频率稳定度。
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