每日报道：正弦波振荡器电路原理分析变压器耦合振荡器的作用是什么

来源：互联网　2023-04-17 15:27:38

在生活中，很多人都不知道正弦波振荡电路（正弦波振荡器电路原理分析）是什么意思，其实他的意思是非常简单的，下面就是小编搜索到的正弦波振荡电路（正弦波振荡器电路原理分析）相关的一些知识，我们一起来学习下吧！

(相关资料图)

正弦波振荡电路(正弦波振荡电路原理分析)

振荡器是一种无需外部输入信号就能产生自身输出信号的电路。输出为正弦波的振荡器称为正弦波振荡器。正弦波振荡器由放大电路和反馈电路组成。反馈电路将放大电路输出电压的一部分正反馈到放大电路的输入端，反复循环后形成振荡，如下图所示。

正弦波振荡器有变压器耦合、三点式振荡器、晶体振荡器、RC振荡器等电路形式。

一.变压器耦合振荡器

变压器耦合振荡器电路如下图所示。LC储能电路连接到晶体管VT的集电极，振荡信号通过变压器t耦合反馈到VT的基极，通过正确连接变压器的反馈线圈L1和振荡线圈L2之间的极性，可以保证振荡器的相位条件。R1和R2为VT提供合适的偏置电压，使VT有足够的电压增益，可以保证振荡器的幅度条件。当满足相位和幅度两个条件时，振荡器可以产生稳定的振荡，并通过C4输出正弦波信号。

变压器耦合振荡器的工作原理可以用下图来说明:由L2和C2组成的LC并联谐振电路作为晶体管VT的集电极负载，VT集电极的输出电压通过变压器Y的振荡线圈L2耦合到反馈线圈L1，从而反馈到VT的基极作为输入电压。因为晶体管VT的集电极电压与基极电压相反，所以变压器Y的两个线圈L1和L2的同名段连接应该是相反的，这样变压器T就可以同时反相，将集电极的输出电压反相并反馈到基极，从而实现振荡所必需的正反馈。因为并联谐振电路谐振时阻抗更大，是纯电阻，只有谐振频率f0满足相位条件才能形成振荡，这就是LV电路的选频功能。

电路振荡频率的计算公式如下

变压器耦合振荡器的特点是输出电压大，适用于低频振荡电路。

两点或三点振荡器

三点式振荡器是指由晶体管的三个电极直接连接到振荡电路的三个端子组成的振荡器，如下图所示。在三个电抗中，Xbe和Xce必须是相同性质的电抗(电感和电容)，而Xcb必须是与前两个相反性质的电抗，以满足振荡的相位条件。

三点式振荡器有多种形式，如电感三点式振荡器、电容三点式振荡器和改进型电容三点式振荡器。

1.电感三点式振荡器

电感三点式振荡器电路如下图所示。L1、L2和C4是构成振荡电路的三个电抗。R1和R2是振荡晶体管VT的基极偏置电阻，R3是集电极电阻，R4是发射极电阻。C1、C3是基极和集电极耦合电容，C2是旁路电容。

a)下图显示了该振荡器的交流等效电阻。因为振荡电路的三个电抗中有两个是极点，所以称为电感三点式振荡器。电感三点式振荡器利用自耦变压器将输出电压反馈到输入端。电感L1和L2可以看作是一个自耦变压器，L1上的输出电压通过自耦变压器在L2上产生反馈电压。反馈电压与输出电压相反，与输入电压同相。这是积极的反馈。

这也可以用下图b)的矢量图来解释:L1上的输出电压同时作用于C4和L2支路。因为电容上的电流超前输出电压90度，所以支路电流超前输出电压90度，流经电感L2的支路电流产生的反馈电压超前支路电流90度，即与输入电压同相(相差180度)。

电感三点式振荡器的优点是起振容易，频率范围宽。缺点是振荡输出电压波形不够好，谐波多。

2.电容三点式振荡器

电容三点式振荡器电路如下图所示。l、C3和C4是构成振荡电路的三个电抗。R1和R2是晶体管VT的基极偏置电阻，R3是集电极电阻，R4是发射极电阻。C1是基极耦合电容，C2是旁路电容。

振荡器的交流等效电路如下图所示。因为振荡电路的三个电抗中有两个是电容，所以称为电容三点式振荡器。C3的输出电压同时施加到L和L，C4分支。因为电感上的电流滞后输出电压90度，支路电流滞后输出电压90度，流经电容C的支路电流产生的反馈电压滞后支路电流90度，即与输出电压同相(相差180度)，但与输入电压同相，从而实现正反馈。

电容三点式振荡器的优点是输出电压波形好，振荡频率稳定，缺点是不易起振，频带范围窄。

3.改进的电容三点式振荡器

下图是改进后的电容三点式振荡器。振荡电路由L1、C2、C3和C4组成。R1和R2是晶体管VT的基极偏置电阻，R3是集电极电阻，R4是发射极电阻。C1是交流旁路电容。振荡电压从L1耦合到L2输出。

振荡器的交流等效电路如下图所示。其特征是在VT的集电极-发射极和基极-发射极之间分别并联一个大容量的C2和C3，在L1支路中串联一个小容量的电容C4。当C2和C3比C4大得多时，振荡频率主要由L1和C4决定。调节C4可以在一定范围内改变振荡频率。

改进的电容三点式振荡器比普通电容三点式振荡器具有更高的频率稳定度。

三。晶体振荡器

晶体具有压电效应，其固有谐振频率非常稳定，因此晶体振荡器具有非常高的频率稳定性。根据晶体在电路中的作用形式，常见的晶体振荡器可分为两类:并联晶体振荡器和串联晶体振荡器。

1.并行晶体振荡器

下图显示了一个并行晶体振荡器电路。晶体B用作反馈元件，并联在晶体管VT的集电极和基极之间。R1和R2是晶体管VT的基极偏置电阻，R3是集电极电阻，R4是发射极电阻，C1是基极旁路电容。

从下图所示的交流等效电路可以看出，这是一个电容三点式振荡器。晶体B在这里用作电感元件，与振荡电路C2和C3一起构成并联谐振电路，共同决定电路的振荡频率。

并联晶体振荡器的稳频原理是这样的:由于晶体的电抗曲线非常陡峭，可以等效为一个随频率变化很大的电感。当振荡频率由于温度、分布电容等因素降低时，晶体的等效电感会迅速降低，迫使振荡频率上升。反之反方向调整，最后振荡器频率稳定度高。

2.串联晶体振荡器

下图显示了一个串联晶体振荡器电路。晶体管VT1和VT2形成两级阻容耦合放大器，晶体B和C2串联作为两级放大器的反馈 *** 。R1和R3是VT1和VT2的基极偏置电阻，R2和R4分别是VT1和VT2的集电极负载电阻。C1是两个电子管之间的耦合电容，C3是振荡器的输出耦合电容。

晶振的交流等效电路如下图所示。因为两级放大器的输出电压(VT2的集电极电压)与输入电压(VT1的基极电压)同相，所以这里用晶体B作为纯电阻，VT2的集电极电压反馈到VT1的基极，形成正反馈电路。电路的振荡频率由晶体的固有串联谐振频率决定。

串联晶体振荡器的稳频原理如下:由于晶体的固有频率非常稳定，所以在反馈电路中起到带通滤波器的作用。当电路频率等于晶体的串联谐振频率时，晶体呈现纯阻性，实现正反馈和电路振荡；当电路频率偏离晶体的串联谐振频率时，晶体不再是纯电阻(表现为感性或容性阻抗)，破坏了振荡的相位条件。因此，振荡频率只能等于晶体的固有串联谐振频率。

四。RC振荡器

RC振荡器是以电阻和电容作为反馈和选频元件的振荡器，其突出特点是可以产生很低的振荡频率。音频振荡器通常是RC振荡器。

1.RC相移振荡器

下图显示了RC相移振荡器电路。C1、C2、C3、R1、R2、R3构成移相 *** ，R5为集电极电阻，C4为输出耦合电容。由于晶体管VT的集电极输出电压和基极输入电压相互反相，并且它们之间的差是180度，所以集电极输出电压必须偏移180度(即再次反相)，然后发送到基极以使电路振动。

RC *** 具有移相功能。RC移相 *** 是利用电容上的电流领先电压的特性来工作的，如下图A)所示。流过电容C的电流比输入电压超前一个相移角，电阻R上的压降就是输出电压。因此，输出电压领先输入电压一个相移角，该相移角在0到90度之间，并且由构成相移 *** 的R和C的比值来确定。其矢量图如下图B)所示。

当所需相移角度超过90度时，客户可以使用多杰相移 *** 来解决。下图a)显示了三个RC移相 *** 电路，每个电路分别由C1和R1、C2和R2、C3和R3组成。通过适当地选择R和C的值，在特定频率下每个部分的相移可以是60度，三个部分的相移可以是180度。下图b)显示了它的矢量图。通过在晶体管VT的集电极和基极之间连接移相 *** ，可以实现正反馈，满足电路振荡的相位条件，使电路振荡。RC移相振荡器的特点是电路结构简单，但输出波形不够好。

2.RC桥式振荡器

RC桥式振荡器也叫文丘里桥式振荡器。该电路如下图所示。VT1和VT2构成一个两级阻容耦合放大器。C1的R1串联连接，C2的R2并联连接，以形成用于频率选择和振荡的正反馈 *** 。R5和RT构成负反馈 *** ，以改善输出波形。R4 R3和R8 R7分别是VT1和VT2的基极偏置电阻，C7是振荡电压输出耦合电容。

这个振荡器的正反馈 *** 正好构成一个桥式电路。如下图所示，VT1和VT2构成一个相移角为0°的放大器。电桥的a和D端连接到放大器的输出端，B和E端连接到放大器的输入端。当信号频率等于R1、C2和R2、C2正反馈 *** 的谐振频率时，放大器的输出电压与反馈到输入端的电压同相，电路振荡。

电桥E-D臂RT为正温度系数热敏电阻，具有稳幅作用。振荡增大时，流过热敏电阻RT的电流增大，导致温度升高，电阻增大，负反馈增强，振荡减弱；反之，负反馈减弱，振荡增强，从而稳定振幅。

RC桥式振荡器具有振荡容易、输出波形好、输出功率高的特点，应用广泛。

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