射频频率源的综合设计论文(2)

2019-03-10 17:13

X0?AXd?A(Xi?Xf)?AXi?AFXo

由于自激振荡是一种没有输入( X i ? 0 ),仍有一定大小输出( X o ? 非零值)的电路,因此,由式(3)必须有: 即:

1、自激振荡器是由放大器A和反馈网络F组成的闭合环路,其 能形成自激振荡须满足: AF ? 1 相位条件是产生自激振荡的必要条件,即反馈信号 必须与放大器A的输入信号 同相(正反馈),幅度条件则是自激产生的充分条件,两者缺一不可。 2、环路增益函数T

由A 和 F组成的闭合环路,若在环路中的某一处断开,分别作为环路的输入和输出,它们的比值就是环路增益函数,即:

????????A?Xo?Xi1?AF??1?AF?0AF?1T?XoXi???由于是闭合环路,原则上在哪处断开都可以。

X对于图1所示的方框图,由于 ?i ? 0 ,若取相加处为环路的起始?和终点,则有: T?

Xf??F?XoXo??A?FXdA3

所以自激振荡条件又可用环路增益函数表示: 或

式(6)(7)说明:当反馈网络的输出 X f 从相位和幅度大小上

?X完全等同于放大器输入 d 时,自激振荡形成,电路有输出 X 。

0?T?1T?1?T?2n??3、正弦波发生电路的输出是单一频率的正弦波,因此由图1电路实现正弦振荡的条件是满足式(5)或式(7)的频率应该是唯一的所以闭合环路中的反馈网络F通常为具有选频特性的。选频特性的Q值越高,则电路产生的正弦波越纯、越好。利用式(5)或式(7),我们可以分析求解出正弦波发生电路的振荡频率和起振条件。 二、自激振荡的建立和形成

1、由闭合环路组成的自激振荡器,其振荡产生的起始信号来自于电路中的各种起伏和外来扰动,例如电路接通电源瞬间的电冲击、电子器件的噪声电压等等,这些电信号中含丰富的频率成分,经选频网络 选出某频率的信号输送至放大器A放大后,经F网络反馈后再放大,……,反复循环直至电路的输出Xo由小至大。最后建立和形成稳定的波形输出。

2、为使振荡器的输出稳定在一定的幅度,放大器A必须为具有非线形传输特性的,如图3(a)所示。一般,反馈网络的传输特性为线形的,如图3(b)。

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三、RC串并联式正弦振荡器

又称文氏电桥振荡器,如图6(a)所示,其中A放大器由同相运放电路组成,图6(b),因此: AVoR2v?V?(1?) dR1

F网络由RC串并联网络组成,由于运放的输入阻抗Ri很大,输出阻抗Ro很小,其对F网络的影响可以忽略不计,从图6(c)有: RFVf?1?j?RC v?VoR?1

j?C?R1?j?RC

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由式(5)或式(7)的自激振荡条件:T=AF=1有

所以上式分母中的虚部必须为零,即

AvFv?AvR13R?j(?RC?)?C2?111?振荡频率???RC??00RC?C2上式的实部为1,即

Av?R?1?起振条件Av?33RR2对图6(b)同相运放, A v ? 1 ? 须满足 R2?2R1R1以上分析表明:

1? ,由具有选频特性的RC串①文氏电桥振荡器的振荡频率 ? 0 RC联网络决定。

②图6文氏电桥振荡器的起振条件为 A 3 ,即要求放大器的电v ?压增益大于等于3,略大于3的原因是由于电路中的各种损耗,致使幅度下降而给予补偿。但A比3大得多了会导致输出正弦波形变差。

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实际工作叙述

方案确定: RC串并联式正弦振荡器

电路类型: 采用分压式偏置电路

原理框图:

选择器件:

稳压块选用7812配合接地的电阻和电容 自激振荡电路选用三极管2N914与电阻组装 选频网络用经典的RLC振荡电路 射极跟随器同样用2N914改装而成

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