4.1.2 正弦波振荡电路的振荡条件
从结构上来看，正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。图4-2(a)表示接成正反馈时，放大电路在输入信号Xi?0时的方框图，改画一下，便得图4-2(b)。
（a）正反馈放大电路的方框图 （b）正弦波振荡电路的方框图
图4-2 正弦波振荡电路的方框图
由图可知，如在放大电路的输入端（1端）外接一定频率、一定幅度的正弦波信号Xa，经过基本放大电路和反馈网络所构成的环路传输后，在反馈网络的输出端（2端），得到反馈信号Xf，如果Xf与Xa在大小和相位上都一致，那么，就可以除去外接信号Xa，而将1、2两端连接在一起（如图中的虚线所示）而形成闭环系统，其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号。这样，由于Xf=Xa，便有
X?f??基本放大 电路 A ?A ?反馈网络 F ?F? ????????X??o?X?f??1
Xa??XaXo或AF?1 （4.1） 在上式中，仍设A?A??a，F?F??f，则可得
??AF?AF?(?a??f)?1
即AF?AF?1 （4.2） 和?a??f?2n?, n?0,1,2,? （4.3） 式（4.2）称为振幅平衡条件，而式（4.3）则称为相位平衡条件，这是正弦波振荡电路产生持续振荡的两个条件。
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????值得注意的是，无论是负反馈放大电路的自激条件（-AF?1 ）。或振荡电路的振荡条件（AF?1 ），都是要求环路增益等于1。不过，由于反馈信号送到比较环节输入端的+、-符号不同，所以环路增益各异，从而导致相位条件不一致。
振荡电路的振荡频率f0是由（4.3）的相位平衡条件决定的。一个正弦波振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件这个频率就是f0，这就要求在AF环路中包含一个具有选频特性的网络，简称选频网络。它可以设置在放大电路A中，也可设置在反馈网络F中,它可以用R、C元件组成，也可以用L、C元件组成。用R、C元件组成选频网络的振荡电路称RC振荡电路，一般用来产生1Hz~1MHz范围内的低频信号；而用L、C元件组成选频网络的振荡电路，一般用来产生1MHz以上的高频信号。
欲使振荡电路能自行建立振荡，就必须满足AF?1的条件。这样，在接通电源后，振荡电路就有可能自行起振，或者说能够自激，最后趋于稳态平衡[5]。 4.1.3 考毕兹振荡器的模型及在设计电路中的应用 ⑴ 电容三点式振荡器
电容三端振荡器与电感三端振荡电路相比，电容三端振荡器的优点是输出波形较好，这是因为集电极和基极电流可通过对谐波为低阻抗的电容支路回到发射极，所以高次谐波的反馈减弱，输出的谐波分量减小，波形更加接近于正弦波。其次，该电路中的不稳定电容（分布电容、器件的结电容等）都是于该电路并联的，因此适当加大回路电容量，就可以兼容不稳定因素对振荡频率的影响，从而提高了频率稳定度。最后，当工作频率较高时，甚至可以只利用器件的输入和输出电容作为回路电容。因而本电路适用于较高的工作频率，考毕兹电路如图4-3所示。
（a） 考毕兹振荡器 （b） 交流等效电路
图4-3 电容三端振荡器电路（考毕兹振荡器）
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C2Ec??????????bcC1eL1bceC1L1C2⑵ 考毕兹振荡器的设计模型
根据正弦波振荡器形成振荡的两个条件以及采样电路的要求，设计如图4-4的考毕兹振荡器的设计模型。它由两部分组成：一是放大器部分采用AD8620。二是选频反馈网络。放大器采用同相输入的方式，目的是为了形成正反馈。选频网络采用LC谐振回路，根据设计的需要选择一个频率。采样电路就是要选出一个频率为1.8MHz～2.4MHz的正弦波。则它的频率由下列公式决定：
f?12?LC （4.4）
电容C为C1C2 串联的等效电容
C?C1C2 （4.5）
C1?C2在考毕兹电路中，可以通过改变电容来改变电路的反馈系数。那么为了在调整电路的频率时频率不受电容的影响，在电容的两端可以通过并联可变电容的方法来解决。因此将一个可变电容C3并联在电感L两端它的值为5～10P。由于电容的值很小，所以并联上该电路对谐振频率的改变量是很小的。
所以振荡电路的频率为
f?12?LCC3L1C2576R1 C1R2R3C?C3?C1C2 L=22Mh C1?C2所以 f=1.8 1.9 ? 2.4 MHZ 图4-4 电容三点振荡 4.1.4 发射单元电路分析
本设计中的声音调频发射部分采用常用分立元件构成电路。如图4-5所示。射频电路由高频振荡器、缓冲放大器、末级功率放大器及天线组成。高频振荡器用来产生载频信号，频点落在32MHz内，通过改变电感量即可改变发射频率。在音频信号的作用下，通过改变晶体管极间电容实现调频，产生相应的调频波，射频信号由Q1的发射极输出，送到Q2、L2、C8、R5等组成的缓冲放大器进行功率提升，并可减轻末级放大电路对振荡器的影响。末级为高频丙类窄带放大，通过后级功率放大器对功率再进一步放大，经C13耦合到发射天线向周围空间辐射。
调频电路是通过改变晶体管极间电容实现调频的，由于任何PN结在加反向电压时，反向电压的变化将会引起结电容的变化，即所谓变容效应。在晶体三极管电路中，集电结就是一个加有反向电压的PN结。利用集电结的变容效应也可实现调频。
图4-5中，Q1、L1、C3、C5、C7、Cb’C构成电容三点式振荡电路，其工作原理如下：
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12VC1R210K104pC333pL1C12103pR533KL2C833pC9102pL3C1133pE+C13220uC13100uR1910C21uQ19018C510pC6110pQ29018C10100uR61KQ39018INC4R3102p2.2KR41KC739p
图4-5 调频无线发射电路图
对高频而言，Q1基极是接地的，所以是共基极电路。集电极-基极间的PN结处于反向偏压状态，结电容Cb’c相当于并联L1 C3谐振回路两端，能影响振荡频率。调制电压加于Q1基极，以改变Q1的基极电位，使集电极与基极间的反向偏压发生了变化，从而使极间电容Cb’c跟随调制电压而变，这就实现了调频。此电路的中心频率可通过回路可变电容C3来进行调整，工作在32MHz。
取中心频率为32MHz，经查三极管9018的静态结电容Cb’c为2pF，取C3、C5、C7
的值分别为：3.3pF、10pF、39pF,根据以下频率的计算公式计算电感值。电路的中心频率计算公式如下：
f0?12?L1C?
（4.8）
式中，C??C5C7?C3?Cb?c?11pF （4.9）
C5?C71得： L1??2?f0?2C??2.2?H （4.10）
在实际调试中，电感L1和电容C3需要微调以满足中心频率的要求。
4.2 音频无线接收电路的设计
4.2.1 接收机电路方框图
下面介绍接收机电路图的功能块电路的作用： ① 调谐（即选台）与变频
由于同一时间内广播电台很多，收音机天线接收到的不仅仅是一个电台的信号。
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输入回路 混频 中放 解调 放大 本振
图4-6 接收机电路方框图
各电台发射的载波频率均不相同，收音机的选频回路通过调谐，改变自身的振荡频率，当振荡频率与某电台的载波频率相同时，即可选中该电台的无线信号，从而完成选台。选出的信号并不是立即送到检波级，而是要进行频率的变换。利用本机振荡产生的频率与外接收到的信号进行差频，输出固定的中频信号（AM的中频为465KHz，FM的中频为10.7MHz）。 ② 中频放大与检波
选台、变频后的中频调制信号送入中频放大电路进行中频放大，然后再进行检波，取出调制信号。 ③ 低频放大与功率放大
解调后得到的音频信号经低频放大和功率放大电路放大后送到扬声器或加到耳机，完成电声转换[7]。 4.2.2 芯片资料
⑴ TDA2822芯片的管脚：
TDA2822各引脚的功能
12345678INPUT+(1)INPUT+(2)NCINPUT-(1)GNDGNDNCINPUT-(2)GNDGND161514131211109 1、放大器1输出；
2、供电正电源输入，支持1.8～15V
3、放大器2输出
4、地
5、放大器2输入负端 6、放大器2输入正端 7、放大器1输入正端 8、放大器1输入负端
OUTPUT(1)OUTPUT(2)NC+5VTDA2822NCNC
图4-7 TDA2822芯片的管脚
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