正弦波振蕩電路也是一種基本的模擬電子電路。電子技術實驗中經(jīng)常使用的低頻信號發(fā)生器就是一種正弦波振蕩電路。大功率的振蕩電路還可以直接為工業(yè)生產(chǎn)提供能源,例如高頻加熱爐的高頻電源。此外,諸如超聲波探傷、無線電和廣播電視信號的發(fā)送和接收等等,都離不開正弦波振蕩電路。總之,正弦波振蕩電路在量測、自動控制、通信和熱處理等各種技術領域中,都有著廣泛的應用。
正弦波振蕩電路的組成和分析步驟
一般來說,正弦波振蕩電路應該具有放大電路和反饋網(wǎng)絡,此外,電路中還應包含有選頻網(wǎng)絡和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)(例如非線性元件),前者是為了獲得單一頻率的正弦波振蕩,后者是為了達到穩(wěn)幅振蕩。
正弦波振蕩電路的選頻網(wǎng)絡若由電阻和電容元件組成,通常稱為rc正弦波振蕩電路;若由電感和電容元件組成,則稱為lc正弦波振蕩電路。一般可以采用以下步驟來分析振蕩電路的工作原理:
一、判斷能否產(chǎn)生正弦波振蕩
l、檢查電路是否具備正弦波振蕩的組成部分,即是否具有放大電路、反饋網(wǎng)絡、選頻網(wǎng)絡和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。
2、檢查放大電路的靜態(tài)工作點是否能保證放大電路正常工作。
3、分析電路是否滿足自激振蕩條件。首先檢查相位平衡條件,至于幅度條件,一般比較容易滿足。若不滿足幅度條件,在測試調整時,可以改變放大電路的放大倍數(shù)|a|或反饋系數(shù)|f|使電路滿足|af| >1的幅度條件。
判斷相位平衡條件的方法是:假設斷開反饋信號至放大電路的輸入端點,并把放大電路的輸入阻抗作為反饋網(wǎng)絡的負載。在放大電路的斷開端點處加信號電壓ui,經(jīng)放大電路和反饋網(wǎng)絡得反饋電壓uf。根據(jù)放大電路和反饋網(wǎng)絡的相頻特性,分析uf和ui的相位關系。如果在某一特定頻率下相位差為士2nл(n=0,1,2,…),則電路滿足相位平衡條件。
二、估算振蕩頻牢和起振條件
振蕩頻率由相位平衡條件所決定,而起振條件可由幅度平衡條件|af|>l的關系式求得。為了計算振蕩頻率,需要畫出斷開反饋信號至放大電路的輸入端點后的交流等效電路,寫出回路增益af的表示式。令 即可求得滿足該條件的頻率fo,此fo即為振蕩頻率;然后令f=fo時的|af|值大于l,即得起振條件。下面結合具體電路進行分析。