正弦波振荡器工作原理及频率稳定性条件

正弦波振荡器工作原理及频率稳定性条件

无源晶振输出波形:正弦波

正弦波振荡器(Sine-wave Oscillator)指不需要输入信号控制就能自动地将直流电转换为特定频率和振幅的正弦交变电压(电流)的电路。

  • 正弦波振荡器由四部分组成:

放大电路,选频网络,反馈网络和稳幅电路

  • 正弦波振荡器定义

1、电容反馈振荡器:可以输出大功率,频率较高。

2、电感反馈振荡器:输出功率小,频率较低。

  • 正弦波振荡器分类

分为两大类:

1、 利用反馈原理构成的反馈振荡器,它是应用最广的一类振荡器。

2、负阻振荡器,它将负阻抗元件直接连接到谐振回路中,利用负阻器件的负阻抗效应去抵消回路中的损耗,从而产生出正弦波振荡。

  • 正弦波振荡器起振条件

为使振荡过程中输出幅度不断增加,应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大, 即振荡开始时应为增幅振荡,即T(jω)>1,称为自激振荡的起振条件。与平衡条件相应的,振荡器的起振条件又可细分为起振的振幅条件(|T(jω)|>1)和相位条件(ψ(T)=ψ(K)+ψ(F)+ψ(F’)=±2nπ, n=0,1,2…),其中起振的相位条件即为正反馈条件。

  • 正弦波振荡器稳定条件

振荡器的稳定条件相应地可分为振幅稳定条件和相位稳定条件。

(1) 振幅稳定条件
要使振幅稳定,振荡器在其平衡点必须具有阻止振幅变化的能力。具体来说,就是在平衡点附近,当不稳定因素使振幅增大时,环路增益将减小,从而使振幅减小。

(2)相位稳定条件
要使相位稳定,振荡器在其平衡点必须具有阻止相位变化的能力。

  • 频率稳定度

指由于外界条件的变化, 引起振荡器的实际工作频率偏离标称频率的程度, 它是振荡器的一个很重要的指标。

  • 提高频率稳定度的措施

1. 提高振荡回路的标准性(指回路元件和电容的标准性,工作温度等因素)

2. 提高回路的品质因数

3. 减少电源、负载等的影响

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