VC040214X300WP态时,Av=3,Fv=1/3(ω=ωo =1/RC).

振荡频率与振荡波形,前已提及,从正弦稳态的工作情况来看,振荡频率是由相位平衡条件所决定的,这是一个重要的概念。从式(9.6.5)~式(9,6.7)已知,只有当ω=ω0=1/RC,♀f=0°,qa=0°时,才满足相位平衡条件,所以振荡频率由式(9.6.5)决定,即fo=1/2πRC①。当适当调整负反馈的强弱,使A1,的值在起振时略大于3时,达到稳幅时Ar=3,其输出波形为正弦波,失真很小。如Av的值远大于3,则因振幅的增长,致使放大器件工作到非线性区域,波形将产生严重的非线性失真。

稳幅措施,为了进一步改善输出电压幅度的稳定问题,可以在放大电路的负反馈回路里采用非线性元件来自动调整反馈的强弱以维持输出电压恒定。例如,在图

9.6.1所示的电路中,R1可用一温度系数为负的热敏电阻代替。当输出电压|vo|增加时,通过负反馈回路的电流|ff|也随之增加,结果使热敏电阻的阻值减小,负反馈加强,放大电路的增益下降,从而使输出电压|vo|下降;反之,当|vo|下降时,由于热敏电阻的自动调整作用,将使|vo|回升,因此,可以维持输出电压基本恒定。

非线性电阻稳定输出电压的另一种方案是利用JFET工作在可变电阻区。由第5章讨论可知,当JFET的漏源电压pDs较小时,它的漏源电阻R1>s可通过栅源电压来改变。因此,可利用JFET进行稳幅,图9.6,3所示就是这样一个振荡电路。图中负反馈网络由Rp3′R3和JFET的漏源电阻RDs组成。正常工作时,输出电压经二极管D整流和R4、C3滤波后,通过R4、R5、Rp4为JFET栅极提供控制电压。当幅值增大时,vcs变负,RDs将自动加大以加强负反馈c反之亦然。这样,就可达到自动稳幅的目的。

JFET稳幅音频信号产生电路，电路调整时,一般只需调整Rp3或Rp4’就可使失真最小。该电路的频率范围为20 Hz~20 kHz,输出电压约为1V。

例9,6.1 图9.6.4所示为移相式正弦波振荡电路,试简述其工作原理。

解:由第4章RC高通电路的幅频及相频响应已知,图中每节RC电路都是相位超前电路,相位移小于90°。当相位移接近90°时,其频率必须是很低的,这样R两端输出电压与输入电压的幅值比接近零,所以,两节RC电路组成的反馈网络(兼选频网络)是不能满足振荡的相位条件的。现在图中有3节RC移相网络,其最大相移可接近270°,因此,有可能在特定频率几下移相180°,即q=180°。考虑到放大电路产生的相移(运放的输出与反相输人端比较)♀a=180°,则有

Pa+♀f=360°或0°

显然,只要适当调节RF的值,使找、适当,就可同时满足相位和振幅条件,产

生正弦振荡。可以证明,这种振荡电路的振荡频率

fo≈1/(2π6RC)。

根据上述讨论。正弦波振荡电路(含RC和fC振荡电路)的分析方法可归纳如下:

从电路组成来看,检查其是否包括放大、反馈、选频和稳幅等基本部分。

分析放大电路能否正常工作。对分立元件电路,看静态工作点是否合适;对集成运放,看输人端是否有直流通路。

检查电路是否满足自激条件:

利用瞬时变化极性法检查相位平衡条件。

检查幅值平衡条件。|AF|(1不能振荡;|AF|=1不能起振;如果没有稳幅施,|Af)1,则虽能振荡,输出波形将失真。一般应取|AFl略大于1,起振后采取稳幅措施使电路达到|AF|=1,产生幅度稳定、几乎不失真的正弦波。

根据选频网络参数,估算振荡频率fo。

设图9.6,1中R1=1 kΩ,Rf由一个固定电阻凡1=1 kΩ和一个10 kΩ可调电阻R12串联而成。试分析:(1)当凡调到零时,用示波器观察输出电压r。波形,将看到什么现象?说明产生这种现象的原因。当Ri2调到10 kΩ时,电路又将出现什么现象?说明产生这种现象的原因.并定性地画出r。的波形。在图9.6.3中,利用N沟道JFET的漏源电阻RDs随妒Gs变负而增大的特点,可以达到稳幅的目的。若将T改用P沟道JFET,为了达到同样目的,图中的整流二极管D和滤波电路凡、R3是否也要相应进行调整?

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