電子技術(shù)基礎(chǔ)(張龍興版)全套課件_(2)

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1、 4.1反饋的基本概念4.2負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響4.3振蕩的基本概念與原理本章小結(jié)第 四 章 負(fù) 反 饋 放 大 電 路 4.1.1 什 么 是 反 饋 4.1反饋的基本概念 反 饋 ： 在 放 大 電 路 中 ， 從 輸 出 端 把 輸 出 信 號(hào) 的 部 分 或 全部 通 過(guò) 一 定 的 方 式 回 送 到 輸 入 端 的 過(guò) 程 稱 為 反 饋 。 反 饋 電 路 ： 用 于 反 向 傳 輸 信 號(hào) 的 電 路 稱 為 反 饋 電 路 或 反饋 網(wǎng) 絡(luò) 。 反 饋 放 大 電 路 ： 凡 帶 有 反 饋 環(huán) 節(jié) 的 放 大 電 路 稱 為 反 饋 放大 電 路 。 凈 輸 入 信 號(hào)

2、 ： 輸 入 信 號(hào) 與 反 饋 信 號(hào) 疊 加 得 到 凈 輸 入 信 號(hào) 。 4.1反饋的基本概念 反 饋 放 大 器 與 基 本 放 大 器 的 區(qū) 別 ： （ 1） 輸 入 信 號(hào) 是 信 號(hào) 源 和 反 饋 信 號(hào) 疊 加 后 的 凈 輸 入 信 號(hào) 。 （ 2） 輸 出 信 號(hào) 在 輸 送 到 負(fù) 載 的 同 時(shí) ， 還 要 取 出 部 分 或 全部 再 回 送 到 原 放 大 器 的 輸 入 端 。 （ 3） 引 入 反 饋 后 ， 使 信 號(hào) 既 有 正 向 傳 輸 也 有 反 向 傳 輸 ，電 路 形 成 閉 合 環(huán) 路 。 4.1反饋的基本概念 1 正 反 饋 和 負(fù) 反

3、饋 正 反 饋 ： 反 饋 信 號(hào) 起 到 增 強(qiáng) 輸 入 信 號(hào) 的 作 用 。 負(fù) 反 饋 ： 反 饋 信 號(hào) 起 到 削 弱 輸 入 信 號(hào) 的 作 用 。 采 用 瞬 時(shí) 極 性 法 判 斷 是 正 反 饋 還 是 負(fù) 反 饋 。 瞬 時(shí) 極 性 法 ： 先 在 放 大 器 輸 入 端 設(shè) 定 輸 入 信 號(hào) 對(duì) 地 的 極性 為 “ +”或 “ -”， 再 依 次 按 相 關(guān) 點(diǎn) 的 相 位 變 化 情 況 推 出 各 點(diǎn)信 號(hào) 對(duì) 地 的 交 流 瞬 時(shí) 極 性 ， 再 根 據(jù) 反 饋 到 輸 入 端 的 反 饋 信 號(hào)對(duì) 地 的 瞬 時(shí) 極 性 判 斷 ， 若 使 原 輸 入 信

4、 號(hào) 減 弱 是 負(fù) 反 饋 ， 使 原輸 入 信 號(hào) 增 強(qiáng) 是 正 反 饋 。 4.1反饋的基本概念4.1.2 反 饋 的 基 本 類 型 4.1反饋的基本概念例 4-1 試 判 斷 圖 所 示 電 路 的 反 饋 是 正 反 饋 還 是 負(fù) 反 饋 。 解 假 定 兩 級(jí) 放大 器 輸 入 端 信 號(hào) 極 性為 上 正 下 負(fù) ， 即 基 極對(duì) 地 的 極 性 為 “ +”，集 電 極 倒 相 后 對(duì) 地 極性 為 “ -”， 即 集 電 極輸 出 為 “ +”， 通 過(guò) 反饋 至 的 電 壓 對(duì) 地 極 性為 “ +”， 則 凈 輸 入 量減 小 ， 可 判 斷 該 反 饋為 負(fù) 反

5、饋 。 例 4-2判 斷 圖 所 示 電 路 中 有 無(wú) 反 饋 存 在 ， 如 有 ， 屬于 何 種 反 饋 ？ 4.1反饋的基本概念 解 反 饋 元 件 Re 并 聯(lián) 了 旁 路 C 電 容 ， 為 交 流 信 號(hào) 提 供 了通 路 ， 消 除 了 交 流 反 饋 的 條 件 ， 所 以 放 大 器 只 有 直 流 反 饋 。 用 瞬 時(shí) 極 性 法 判 斷 如 下 ： 設(shè) VB 某 一 時(shí) 刻 上 升 。 4.1反饋的基本概念故 為 負(fù) 反 饋 。 BEVEEBE VVIIV B不 變C 2 電 壓 反 饋 與 電 流 反 饋 4.1反饋的基本概念 電 壓 反 饋 ： 反 饋 信 號(hào) 取

6、 自 輸 出 電 壓 ， 并 與 輸 出 電 壓 成 正比 。 電 流 反 饋 ： 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 的 輸 出 信 號(hào) 與 輸 出 電 流 成 正 比 。 判 斷 方 法 ： 設(shè) 想 把 輸 出 端 短 路 ， 如 果 反 饋 信 號(hào) 消 失 ， 則 為電 壓 反 饋 。 如 反 饋 信 號(hào) 依 然 存 在 ， 則 為 電 流 反 饋 。 4.1反饋的基本概念 3 串 聯(lián) 反 饋 與 并 聯(lián) 反 饋 4.1反饋的基本概念 串 聯(lián) 反 饋 ： 放 大 器 的 凈 輸 入 電 壓 是 由 信 號(hào) 源 電 壓 與 反 饋電 壓 串 聯(lián) 得 到 的 。 并 聯(lián) 反 饋 ： 放 大 器 的 凈 輸 入

7、電 壓 是 由 信 號(hào) 源 電 壓 與 反 饋電 壓 并 聯(lián) 得 到 的 。 判 斷 方 法 ： 把 輸 入 端 短 路 ， 如 果 反 饋 電 壓 為 零 ， 則 為 并聯(lián) 反 饋 ； 如 果 反 饋 電 壓 仍 存 在 ， 則 為 串 聯(lián) 反 饋 。 4.1反饋的基本概念 4 反 饋 放 大 器 的 四 種 基 本 類 型 電 壓 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 電 流 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 電 流 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 4.1反饋的基本概念 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 4.1反饋的基本概念 4.1反饋的基本概念例 4-3試 判 斷 圖 示 電 路 的 反 饋 類 型 。 解 判 斷 思 路 ： 分 析

8、電 路 中 是 否 存 在 反 饋 ； 如 果 電 路 中 確 有 反 饋 ， 判 斷 其 性 質(zhì) 是 正 反 饋 還 是 負(fù) 反饋 ； 從 輸 出 回 路 分 析 反 饋 信 號(hào) 取 自 于 輸 出 電 壓 還 是 輸 出 電流 ， 以 判 斷 是 電 壓 反 饋 還 是 電 流 反 饋 。 從 輸 入 回 路 分 析 反 饋 信 號(hào) 與 原 輸 入 信 號(hào) 是 串 聯(lián) 還 是 并聯(lián) ， 以 判 斷 它 是 串 聯(lián) 反 饋 還 是 并 聯(lián) 反 饋 。 4.1反饋的基本概念 具 體 分 析 ： 通 過(guò) Re 的 不 僅 有 輸 出 信 號(hào) ， 而 且 也 有 輸 入 信 號(hào) 。 因 而它 能

9、將 輸 出 信 號(hào) 的 一 部 分 取 出 來(lái) 饋 送 給 輸 入 回 路 ， 從 而 影 響 原 輸入 信 號(hào) 。 由 此 ， Re 是 該 電 路 的 反 饋 元 件 ， 電 路 存 在 著 反 饋 。 設(shè) 信 號(hào) 源 瞬 時(shí) 極 性 為 上 正 下 負(fù) ， 加 到 三 極 管 發(fā) 射 極 電 壓亦 為 上 正 下 負(fù) ， 三 極 管 的 射 極 電 壓 就 是 反 饋 信 號(hào) 電 壓 ， 它 使 加 到發(fā) 射 結(jié) 的 純 輸 入 信 號(hào) 電 壓 比 原 輸 入 信 號(hào) 電 壓 小 ， 故 是 負(fù) 反 饋 。 根 據(jù) 以 上 分 析 ， 引 入 的 為 電 流 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 。 4.

10、1反饋的基本概念 將 負(fù) 載 電 阻 短 路 ， 則 輸 出 回 路 并 不 因 負(fù) 載 短 路 而 使 反 饋電 流 消 失 ， 因 此 ， 從 輸 入 端 看 ， 反 饋 屬 電 流 反 饋 。 如 將 輸 入 端 短 接 ， 則 反 饋 電 壓 依 然 存 在 ， 故 為 串 聯(lián) 反 饋 。 例 4-4圖 （ a） 為 另 一 負(fù) 反 饋 放 大 電 路 ， 圖 （ b） 所示 為 它 的 交 流 通 路 ， 指 出 反 饋 類 型 。 4.1反饋的基本概念 解 從 輸 出 端 ， 反 饋 信 號(hào) 取 自 輸 出 電 壓 ， 為 電 壓 反 饋 。 4.1反饋的基本概念從 輸 入 端 ，

11、 Rf 與 輸 入 電 路 并 聯(lián) ， 為 并 聯(lián) 反 饋 。則 該 電 路 是 一 個(gè) 電 壓 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 電 路 。 作 業(yè) 題 ：1、 畫(huà) 出 反 饋 放 大 器 四 種 基 本 類 型 的 電 路 圖 。2、 比 較 四 種 負(fù) 反 饋 電 路 的 特 點(diǎn) 。 4.2.1 降 低 放 大 器 的 放 大 倍 數(shù) ， 提 高 放 大 信 號(hào)的 穩(wěn) 定 性 4.2 負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響XXA io 開(kāi) 環(huán) 放 大 倍 數(shù) ： 在 未 接 入 反 饋 之 前 ， 電 路 未 形 成 閉 合 回路 時(shí) 的 放 大 倍 數(shù) 。 這 時(shí) ， 反 饋 系 數(shù) ： 接 入 負(fù) 反 饋 后

12、， 將 反 饋 信 號(hào) X f 與 輸 出 信 號(hào) Xo 之 比 ， 定 義 為 反 饋 系 數(shù) F。 ofXXF ii XX FAXXXXXX XXXA 1 11 ofoifi oiof 引 入 負(fù) 反 饋 后 ， 放 大 器 的 閉 環(huán) 放 大 倍 數(shù) 降 低 了 ， 且 降 低為 原 放 大 倍 數(shù) 的 。 當(dāng) AF 1 時(shí) ， 。 說(shuō) 明 閉 環(huán) 放 大 倍 數(shù) 僅 與 反 饋 系數(shù) 有 關(guān) ， 由 于 反 饋 環(huán) 節(jié) 一 般 都 必 須 是 由 線 性 元 件 構(gòu) 成 ， 性 能穩(wěn) 定 ， 因 此 閉 環(huán) 放 大 倍 數(shù) 穩(wěn) 定 。 )1 1( AF FA 1f 4.2 負(fù)反饋對(duì)放大

13、器性能的影響 表 示 凈 輸 入 信 號(hào) ， 它 是 輸 入 信 號(hào) 與 反 饋 信 號(hào) 的 差 值 。 閉 環(huán) 放 大 倍 數(shù) ： 引 入 負(fù) 反 饋 后 ， 環(huán) 路 閉 合 后 輸 出 信 號(hào) 與環(huán) 路 輸 入 信 號(hào) 之 比 。iX 4.2.2 減 小 非 線 性 失 真 原 理 ： 在 負(fù) 反 饋 放 大 電 路 中 ， 凈 輸 入 信 號(hào) 是 輸 入 信 號(hào) vi與 失 真 輸 出 信 號(hào) 的 反 饋 量 vf 相 減 的 結(jié) 果 ， 凈 輸 入 信 號(hào) 的 波形 與 原 輸 出 失 真 信 號(hào) 的 畸 變 方 向 相 反 。 從 而 使 放 大 器 的 輸 出信 號(hào) 波 形 得 以

14、 改 善 。 如 圖 所 示 。 4.2 負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響iv iv 放 大 器 引 入 負(fù) 反 饋 后 ， 在 中 頻 區(qū) ， 放 大 器 的 放 大 倍 數(shù) 下降 多 ， 在 高 、 低 頻 區(qū) ， 放 大 倍 數(shù) 下 降 得 少 ， 結(jié) 果 是 放 大 器 的幅 頻 特 性 變 得 平 坦 ， 上 限 頻 率 由 fH 移 至 fH f， 下 限 頻 率 由 fL 移 至 fLf 。 如 圖 所 示 。4.2.3 展 寬 頻 帶 4.2 負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響 （ 1） 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 使 放 大 器 輸 入 電 阻 增 大 ， 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 使放 大 器 輸 入 電

15、 阻 降 低 。 （ 2） 電 壓 負(fù) 反 饋 使 放 大 器 的 輸 出 電 阻 降 低 ， 電 流 負(fù) 反 饋使 放 大 器 的 輸 出 電 阻 增 大 。 4.2.4 對(duì) 輸 入 電 阻 和 輸 出 電 阻 的 影 響 4.2 負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響 4.3.1 自 激 振 蕩 原 理 和 振 蕩 平 衡 條 件 4.3振蕩的基本概念與原理 1 自 激 振 蕩 的 原 理 ： （ 1） 開(kāi) 關(guān) 撥 1， 放 大 器 輸 入 端 與 信 號(hào) 源 vi 接 通 ， 在 LC 回 路 產(chǎn) 生 信 號(hào) 電 壓 ， 經(jīng) L2 耦 合 加 到 負(fù) 載 上 RL， 稱 為 “ 他 激 ”狀 態(tài) 。

16、（ 2） 開(kāi) 關(guān) 突 然 撥 2， LC 回 路 的 電 壓 通 過(guò) L1和 L2 互 感 耦合 ， 從 L1 上 獲 得 感 應(yīng) 電 壓 vf 。 如 果 選 定 電 感 的 同 名 端 的 匝數(shù) 比 ， 使 感 應(yīng) 電 壓 vf 與 輸 入 信 號(hào) 同 相 位 、 同 幅 度 ， 則 反 饋 信號(hào) vf 即 可 取 代 輸 入 信 號(hào) vi 。 4.3振蕩的基本概念與原理 自 激 狀 態(tài) ： 無(wú) 需 外 加 信 號(hào) 而 靠 振 蕩 器 內(nèi) 部 反 饋 作 用 維 持振 蕩 的 工 作 狀 態(tài) 。 自 激 振 蕩 器 ： 依 靠 反 饋 維 持 振 蕩 的 振 蕩 器 稱 為 反 饋 式 自

17、激 振 蕩 器 。 自 激 振 蕩 器 包 括 兩 個(gè) 基 本 環(huán) 節(jié) ： 放 大 器 和 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 。2 自 激 振 蕩 的 概 念 4.3振蕩的基本概念與原理 方 框 圖 如 圖 所 示 。 4.3振蕩的基本概念與原理 3 自 激 振 蕩 的 條 件 （ 1） 相 位 平 衡 條 件 反 饋 信 號(hào) 的 相 位 必 須 與 輸 入 信 號(hào) 同 相 位 ， 即 反 饋 極 性 必須 是 正 反 饋 。 （ 2） 振 幅 平 衡 條 件 反 饋 信 號(hào) vf 的 振 幅 應(yīng) 等 于 輸 入 信 號(hào) vi 的 振 幅 。 即 AvF 1。 自 激 振 蕩 器 在 電 源 接 通 瞬 間 還

18、 必 須 滿 足 起 振 條 件 1保 證 LC 回 路 的 振 蕩 從 無(wú) 到 有 ， 從 小 逐 漸 增 大 ， 直 到 滿 足 平衡 條 件 為 止 。 FAv 4.3振蕩的基本概念與原理 LC 振 蕩 器 是 由 電 感 L 和 電容 C 組 成 的 振 蕩 電 路 。 常 用 的有 變 壓 器 反 饋 式 、 電 感 反 饋 式 、電 容 反 饋 式 三 種 。4.3.2 LC 振 蕩 器 1 變 壓 器 反 饋 式 LC 振 蕩器 （ 1） 電 路 結(jié) 構(gòu) 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 由 二 次 線 圈 L2 和 Cb 組 成 ， Cb 為 隔 直 流 的 耦 合 電容 。 4.3振蕩的基本概

19、念與原理 振 蕩 器 接 通 電 源 瞬 間 ， 電 路 各 處 電 流 電 壓 都 產(chǎn) 生 一 個(gè)沖 擊 ， 這 個(gè) “ 電 沖 擊 ” 可 以 產(chǎn) 生 一 個(gè) 包 含 頻 率 范 圍 很 寬 的 微弱 信 號(hào) 。 設(shè) 某 一 瞬 時(shí) 基 極 電 壓 極 性 為 正 ， 則 集 電 極 應(yīng) 為 負(fù) ， L2上 端 電 壓 極 性 為 正 ， 反 饋 回 基 極 的 電 壓 極 性 為 正 ， 滿 足 相 位平 衡 條 件 。 只 要 變 壓 器 L1 與 L2 匝 數(shù) 比 恰 當(dāng) ， 即 滿 足 振 幅 起振 條 件 。 以 上 是 共 射 集 電 極 調(diào) 諧 變 壓 反 饋 式 振 蕩 電

20、 路 ， 此 外 還 有共 基 射 極 調(diào) 諧 等 變 壓 器 反 饋 式 振 蕩 電 路 。 （ 2） 工 作 原 理 4.3振蕩的基本概念與原理 （ 3） 特 點(diǎn) 變 壓 器 反 饋 式 振 蕩 電 路 容 易 起 振 ， 振 蕩 頻 率 一 般 為 幾 千赫 到 幾 百 赫 。 2 電 感 反 饋 式 振 蕩 器 又 稱 電 感 三 點(diǎn) 式 振 蕩 器 。 三 極 管 的 三 個(gè) 電 極 分 別 與 LC回路 中 L 的 三 個(gè) 點(diǎn) 相 連 ， 故 而 得 名 。 4.3振蕩的基本概念與原理 （ 1） 工 作 原 理 4.3振蕩的基本概念與原理 振 幅 條 件 ： 電 感 抽 頭 位 置

21、 選 擇 適 當(dāng) ， 就 能 滿 足 振 幅 起 振條 件 。 4.3振蕩的基本概念與原理 相 位 條 件 ： 設(shè) 基 極 電 壓 瞬 時(shí) 極 性 為 “ ” 時(shí) ， 則 集 電 極 為“ -” ， LC 回 路 另 一 端 為 “ +”， 反 饋 回 基 極 為 “ +”， 滿 足 相位 平 衡 條 件 。 電 路 能 夠 起 振 ， 電 路 振 蕩 頻 率 為式 中 ， M 是 線 圈 L1 與 L2 之 間 的 互 感 系 數(shù) 。C)MLL(f 22 1210 （ 2） 特 點(diǎn) 這 種 振 蕩 電 路 易 起 振 且 振 幅 大 ， 振 蕩 頻 率 可 達(dá) 幾 十 兆 赫 。缺 點(diǎn) 是

22、振 蕩 波 形 失 真 較 大 。 4.3振蕩的基本概念與原理 3 電 容 反 饋 式 振 蕩 器 又 稱 電 容 三 點(diǎn) 式 振 蕩 器 。 在 圖 （ b） 交 流 通 路 中 ， 三 極 管的 三 個(gè) 電 極 與 電 容 支 路 的 三 個(gè) 點(diǎn) 相 接 ， 故 而 得 名 。 電 容 三 點(diǎn) 式振 蕩 電 路 如 圖 所 示 。 4.3振蕩的基本概念與原理 （ 1） 電 路 結(jié) 構(gòu) 與 電 感 反 饋 式 的 區(qū) 別 ： 一 是 LC 回 路 中 ， 將 電 感 支 路 與電 容 支 路 對(duì) 調(diào) ， 且 在 電 容 支 路 中 將 電 容 C1、 C2 接 成 串 聯(lián) 分 壓形 式 ，

23、通 過(guò) C2 將 電 壓 反 饋 到 基 極 ； 二 是 在 集 電 極 加 接 電 阻 Re ，用 以 提 供 集 電 極 直 流 通 路 。 （ 2） 工 作 原 理 振 幅 起 振 條 件 ： 適 當(dāng) 的 選 擇 C1、 C2 的 數(shù) 值 ， 改 變 反 饋 量 ，即 可 滿 足 條 件 。 4.3振蕩的基本概念與原理 相 位 平 衡 條 件 ： 如 果 基 極 電 位 瞬 時(shí) 極 性 為 “ ” ， 則 集電 極 為 “ -” ， LC 回 路 “ 1”端 為 “ -”， C1、 C2 接 地 ， LC 回路 的 另 一 端 “ 3”為 “ +”， C2 上 的 電 壓 反 饋 到 基

24、 極 為 正 ， 滿 足相 位 條 件 。 電 路 振 蕩 頻 率 為 21 210 2 1 CC CCLf 4.3振蕩的基本概念與原理 該 振 蕩 電 路 的 輸 出 波 形 好 ， 振 蕩 頻 率 可 高 達(dá) 100 MH z 以 上 ， 缺 點(diǎn) 是 頻 率 范 圍 較 小 。 三 點(diǎn) 式 振 蕩 器 的 組 成 法 則 ： 接 在 發(fā) 射 極 與 集 電 極 ， 發(fā) 射極 與 基 極 之 間 的 電 抗 必 須 為 同 性 質(zhì) 電 抗 ， 接 在 集 電 極 與 基 極之 間 的 電 抗 必 須 為 異 性 質(zhì) 電 抗 。 此 法 測(cè) 可 用 來(lái) 檢 查 實(shí) 際 的 三點(diǎn) 式 振 蕩 電

25、 路 是 否 正 確 。 （ 3） 特 點(diǎn) 4.3振蕩的基本概念與原理 4 改 進(jìn) 型 電 容 反 饋 式 振 蕩 器 在 LC 回 路 的 電 感 支 路 串 入 小 容 量 電 容 C， 如 圖 所 示 。 4.3振蕩的基本概念與原理 由 于 C C1 、 C C2 三 個(gè) 電 容 串 聯(lián) 的 等 效 電 容 近似 等 于 C。 振 蕩 頻 率 近 似 為 ： 這 種 電 路 振 蕩 波 形 好 ， 頻 率 穩(wěn) 定 。 缺 點(diǎn) 是 用 作 頻 率 可 調(diào)式 振 蕩 器 時(shí) ， 輸 出 幅 度 隨 頻 率 而 下 降 。 LCf 2 10 4.3振蕩的基本概念與原理 例 4-5分 析 圖 示

26、 各 電 路 能 否 構(gòu) 成 正 弦 波 振 蕩 器 ？ 試說(shuō) 明 原 因 。 圖 中 ， Cb 、 Ce、 Cc 均 為 隔 直 電 容 或 旁 路 電 容 ，它 們 在 振 蕩 頻 率 上 的 容 抗 很 小 ， 近 似 短 路 。 4.3振蕩的基本概念與原理 解 （ a） 圖 中 ， 沒(méi) 有 基 極 偏 置 電 路 ， 無(wú) 基 極 偏 流 ， 故 三極 管 不 能 進(jìn) 行 放 大 ， 因 此 無(wú) 法 產(chǎn) 生 振 蕩 。 （ b） 圖 中 ， 集 電 極 的 直 流 通 路 被 阻 斷 ， ICQ = 0， 因 三 極管 不 能 進(jìn) 行 放 大 ， 故 不 能 產(chǎn) 生 振 蕩 。 （ c）

27、 圖 中 ， 沒(méi) 有 選 頻 回 路 ， 而 且 L2 并 接 在 Rb2 上 ， 將Rb2 短 接 ， 無(wú) 法 加 偏 置 ， 因 此 不 能 形 成 正 弦 波 振 蕩 器 。 4.3振蕩的基本概念與原理 例 4-6試 畫(huà) 出 圖 中 各 電 路 的 交 流 通 路 。 并 用 相 位 平衡 條 件 判 斷 哪 些 電 路 能 產(chǎn) 生 振 蕩 ， 哪 些 不 能 ， 說(shuō) 明 理 由 。 對(duì)于 不 能 振 蕩 的 電 路 ， 應(yīng) 如 何 改 接 才 能 產(chǎn) 生 振 蕩 。 4.3振蕩的基本概念與原理 4.3振蕩的基本概念與原理 解 各 電 路 的 交 流 通 路 ， 如 圖 所 示 。 4.

28、3振蕩的基本概念與原理 （ a） 圖 中 L2 ， 為 反 饋 元 件 ， 可 判 斷 為 負(fù) 反 饋 電 路 ， 故不 能 產(chǎn) 生 振 蕩 。 只 有 將 變 壓 器 的 引 出 線 端 對(duì) 換 ， 同 名 端 連 接正 確 才 有 可 能 產(chǎn) 生 振 蕩 。 （ b） 圖 中 L1 ， 為 反 饋 元 件 ， 可 判 斷 為 負(fù) 反 饋 。 不 能 產(chǎn)生 振 蕩 。 將 L1 兩 端 的 外 連 接 線 對(duì) 調(diào) ， 才 有 可 能 振 蕩 。 （ c） 圖 中 C1 ， 為 反 饋 元 件 ， 但 信 號(hào) 壓 降 太 大 ， 可 能 無(wú)法 起 振 。 在 Rb2 兩 端 并 聯(lián) 一 只 電

29、 容 就 有 可 能 起 振 。 （ d） 圖 中 L2 ， 為 反 饋 元 件 ， 且 系 正 反 饋 ， 如 滿 足 振 幅平 衡 條 件 ， 就 可 起 振 。 4.3振蕩的基本概念與原理 1 RC 串 并 聯(lián) 電 路 的 選 頻 特 性 橋 式 振 蕩 器 電 路 由 RC 選 頻 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 和 兩 級(jí) 阻 容 耦 合 同相 放 大 器 兩 部 分 組 成 ， 其 電 路 圖 和 方 框 圖 如 圖 所 示 。 4.3.3 RC 振 蕩 器 4.3振蕩的基本概念與原理 將 RC 串 并 聯(lián) 電 路 單 獨(dú) 畫(huà) 出 ， 如 圖 （ a） 所 示 。 4.3振蕩的基本概念與原理 （

30、1） 輸 出 電 壓 v2 的 幅 頻 特 性 輸 入 信 號(hào) 頻 率 較 低 時(shí) 串 聯(lián) 網(wǎng) 絡(luò) 等 效 于 圖 （ b） 所 示 ?？?以 看 出 ， 信 號(hào) 頻 率 越 低 ， Xc1 越 大 ， R2 分 壓 越 小 ， v2 幅 度 就越 小 。 4.3振蕩的基本概念與原理 輸 入 信 號(hào) 頻 率 較 高 時(shí)等 效 電 路 如 圖 （ c） 所 示 。可 以 看 出 ， 信 號(hào) 頻 率 越 高 ，Xc2 越 小 ， 分 壓 越 小 ， v2 幅 度就 越 低 。 4.3振蕩的基本概念與原理 RC 串 關(guān) 聯(lián) 電 路 的 幅 頻 特 性 如圖 （ a） 所 示 。 只 有 在 諧 振

31、頻 率 f0 上 輸 出 電 壓 振 幅 最 大 ， 偏 離 這 個(gè) 頻率 ， 輸 出 電 壓 振 幅 迅 速 減 小 ， 這 就是 RC串 并 聯(lián) 網(wǎng) 絡(luò) 的 選 頻 特 性 。 （ 2） v1 與 v2 的 相 頻 特 性 相 頻 特 性 ： 輸 出 電 壓 v1 與 輸 入信 號(hào) 電 壓 v2 的 相 位 隨 信 號(hào) 頻 率 的 變化 關(guān) 系 ， 稱 為 相 頻 特 性 。 如 圖 （ b）所 示 。 4.3振蕩的基本概念與原理 結(jié) 論 ： 當(dāng) 信 號(hào) 頻 率 f 等 于 RC 電 路 的 選 頻 頻 率 f0 時(shí) ， 輸出 電 壓 v2 振 幅 最 大 ， 且 與 v1 同 相 。 如

32、 果 放 大 器 為 同 相 放 大 器即 輸 出 電 壓 與 輸 入 電 壓 同 相 ， 則 將 RC 串 并 聯(lián) 電 路 作 為 反 饋網(wǎng) 絡(luò) ， 當(dāng) 振 蕩 頻 率 等 于 f0 時(shí) ， 反 饋 回 來(lái) 的 電 壓 作 阻 性 分 壓 ，不 產(chǎn) 生 相 移 ， 這 樣 就 能 滿 足 自 激 振 蕩 的 相 位 條 件 而 可 能 產(chǎn) 生振 蕩 。 當(dāng) R1 = R2 = R， C1 = C2 = C 時(shí) ， RC 串 并 聯(lián) 選 頻 電 路的 選 頻 頻 率 為 RCf 2 10 4.3振蕩的基本概念與原理 RC 橋 式 振 蕩 器 中 ， 將 RC 選 頻 網(wǎng) 絡(luò) 和 負(fù) 反 饋 電

33、 阻 單 獨(dú) 畫(huà)出 ， 即 得 電 橋 電 路 。 又 稱 文 氏 電 橋 振 蕩 器 。 2 RC 橋 式 振 蕩 電 路 4.3振蕩的基本概念與原理 RC 串 并 聯(lián) 選 頻 網(wǎng) 絡(luò) 改 接 成 如 圖 所 示 電 路 ， 可 獲 得 振 蕩頻 率 范 圍 寬 且 連 接 可 調(diào) 的 效 果 。 4.3振蕩的基本概念與原理 1 石 英 晶 體 的 壓 電 效 應(yīng) 與 等 效 電 路 （ 1） 概 念 石 英 晶 體 ： 天 然 石 英 是 二 氧 化 硅 晶 體 ， 將 它 按 一 定 方 位角 切 成 薄 片 ， 稱 為 石 英 晶 體 。 4.3.4 石 英 晶 體 振 蕩 器 石 英

34、 晶 體 外 形 諧 振 器 如 圖 所 示 。 4.3振蕩的基本概念與原理 壓 電 效 應(yīng) ： 在 晶 片 上 施 加 機(jī) 械 壓 力 使 其 發(fā) 生 形 變 ， 將 在相 應(yīng) 方 向 上 產(chǎn) 生 電 壓 ， 這 種 物 理 現(xiàn) 象 稱 為 壓 電 效 應(yīng) 。 壓 電 諧 振 ： 當(dāng) 外 加 交 變 電 壓 的 頻 率 與 晶 體 固 有 頻 率 相 等時(shí) ， 通 過(guò) 晶 體 的 電 流 達(dá) 到 最 大 ， 這 就 是 晶 體 的 振 蕩 頻 率 。 4.3振蕩的基本概念與原理 石 英 晶 體 諧 振 器 的 等 效 電 路 和 頻 率 特 性 如 圖 所 示 。 4.3振蕩的基本概念與原理

35、 （ 2） 等 效 電 路 等 效 電 路 中 “ 等 效 元 件 ” 說(shuō) 明 如 下 ： C0： 靜 態(tài) 電 容 。 一 般 約 幾 皮 法 到 幾 十 皮 法 。 L： 石 英 晶 體 振 動(dòng) 時(shí) 的 振 動(dòng) 慣 性 ， 用 電 感 L 等 效 。 C： 相 當(dāng) 于 晶 片 的 彈 性 ， 用 電 容 等 效 。 R： 晶 片 振 動(dòng) 時(shí) 因 摩 擦 而 造 成 的 損 耗 。 4.3振蕩的基本概念與原理 （ 3） 輸 出 頻 率 當(dāng) R、 L、 C 支 路 發(fā) 生 串 聯(lián) 諧 振 時(shí) ， 等 效 于 純 電 阻 R，阻 抗 最 小 ， 串 聯(lián) 諧 振 頻 率 為 ： 當(dāng) 外 加 信 號(hào)

36、頻 率 高 于 時(shí) ， R、 L、 C 支 路 呈 感 性 ， 可與 所 在 電 容 支 路 發(fā) 生 并 聯(lián) 諧 振 ， 其 并 聯(lián) 諧 振 頻 率 為L(zhǎng)Cf 2 1s 000P 12 12 1 CCLCCC CCLf 0sP 1 CCff 4.3振蕩的基本概念與原理 2 石 英 晶 體 振 蕩 電 路 （ 1） 串 聯(lián) 型 石 英 晶 體 振 蕩 器 串 聯(lián) 型 石 英 晶 體 振 蕩 器 如 圖 所 示 。 4.3振蕩的基本概念與原理 原 理 ： 石 英 晶 體 諧 振 器 串 聯(lián) 在 反 饋 電 路 中 ， 具 有 選 頻 的 功 能 。 振 蕩 器 頻 率 等 于 石 英 晶 體 的

37、串 聯(lián) 諧 振 頻 率 時(shí) ， 石 英 晶體 呈 阻 性 ， 滿 足 自 激 振 蕩 條 件 。 RS 的 大 小 可 以 調(diào) 節(jié) ， 即 可 以 調(diào) 節(jié) 反 饋 量 的 大 小 。 4.3振蕩的基本概念與原理 （ 2） 并 聯(lián) 型 石 英 晶 體 振 蕩 器 ZXB1 型 石 英 晶 體 振 蕩 電 路 及 交 流 等 效 電 路 如 圖 所 示 。 4.3振蕩的基本概念與原理 V1 與 石 英 晶 體 組 成 并 聯(lián) 型 晶 體 振 蕩 器 ， V2 組 成 共 射 級(jí) 放大 電 路 用 來(lái) 放 大 振 蕩 信 號(hào) ， 組 V3 成 射 極 輸 出 器 ， 輸 出 振 蕩 信號(hào) 。 振 蕩

38、 頻 率 為 ： 式 中 LCf 2 10 CCCCC 00 21 2100 CC CCCC 4.3振蕩的基本概念與原理 本章小結(jié) 1 瞬 時(shí) 極 性 法 ： 先 在 放 大 器 輸 入 端 設(shè) 定 輸 入 信 號(hào) 對(duì) 地 的極 性 為 “ +”或 “ -”， 再 依 次 按 相 關(guān) 點(diǎn) 的 相 位 變 化 情 況 推 出 各點(diǎn) 信 號(hào) 對(duì) 地 的 交 流 瞬 時(shí) 極 性 ， 再 根 據(jù) 反 饋 到 輸 入 端 的 反 饋 信號(hào) 對(duì) 地 的 瞬 時(shí) 極 性 判 斷 ， 若 使 原 輸 入 信 號(hào) 減 弱 是 負(fù) 反 饋 ， 使原 輸 入 信 號(hào) 增 強(qiáng) 是 正 反 饋 。 2 反 饋 的 四

39、種 基 本 類 型 ： 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 、 電 壓 并 聯(lián) 負(fù)反 饋 、 電 流 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 、 電 流 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 。 3 負(fù) 反 饋 對(duì) 放 大 器 的 性 能 影 響 ： （ 1） 降 低 放 大 器 的 放大 倍 數(shù) ， 提 高 放 大 信 號(hào) 的 穩(wěn) 定 性 。 （ 2） 減 小 非 線 性 失 真 。（ 3） 展 寬 頻 帶 。 （ 4） 對(duì) 輸 入 電 阻 和 輸 出 電 阻 的 影 響 。 5 振 幅 平 衡 條 件 ： 反 饋 信 號(hào) 的 振 幅 應(yīng) 等 于 輸 入 信 號(hào) 的 振幅 。 4 自 激 振 蕩 的 相 位 平 衡 條 件 ： 反 饋 信 號(hào) 的 相 位 必 須 與 輸入 信 號(hào) 同 相 位 ， 即 反 饋 極 性 必 須 是 正 反 饋 。