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朱振刚 日记

色谱仪,光谱仪,红外线分析器制造

 
 
 

日志

 
 

LC振荡器的起振条件与调试  

2012-12-21 20:42:37|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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       正弦波振荡器是模拟电子技术这门课程中模拟电子电路部分相对独立的一章。振荡器是指能够自动输出各种频率、各种波形的交流信号,可以让电源从直流转换为交流,实现能量形式的转换。根据输出波形的不同可以将其分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器,而正弦波振荡器主要分为LC振荡器、RC振荡器与石英晶体振荡器三种,其中LC振荡器起振条件的判断与调试是本课程学习的难点,也是本课程中非常重要的一个知识点,本文详细说明了振荡器起振的两个条件以及调试的相关方法,从而使学生对LC振荡器有一个本质上的掌握,同时提高学生分析电路图的能力,使学生能学以致用,提高动手能力。
        1LC振荡器的起振条件
        1.1振荡器的振幅条件
        振荡器振幅平衡条件就是指放大器的反馈信号必须具有一定的振幅幅度。理论公式表示的是反馈系数F与放大器的电压放大倍数AV相乘的乘积大于1,也就是AvF≥1,而其中反馈系数F是一个比1小的数,由此可以得出Av的数值应当大于1。正确推断放大器是否工作于正常状态是判断振荡器是否起振的关键。放大器正常放大时,三极管的外部偏置条件必须满足发射结正向偏置、集电结反向偏置。而且判断时应当注意:研究放大状态时是分析振荡电路的直流状态,而不是交流电路状态。其中应当记住直流状态时电感线圈相当于短路,而电容则相当于断路。
        1.2振荡器的相位平衡条件
        振荡器起振的第二个必须条件是应当满足相位平衡,也就是放大器的反馈信号与输入信号相位应当一样,书中公式表示了反馈信号VF的相位与输入信号VI的相位相差应当为2nπ(n是整数)。由于VI与VF相位相同,因此反馈信号能够使输入信号的作用得到增强,于电路中具体判断时就是看电路是否是正反馈,而判断电路是否构成正反馈,一般采用瞬时极性法去判别。在判断之前必须注意,分析相位是否平衡是采用电路的交流状态,不是直流状态,也即此时电感线圈于电路中不能看作短路,两端将具有一定的电压势差;而电容则应当分两种情况加以讨论:当在LC电路中时,电容不能被认为是短路,即两端应有一定的压差,当不在LC电路中时,电容可以被看作为短路状态;在交流状态时当直流电源的内阻比较小时,可以将其看为处于短路状态。同时值得注意的是对于电感线圈串联和两个电容串联于电路中时的情况,此时当采用瞬时极性法判断时应当分两种情况予以考虑:当接地点在两串联电感或者两串联电容的一端时,另两端的极性是相同的,如图1中的A与B示;当接地点连接在两串联电感或者两串联电容的中间端时,那么两端的极性则是相反的
        2LC振荡器的调试
        振荡器电路设计好后,下一步就是电路的调试了,在这一过程中,往往会出现很多的问题,笔者将两个常见的问题归纳如下:
        2.1振荡器不起振
        电路接线完成后,检查连线没有错误,静态工作点工作亦正常,但振荡器不起振。这主要是由于相位平衡条件和振幅条件没有满足导致的。①检查相位平衡条件是否满足:对于本文介绍的LC振荡电路主要是检查电感、电容的位置排列是否合适;②检查振幅条件是否满足: 如果静态工作点选择比较低的话,晶体管的放大倍数比较小, 从而导致电路起振条件不满足, 此时,可以将工作点适当提高;如果是反馈系数过小的话, 可适当调节反馈电路中元件参数的大小, 但如果想用加强反馈耦合来处理其它因素不足而引起的矛盾,那么,这样做是不理想的,是不合适的,因为如果反馈量过大的话,有可能导致波形不好,甚至引起电路不能起振。
        2.2振荡器的波形不理想
        当振荡器回路输出的波形不理想,或者偏离正弦波形很远,可适当调节反馈量使耦合得到减弱,另一方面就是根据情况使回路的品质因素得到提高,此时,应当引起注意的是静态工作点选择应当合理,振荡器正常工作之后,晶体管不应当工作于饱和区。
        总之,实现一个理想的LC振荡器,既需要成熟的理论指导,同时也需要具备将理论灵活运用于实际的能力,只有将两者紧密结合,才能达到事半功倍的效果,得到比较完美的正弦波形。 
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