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1、 4.1反饋的基本概念反饋的基本概念4.2負反饋對放大器性能的影響負反饋對放大器性能的影響4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理本章小結本章小結第四章負反饋放大電路 4.1.1什么是反饋什么是反饋4.1反饋的基本概念反饋的基本概念 反反饋饋：在放大：在放大電電路中，從路中，從輸輸出端把出端把輸輸出信號的部分或全出信號的部分或全部通部通過過一定的方式回送到一定的方式回送到輸輸入端的入端的過過程稱程稱為為反反饋饋。反反饋電饋電路路：用于反向：用于反向傳輸傳輸信號的信號的電電路稱路稱為為反反饋電饋電路或反路或反饋饋網(wǎng)網(wǎng)絡絡。反反饋饋放大放大電電路路：凡：凡帶帶有反有反饋環(huán)節(jié)饋環(huán)節(jié)的放大的放大
2、電電路稱路稱為為反反饋饋放放大大電電路。路。凈輸凈輸入信號入信號：輸輸入信號與反入信號與反饋饋信號疊加得到信號疊加得到凈輸凈輸入信號。入信號。4.1反饋的基本概念反饋的基本概念 反反饋饋放大器與基本放大器的區(qū)放大器與基本放大器的區(qū)別別：（1）輸入信號是信號源和反饋信號疊加后的凈輸入信號。）輸入信號是信號源和反饋信號疊加后的凈輸入信號。（2）輸輸出出信信號號在在輸輸送送到到負負載載的的同同時時，還還要要取取出出部部分分或或全全部部再回送到原放大器的再回送到原放大器的輸輸入端。入端。（3）引引入入反反饋饋后后，使使信信號號既既有有正正向向傳傳輸輸也也有有反反向向傳傳輸輸，電電路形成閉合環(huán)路。路形成
3、閉合環(huán)路。4.1反饋的基本概念反饋的基本概念 1正反正反饋饋和和負負反反饋饋 正反正反饋饋：反：反饋饋信號起到增信號起到增強強輸輸入信號的作用。入信號的作用。負負反反饋饋：反：反饋饋信號起到削弱信號起到削弱輸輸入信號的作用。入信號的作用。采用瞬采用瞬時時極性法判斷是正反極性法判斷是正反饋還饋還是是負負反反饋饋。瞬瞬時時極極性性法法：先先在在放放大大器器輸輸入入端端設設定定輸輸入入信信號號對對地地的的極極性性為為“+”或或“”，再再依依次次按按相相關關點點的的相相位位變變化化情情況況推推出出各各點點信信號號對對地地的的交交流流瞬瞬時時極極性性，再再根根據(jù)據(jù)反反饋饋到到輸輸入入端端的的反反饋饋信信
4、號號對對地地的的瞬瞬時時極極性性判判斷斷，若若使使原原輸輸入入信信號號減減弱弱是是負負反反饋饋，使使原原輸輸入信號增入信號增強強是正反是正反饋饋。4.1反饋的基本概念反饋的基本概念4.1.2反反饋饋的基本的基本類類型型 4.1反饋的基本概念反饋的基本概念例例 4-1 試試判斷判斷圖圖所示所示電電路的反路的反饋饋是正反是正反饋還饋還是是負負反反饋饋。解解假假定定兩兩級級放放大大器器輸輸入入端端信信號號極極性性為為上上正正下下負負，即即基基極極對對地地的的極極性性為為“+”，集集電電極極倒倒相相后后對對地地極極性性為為“”，即即集集電電極極輸輸出出為為“+”，通通過過反反饋饋至至的的電電壓壓對對地
5、地極極性性為為“+”，則則凈凈輸輸入入量量減減小小，可可判斷判斷該該反反饋為負饋為負反反饋饋。例例 4-2 判判斷斷圖圖所所示示電電路路中中有有無無反反饋饋存存在在，如如有有，屬屬于于何種反何種反饋饋？4.1反饋的基本概念反饋的基本概念 解解反反饋饋元元件件 Re 并并聯(lián)聯(lián)了了旁旁路路 C 電電容容，為為交交流流信信號號提提供供了了通路，消除了交流反饋的條件，所以放大器只有直流反饋。通路，消除了交流反饋的條件，所以放大器只有直流反饋。用瞬用瞬時時極性法判斷如下：極性法判斷如下：設設 VB 某一某一時時刻上升?？躺仙?。4.1反饋的基本概念反饋的基本概念故為負反饋。故為負反饋。2電壓反饋與電流反饋
6、電壓反饋與電流反饋4.1反饋的基本概念反饋的基本概念電電壓壓反反饋饋：反反饋饋信信號號取取自自輸輸出出電電壓壓，并并與與輸輸出出電電壓壓成成正正比。比。電電流反流反饋饋：反：反饋饋網(wǎng)網(wǎng)絡絡的的輸輸出信號與出信號與輸輸出出電電流成正比。流成正比。判判斷斷方方法法：設設想想把把輸輸出出端端短短路路，如如果果反反饋饋信信號號消消失失，則則為為電壓電壓反反饋饋。如反。如反饋饋信號依然存在，信號依然存在，則為電則為電流反流反饋饋。4.1反饋的基本概念反饋的基本概念 3串串聯(lián)聯(lián)反反饋饋與并與并聯(lián)聯(lián)反反饋饋 4.1反饋的基本概念反饋的基本概念串串聯(lián)聯(lián)反反饋饋：放放大大器器的的凈凈輸輸入入電電壓壓是是由由信信
7、號號源源電電壓壓與與反反饋饋電壓串聯(lián)得到的。電壓串聯(lián)得到的。并并聯(lián)聯(lián)反反饋饋：放放大大器器的的凈凈輸輸入入電電壓壓是是由由信信號號源源電電壓壓與與反反饋饋電壓電壓并并聯(lián)聯(lián)得到的。得到的。判判斷斷方方法法：把把輸輸入入端端短短路路，如如果果反反饋饋電電壓壓為為零零，則則為為并并聯(lián)反饋；如果反饋電壓仍存在，則為串聯(lián)反饋。聯(lián)反饋；如果反饋電壓仍存在，則為串聯(lián)反饋。4.1反饋的基本概念反饋的基本概念 4反反饋饋放大器的四種基本放大器的四種基本類類型型 電壓電壓并并聯(lián)負聯(lián)負反反饋饋 電電流串流串聯(lián)負聯(lián)負反反饋饋 電電流并流并聯(lián)負聯(lián)負反反饋饋4.1反饋的基本概念反饋的基本概念 電壓電壓串串聯(lián)負聯(lián)負反反饋饋
8、 4.1反饋的基本概念反饋的基本概念 4.1反饋的基本概念反饋的基本概念 例例 4-3 試試判斷判斷圖圖示示電電路的反路的反饋類饋類型。型。解解判斷思路判斷思路：分析分析電電路中是否存在反路中是否存在反饋饋；如如果果電電路路中中確確有有反反饋饋，判判斷斷其其性性質質是是正正反反饋饋還還是是負負反反饋饋；從從輸輸出出回回路路分分析析反反饋饋信信號號取取自自于于輸輸出出電電壓壓還還是是輸輸出出電電流流，以判斷是，以判斷是電壓電壓反反饋還饋還是是電電流反流反饋饋。從從輸輸入入回回路路分分析析反反饋饋信信號號與與原原輸輸入入信信號號是是串串聯(lián)聯(lián)還還是是并并聯(lián)聯(lián)，以判斷它是串，以判斷它是串聯(lián)聯(lián)反反饋還饋
9、還是并是并聯(lián)聯(lián)反反饋饋。4.1反饋的基本概念反饋的基本概念 具體分析：具體分析：通通過過 Re 的的不不僅僅有有輸輸出出信信號號，而而且且也也有有輸輸入入信信號號。因因而而它它能能將將輸輸出出信信號號的的一一部部分分取取出出來來饋饋送送給給輸輸入入回回路路，從從而而影影響響原原輸輸入入信號。由此，信號。由此，Re 是是該電該電路的反路的反饋饋元件，元件，電電路存在著反路存在著反饋饋。設設信信號號源源瞬瞬時時極極性性為為上上正正下下負負，加加到到三三極極管管發(fā)發(fā)射射極極電電壓壓亦亦為為上上正正下下負負，三三極極管管的的射射極極電電壓壓就就是是反反饋饋信信號號電電壓壓，它它使使加加到到發(fā)發(fā)射射結結
10、的的純輸純輸入信號入信號電壓電壓比原比原輸輸入信號入信號電壓電壓小，故是小，故是負負反反饋饋。根據(jù)以上分析，引入的根據(jù)以上分析，引入的為為電電流串流串聯(lián)負聯(lián)負反反饋饋。4.1反饋的基本概念反饋的基本概念 將將負負載載電電阻阻短短路路，則則輸輸出出回回路路并并不不因因負負載載短短路路而而使使反反饋饋電電流消失，因此，從流消失，因此，從輸輸入端看，反入端看，反饋饋屬屬電電流反流反饋饋。如將如將輸輸入端短接，入端短接，則則反反饋電壓饋電壓依然存在，故依然存在，故為為串串聯(lián)聯(lián)反反饋饋。例例 4-4 圖圖（a a）為為另另一一負負反反饋饋放放大大電電路路，圖圖（b b）所所示示為為它的交流通路，指出反它
11、的交流通路，指出反饋類饋類型。型。4.1反饋的基本概念反饋的基本概念 解解從從輸輸出端出端，反，反饋饋信號取自信號取自輸輸出出電壓電壓，為電壓為電壓反反饋饋。4.1反饋的基本概念反饋的基本概念從從輸輸入端入端，Rf 與與輸輸入入電電路并路并聯(lián)聯(lián)，為為并并聯(lián)聯(lián)反反饋饋。則該電則該電路是一個路是一個電壓電壓并并聯(lián)負聯(lián)負反反饋電饋電路路。作業(yè)題：1、畫出反饋放大器四種基本類型的電路圖。2、比較四種負反饋電路的特點。4.2.1降降低低放放大大器器的的放放大大倍倍數(shù)數(shù)，提提高高放放大大信信號號的的穩(wěn)穩(wěn)定性定性 4.2 負反饋對放大器性能的影負反饋對放大器性能的影響響開開環(huán)環(huán)放放大大倍倍數(shù)數(shù)：在在未未接接
12、入入反反饋饋之之前前，電電路路未未形形成成閉閉合合回回路時的放大倍數(shù)。這時，路時的放大倍數(shù)。這時，反反饋饋系系數(shù)數(shù)：接接入入負負反反饋饋后后，將將反反饋饋信信號號 Xf 與與輸輸出出信信號號 Xo 之比，定義為反饋系數(shù)之比，定義為反饋系數(shù) F。引引入入負負反反饋饋后后，放放大大器器的的閉閉環(huán)環(huán)放放大大倍倍數(shù)數(shù)降降低低了了，且且降降低低為為原放大倍數(shù)的原放大倍數(shù)的 。當當 AF 1 時時，。說說明明閉閉環(huán)環(huán)放放大大倍倍數(shù)數(shù)僅僅與與反反饋饋系系數(shù)數(shù)有有關關，由由于于反反饋饋環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)一一般般都都必必須須是是由由線線性性元元件件構構成成，性性能能穩(wěn)穩(wěn)定，因此定，因此閉環(huán)閉環(huán)放大倍數(shù)放大倍數(shù)穩(wěn)穩(wěn)定。定。
13、4.2 負反饋對放大器性能的影負反饋對放大器性能的影響響 表示凈輸入信號，它是輸入信號與反饋信號的差值。表示凈輸入信號，它是輸入信號與反饋信號的差值。閉閉環(huán)環(huán)放放大大倍倍數(shù)數(shù)：引引入入負負反反饋饋后后，環(huán)環(huán)路路閉閉合合后后輸輸出出信信號號與與環(huán)路輸入信號之比。環(huán)路輸入信號之比。4.2.2減小非線性失真減小非線性失真原原理理：在在負負反反饋饋放放大大電電路路中中，凈凈輸輸入入信信號號 是是輸輸入入信信號號 vi與與失失真真輸輸出出信信號號的的反反饋饋量量 vf 相相減減的的結結果果，凈凈輸輸入入信信號號 的的波波形形與與原原輸輸出出失失真真信信號號的的畸畸變變方方向向相相反反。從從而而使使放放大
14、大器器的的輸輸出出信信號波形得以改善。如圖所示。號波形得以改善。如圖所示。4.2 負反饋對放大器性能的影負反饋對放大器性能的影響響 放放大大器器引引入入負負反反饋饋后后，在在中中頻頻區(qū)區(qū)，放放大大器器的的放放大大倍倍數(shù)數(shù)下下降降多多，在在高高、低低頻頻區(qū)區(qū)，放放大大倍倍數(shù)數(shù)下下降降得得少少，結結果果是是放放大大器器的的幅幅頻頻特特性性變變得得平平坦坦，上上限限頻頻率率由由 fH 移移至至 fHf，下下限限頻頻率率由由 fL 移至移至 fLf。如圖所示。如圖所示。4.2.3展寬頻帶展寬頻帶4.2 負反饋對放大器性能的影負反饋對放大器性能的影響響（1）串串聯(lián)聯(lián)負負反反饋饋使使放放大大器器輸輸入入電
15、電阻阻增增大大，并并聯(lián)聯(lián)負負反反饋饋使使放大器放大器輸輸入入電電阻降低。阻降低。（2）電電壓壓負負反反饋饋使使放放大大器器的的輸輸出出電電阻阻降降低低，電電流流負負反反饋饋使放大器的使放大器的輸輸出出電電阻增大。阻增大。4.2.4對輸入電阻和輸出電阻的影響對輸入電阻和輸出電阻的影響4.2 負反饋對放大器性能的影負反饋對放大器性能的影響響 4.3.1自激振蕩原理和振蕩平衡條件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振蕩的基本概念與原理 1自激振蕩的原理：自激振蕩的原理：（1）開開關關撥撥 1，放放大大器器輸輸入入端端與與信信號號源源 vi 接接通通，在在 LC 回回路路產(chǎn)產(chǎn)生生信信號
16、號電電壓壓，經(jīng)經(jīng) L2 耦耦合合加加到到負負載載上上RL，稱稱為為“他他激激”狀態(tài)。狀態(tài)。（2）開開關關突突然然撥撥 2，LC 回回路路的的電電壓壓通通過過 L1和和 L2 互互感感耦耦合合，從從 L1 上上獲獲得得感感應應電電壓壓 vf。如如果果選選定定電電感感的的同同名名端端的的匝匝數(shù)數(shù)比比，使使感感應應電電壓壓 vf 與與輸輸入入信信號號同同相相位位、同同幅幅度度，則則反反饋饋信信號號 vf 即可取代即可取代輸輸入信號入信號 vi。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 自自激激狀狀態(tài)態(tài)：無無需需外外加加信信號號而而靠靠振振蕩蕩器器內(nèi)內(nèi)部部反反饋饋作作用用維維持持振蕩的工作狀態(tài)。
17、振蕩的工作狀態(tài)。自自激激振振蕩蕩器器：依依靠靠反反饋饋維維持持振振蕩蕩的的振振蕩蕩器器稱稱為為反反饋饋式式自自激振蕩器。激振蕩器。自激振自激振蕩蕩器包括兩個基本器包括兩個基本環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)：放大器和反放大器和反饋饋網(wǎng)網(wǎng)絡絡。2自激振自激振蕩蕩的概念的概念4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 方框圖如圖所示。方框圖如圖所示。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 3自激振自激振蕩蕩的條件的條件（1）相位平衡條件）相位平衡條件 反反饋饋信信號號的的相相位位必必須須與與輸輸入入信信號號同同相相位位，即即反反饋饋極極性性必必須是正反饋。須是正反饋。（2）振幅平衡條件）振幅平衡條件反反饋饋信
18、號信號 vf 的振幅的振幅應應等于等于輸輸入信號入信號 vi 的振幅。即的振幅。即 A AvF=1。自自激激振振蕩蕩器器在在電電源源接接通通瞬瞬間間還還必必須須滿滿足足起起振振條條件件 1 1保保證證 LC 回回路路的的振振蕩蕩從從無無到到有有，從從小小逐逐漸漸增增大大，直直到到滿滿足足平平衡條件衡條件為為止。止。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 LC 振振蕩蕩器器是是由由電電感感 L 和和電電容容 C 組組成成的的振振蕩蕩電電路路。常常用用的的有有變變壓壓器器反反饋饋式式、電電感感反反饋饋式式、電容反饋式三種電容反饋式三種。4.3.2 LC 振振蕩蕩器器 1變變壓壓器器反反饋饋
19、式式 LC 振振蕩蕩器器（1）電路結構電路結構反反饋饋網(wǎng)網(wǎng)絡絡由由二二次次線線圈圈 L2 和和 Cb 組組成成，Cb 為為隔隔直直流流的的耦耦合合電電容。容。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 振振蕩蕩器器接接通通電電源源瞬瞬間間，電電路路各各處處電電流流電電壓壓都都產(chǎn)產(chǎn)生生一一個個沖沖擊擊，這這個個“電電沖沖擊擊”可可以以產(chǎn)產(chǎn)生生一一個個包包含含頻頻率率范范圍圍很很寬寬的的微微弱弱信號。信號。設設某某一一瞬瞬時時基基極極電電壓壓極極性性為為正正，則則集集電電極極應應為為負負，L2上上端端電電壓壓極極性性為為正正，反反饋饋回回基基極極的的電電壓壓極極性性為為正正，滿滿足足相相位位平
20、平衡衡條條件件。只只要要變變壓壓器器 L1 與與 L2 匝匝數(shù)數(shù)比比恰恰當當，即即滿滿足足振振幅幅起起振條件。振條件。以以上上是是共共射射集集電電極極調調諧諧變變壓壓反反饋饋式式振振蕩蕩電電路路，此此外外還還有有共基射極調諧等變壓器反饋式振蕩電路共基射極調諧等變壓器反饋式振蕩電路。（2）工作原理工作原理4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 （3）特點）特點變變壓壓器器反反饋饋式式振振蕩蕩電電路路容容易易起起振振，振振蕩蕩頻頻率率一一般般為為幾幾千千赫到幾百赫。赫到幾百赫。2電電感反感反饋饋式振式振蕩蕩器器 又又稱稱電電感感三三點點式式振振蕩蕩器器。三三極極管管的的三三個個電電極極分分
21、別別與與 LC回回路中路中L 的三個點相連，故而得名。的三個點相連，故而得名。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 （1）工作原理）工作原理4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 振振幅幅條條件件：電電感感抽抽頭頭位位置置選選擇擇適適當當，就就能能滿滿足足振振幅幅起起振振條件。條件。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 相相位位條條件件：設設基基極極電電壓壓瞬瞬時時極極性性為為“”時時，則則集集電電極極為為“”，LC 回回路路另另一一端端為為“+”，反反饋饋回回基基極極為為“+”，滿滿足相位平衡條件。足相位平衡條件。電電路能路能夠夠起振，起振，電電路振路振蕩頻蕩頻率
22、率為為式中，式中，M 是是線線圈圈 L1 與與 L2 之之間間的互感系數(shù)。的互感系數(shù)。（2）特點）特點這這種種振振蕩蕩電電路路易易起起振振且且振振幅幅大大，振振蕩蕩頻頻率率可可達達幾幾十十兆兆赫赫。缺點是振蕩波形失真較大。缺點是振蕩波形失真較大。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 3電容反饋式振蕩器電容反饋式振蕩器又又稱稱電電容容三三點點式式振振蕩蕩器器。在在圖圖（b）交交流流通通路路中中，三三極極管管的的三三個個電電極極與與電電容容支支路路的的三三個個點點相相接接，故故而而得得名名。電電容容三三點點式式振蕩電路如圖所示。振蕩電路如圖所示。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與
23、原理 （1 1）電路結構）電路結構 與與電電感感反反饋饋式式的的區(qū)區(qū)別別：一一是是 LC 回回路路中中，將將電電感感支支路路與與電電容容支支路路對對調調，且且在在電電容容支支路路中中將將電電容容 C1、C2 接接成成串串聯(lián)聯(lián)分分壓壓形形式式，通通過過 C2 將將電電壓壓反反饋饋到到基基極極；二二是是在在集集電電極極加加接接電電阻阻Re，用以提供集電極直流通路。，用以提供集電極直流通路。（2）工作原理）工作原理振振幅幅起起振振條條件件：適適當當?shù)牡倪x選擇擇 C1、C2 的的數(shù)數(shù)值值，改改變變反反饋饋量量，即可滿足條件。即可滿足條件。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 相相位位平平衡衡
24、條條件件：如如果果基基極極電電位位瞬瞬時時極極性性為為“”，則則集集電電極極為為“”，LC 回回路路“1”端端為為“”，C1、C2 接接地地，LC 回回路路的的另另一一端端“3”為為“+”，C2 上上的的電電壓壓反反饋饋到到基基極極為為正正，滿足相位條件。滿足相位條件。電電路振路振蕩頻蕩頻率率為為 4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 該該振振蕩蕩電電路路的的輸輸出出波波形形好好，振振蕩蕩頻頻率率可可高高達達 100 MHz 以上，缺點是頻率范圍較小。以上，缺點是頻率范圍較小。三三點點式式振振蕩蕩器器的的組組成成法法則則：接接在在發(fā)發(fā)射射極極與與集集電電極極，發(fā)發(fā)射射極極與與基基極極
25、之之間間的的電電抗抗必必須須為為同同性性質質電電抗抗，接接在在集集電電極極與與基基極極之之間間的的電電抗抗必必須須為為異異性性質質電電抗抗。此此法法測測可可用用來來檢檢查查實實際際的的三三點式振蕩電路是否正確。點式振蕩電路是否正確。（3）特點）特點4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 4改進型電容反饋式振蕩器改進型電容反饋式振蕩器在在 LC 回路的電感支路串入小容量回路的電感支路串入小容量電容電容 C，如圖所示。，如圖所示。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 由由于于C C1、C C2 三三個個電電容容串串聯(lián)聯(lián)的的等等效效電電容容近近似等于似等于 C。振蕩頻率近似為：。振
26、蕩頻率近似為：這這種種電電路路振振蕩蕩波波形形好好，頻頻率率穩(wěn)穩(wěn)定定。缺缺點點是是用用作作頻頻率率可可調調式振蕩器時，輸出幅度隨頻率而下降。式振蕩器時，輸出幅度隨頻率而下降。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 例例 4-5 分分析析圖圖示示各各電電路路能能否否構構成成正正弦弦波波振振蕩蕩器器？試試說說明明原原因因。圖圖中中，Cb、Ce、Cc 均均為為隔隔直直電電容容或或旁旁路路電電容容，它它們們在振在振蕩頻蕩頻率上的容抗很小，近似短路。率上的容抗很小，近似短路。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 解解（a）圖圖中中，沒沒有有基基極極偏偏置置電電路路，無無基基極極偏偏流流
27、，故故三三極管不能進行放大，因此無法產(chǎn)生振蕩。極管不能進行放大，因此無法產(chǎn)生振蕩。（b）圖圖中中，集集電電極極的的直直流流通通路路被被阻阻斷斷，ICQ=0，因因三三極極管不能進行放大，故不能產(chǎn)生振蕩。管不能進行放大，故不能產(chǎn)生振蕩。（c）圖圖中中，沒沒有有選選頻頻回回路路，而而且且 L2 并并接接在在 Rb2 上上，將將Rb2 短接，無法加偏置，因此不能形成正弦波振短接，無法加偏置，因此不能形成正弦波振蕩蕩器。器。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 例例 4-6試試畫畫出出圖圖中中各各電電路路的的交交流流通通路路。并并用用相相位位平平衡衡條條件件判判斷斷哪哪些些電電路路能能產(chǎn)產(chǎn)生生
28、振振蕩蕩，哪哪些些不不能能，說說明明理理由由。對對于不能振蕩的電路，應如何改接才能產(chǎn)生振蕩。于不能振蕩的電路，應如何改接才能產(chǎn)生振蕩。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 解解各電路的交流通路，如圖所示。各電路的交流通路，如圖所示。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 （a）圖圖中中 L2，為為反反饋饋元元件件，可可判判斷斷為為負負反反饋饋電電路路，故故不不能能產(chǎn)產(chǎn)生生振振蕩蕩。只只有有將將變變壓壓器器的的引引出出線線端端對對換換，同同名名端端連連接接正確才有可能正確才有可能產(chǎn)產(chǎn)生振生振蕩蕩。（b）圖圖中中 L1，為為反反饋饋
29、元元件件，可可判判斷斷為為負負反反饋饋。不不能能產(chǎn)產(chǎn)生振蕩。將生振蕩。將 L1 兩端的外連接線對調，才有可能振蕩。兩端的外連接線對調，才有可能振蕩。（c）圖圖中中 C1，為為反反饋饋元元件件，但但信信號號壓壓降降太太大大，可可能能無無法起振。在法起振。在 Rb2 兩端并聯(lián)一只電容就有可能起振。兩端并聯(lián)一只電容就有可能起振。（d）圖圖中中 L2，為為反反饋饋元元件件，且且系系正正反反饋饋，如如滿滿足足振振幅幅平衡條件，就可起振。平衡條件，就可起振。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 1RC 串并串并聯(lián)電聯(lián)電路的路的選頻選頻特性特性 橋橋式式振振蕩蕩器器電電路路由由 RC 選選頻頻反反
30、饋饋網(wǎng)網(wǎng)絡絡和和兩兩級級阻阻容容耦耦合合同同相放大器兩部分相放大器兩部分組組成，其成，其電電路路圖圖和方框和方框圖圖如如圖圖所示。所示。4.3.3RC 振蕩器振蕩器4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 將將 RC 串并串并聯(lián)電聯(lián)電路路單單獨畫出，如獨畫出，如圖圖（a）所示。）所示。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 （1）輸輸出出電壓電壓 v2 的幅的幅頻頻特性特性 輸輸入入信信號號頻頻率率較較低低時時串串聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡絡等等效效于于圖圖（b）所所示示?？煽梢砸钥纯闯龀觯判盘柼栴l頻率率越越低低，Xc1 越越大，大，R2 分分壓壓越小，越小，v2 幅度就越小。幅度就越小。4.
31、3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 輸輸入入信信號號頻頻率率較較高高時時等等效效電電路路如如圖圖（c）所所示示。可可以以看看出出，信信號號頻頻率率越越高高，Xc2 越越小小，分分壓壓越越小小，v2 幅幅度度就就越低。越低。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 RC 串串關關聯(lián)聯(lián)電電路路的的幅幅頻頻特特性性如如圖圖（a）所所示示。只只有有在在諧諧振振頻頻率率 f0 上上輸輸出出電電壓壓振振幅幅最最大大，偏偏離離這這個個頻頻率率，輸輸出出電電壓壓振振幅幅迅迅速速減減小小，這這就就是是RC串并串并聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡絡的的選頻選頻特性。特性。（2）v1 與與 v2 的相的相頻頻特性特性 相相
32、頻頻特特性性：輸輸出出電電壓壓 v1 與與輸輸入入信信號號電電壓壓 v2 的的相相位位隨隨信信號號頻頻率率的的變變化化關關系系，稱稱為為相相頻頻特特性性。如如圖圖（b）所示。所示。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 結結論論：當當信信號號頻頻率率 f 等等于于 RC 電電路路的的選選頻頻頻頻率率 f0 時時，輸輸出出電電壓壓 v2 振振幅幅最最大大，且且與與 v1 同同相相。如如果果放放大大器器為為同同相相放放大大器器即即輸輸出出電電壓壓與與輸輸入入電電壓壓同同相相，則則將將 RC 串串并并聯(lián)聯(lián)電電路路作作為為反反饋饋網(wǎng)網(wǎng)絡絡，當當振振蕩蕩頻頻率率等等于于 f0 時時，反反饋饋回回
33、來來的的電電壓壓作作阻阻性性分分壓壓，不不產(chǎn)產(chǎn)生生相相移移，這這樣樣就就能能滿滿足足自自激激振振蕩蕩的的相相位位條條件件而而可可能能產(chǎn)產(chǎn)生生振振蕩蕩。當當R1=R2=R，C1=C2=C 時時，RC 串串并并聯(lián)聯(lián)選選頻頻電電路路的的選頻頻選頻頻率率為為 4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 RC 橋橋式式振振蕩蕩器器中中，將將 RC 選選頻頻網(wǎng)網(wǎng)絡絡和和負負反反饋饋電電阻阻單單獨獨畫畫出，即得出，即得電橋電電橋電路。又稱文氏路。又稱文氏電橋電橋振振蕩蕩器。器。2RC 橋橋式振式振蕩電蕩電路路4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 RC 串串并并聯(lián)聯(lián)選選頻頻網(wǎng)網(wǎng)絡絡改改接接成成如
34、如圖圖所所示示電電路路，可可獲獲得得振振蕩蕩頻頻率范率范圍寬圍寬且且連連接可接可調調的效果。的效果。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 1石英晶體的石英晶體的壓電壓電效效應應與等效與等效電電路路（1）概念）概念石石英英晶晶體體：天天然然石石英英是是二二氧氧化化硅硅晶晶體體，將將它它按按一一定定方方位位角切成薄片，稱為石英晶體。角切成薄片，稱為石英晶體。4.3.4石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器石英晶體外形石英晶體外形諧諧振器如振器如圖圖所示。所示。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 壓壓電電效效應應：在在晶晶片片上上施施加加機機械械壓壓力力使使其其發(fā)發(fā)生生形形變變，將將在在
35、相相應應方向上方向上產(chǎn)產(chǎn)生生電壓電壓，這這種物理種物理現(xiàn)現(xiàn)象稱象稱為壓電為壓電效效應應。壓壓電電諧諧振振：當當外外加加交交變變電電壓壓的的頻頻率率與與晶晶體體固固有有頻頻率率相相等等時時，通，通過過晶體的晶體的電電流達到最大，流達到最大，這這就是晶體的振就是晶體的振蕩頻蕩頻率。率。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 石英晶體石英晶體諧諧振器的等效振器的等效電電路和路和頻頻率特性如率特性如圖圖所示。所示。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 （2）等效）等效電電路路等效等效電電路中路中“等效元件等效元件”說說明如下：明如下：C0：靜：靜態(tài)電態(tài)電容。一般容。一般約約幾皮法到幾
36、十皮法。幾皮法到幾十皮法。L：石英晶體振：石英晶體振動時動時的振的振動慣動慣性，用性，用電電感感 L 等效。等效。C：相當于晶片的：相當于晶片的彈彈性，用性，用電電容等效。容等效。R：晶片振：晶片振動時動時因摩擦而造成的因摩擦而造成的損損耗。耗。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 （3）輸輸出出頻頻率率 當當 R、L、C 支支路路發(fā)發(fā)生生串串聯(lián)聯(lián)諧諧振振時時，等等效效于于純純電電阻阻 R，阻抗最小，串，阻抗最小，串聯(lián)諧聯(lián)諧振振頻頻率率為為：當當外外加加信信號號頻頻率率高高于于時時，R、L、C 支支路路呈呈感感性性，可可與與所在所在電電容支路容支路發(fā)發(fā)生并生并聯(lián)諧聯(lián)諧振，其并振，其并
37、聯(lián)諧聯(lián)諧振振頻頻率率為為4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 2石英晶體振石英晶體振蕩電蕩電路路（1）串）串聯(lián)聯(lián)型石英晶體振型石英晶體振蕩蕩器器 串串聯(lián)聯(lián)型石英晶體振型石英晶體振蕩蕩器如器如圖圖所示。所示。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 原理：原理：石英晶體石英晶體諧諧振器串振器串聯(lián)聯(lián)在反在反饋電饋電路中，具有路中，具有選頻選頻的功能。的功能。振振蕩蕩器器頻頻率率等等于于石石英英晶晶體體的的串串聯(lián)聯(lián)諧諧振振頻頻率率時時，石石英英晶晶體呈阻性，體呈阻性，滿滿足自激振足自激振蕩蕩條件。條件。RS 的大小可以的大小可以調節(jié)調節(jié)，即可以，即可以調節(jié)調節(jié)反反饋饋量的大小。量的大
38、小。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 （2）并）并聯(lián)聯(lián)型石英晶體振型石英晶體振蕩蕩器器ZXB1 型石英晶體振型石英晶體振蕩電蕩電路及交流等效路及交流等效電電路如路如圖圖所示。所示。4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 V1 與與石石英英晶晶體體組組成成并并聯(lián)聯(lián)型型晶晶體體振振蕩蕩器器，V2 組組成成共共射射級級放放大大電電路路用用來來放放大大振振蕩蕩信信號號，組組 V3 成成射射極極輸輸出出器器，輸輸出出振振蕩蕩信信號。號。振振蕩頻蕩頻率率為為：式中式中4.3振蕩的基本概念與原理振蕩的基本概念與原理 本章小結本章小結1瞬瞬時時極極性性法法：先先在在放放大大器器輸輸入入端
39、端設設定定輸輸入入信信號號對對地地的的極極性性為為“+”或或“”，再再依依次次按按相相關關點點的的相相位位變變化化情情況況推推出出各各點點信信號號對對地地的的交交流流瞬瞬時時極極性性，再再根根據(jù)據(jù)反反饋饋到到輸輸入入端端的的反反饋饋信信號號對對地地的的瞬瞬時時極極性性判判斷斷，若若使使原原輸輸入入信信號號減減弱弱是是負負反反饋饋，使使原原輸輸入信號增入信號增強強是正反是正反饋饋。2反反饋饋的的四四種種基基本本類類型型：電電壓壓串串聯(lián)聯(lián)負負反反饋饋、電電壓壓并并聯(lián)聯(lián)負負反反饋饋、電電流串流串聯(lián)負聯(lián)負反反饋饋、電電流并流并聯(lián)負聯(lián)負反反饋饋。3負負反反饋饋對對放放大大器器的的性性能能影影響響：（1）降降低低放放大大器器的的放放大大倍倍數(shù)數(shù)，提提高高放放大大信信號號的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性。（2）減減小小非非線線性性失失真真。（3）展）展寬頻帶寬頻帶。（。（4）對輸對輸入入電電阻和阻和輸輸出出電電阻的影響。阻的影響。5振振幅幅平平衡衡條條件件：反反饋饋信信號號的的振振幅幅應應等等于于輸輸入入信信號號的的振振幅。幅。4自自激激振振蕩蕩的的相相位位平平衡衡條條件件：反反饋饋信信號號的的相相位位必必須須與與輸輸入信號同相位，即反入信號同相位，即反饋饋極性必極性必須須是正反是正反饋饋。
電子技術基礎(張龍興版)全套課件（行業(yè)經(jīng)驗）
