LC正弦波振荡电路设计

采用LC谐振回路作选频网络的振荡电路称为LC振荡器，它可用来产生高频正弦振荡信号（1 MHz以上）.根据反馈形式的不同，LC振荡器又分为变压器反馈式、电感三点式和电容三点式三种类型.

1.LC选频放大电路

图6-16是一个LC并联回路的电路图，其中除电感L和电容C之外，电阻R表示回路损耗的等效电阻，其值一般很小.

由第2章谐振概念得知，该电路具有选频特性，即对不同频率的输入信号，电路呈现不同的阻抗.谐振时，谐振频率为

f0=，等效阻抗最大为Z0≈，且为纯电阻.若用LC并联谐振电路作为选频网络，并代替放大电路的集电极电阻，则可组成具有选频特性的放大电路.

图6-16　LC并联回路

2.变压器反馈式LC振荡器

图6-17是一种变压器反馈式振荡电路，由分压式偏置放大电路、变压器反馈电路和LC选频电路三部分组成.其中反馈信号取自变压器副方绕组，电感L和电容C组成LC选频网络，并兼作集电极负载电阻，RL通过变压器耦合从振荡回路取用交流电能.图中变压器线圈上的小圆点是一种记号，表示各线圈上的电压在标记处的极性相同，称之为同极性端或同名端.

图6-17　变压器反馈式振荡电路

现讨论该电路是否满足自激振荡的条件.首先用瞬时极性法将图6-17中的反馈电路输入端a点加信号Ui，用⊕表示.由于LC并联回路谐振时为纯阻性，故集电极c点与基极b点相位差为180°，即φA。=180°，所以c点相位用表示.根据变压器绕组间同名端极

。性相

。同的规定，N2引的反馈电压Uf与c点电压的相位相差180°，φF=180°，故用表示.可见，Uf与Ui相位相同，即φF＋φA=360°.所以放大反馈环路能满足相位平衡条件，电路能产生振荡.

再从振幅平衡条件看，适当调整N2的圈数，使电路有足够的反馈量即可使频率为f0的信号满足平衡条件.

变压器反馈式LC振荡电路具有良好的选频特性，它只能在某一频率下产生自激振荡，因而输出正弦波信号.在LC并联回路中，只有在中间某一频率f0时，呈纯阻性且总等效阻抗值越大，放大电路的电压放大倍数越大.因此，LC并联回路在信号频率为f0时发生并联谐振，谐振频率为

该电路利用变压器作为正反馈耦合元件，便于实现阻抗匹配，易起振且输出电压较高；调频方便，调频范围较宽，可达几兆赫兹以上.

3.电感反馈式、电容反馈式LC振荡电路.

（1）电感三点式LC振荡电路.

电感三点式LC振荡电路如图6-18所示.它由分压式偏置共射放大电路组成，LC并联回路中电感分为L1和L2两部分.将C1、C2隔直和旁路电容看做短路.

UCC对地短路处理，电感L1、L2端分别接三极管的基极、射极、集电极.反馈线圈是电感线圈的一段，通过它把反馈电压U。f送到输入端，这样可以实现反馈.反馈电压的大小可以通过改变抽头的位置来调整.下面分析一下电路的相位平衡条件：

假设在图6-18 a点向放大电路输入端加入信号。，极性用表示，由于谐振时LC并联回路的阻抗呈纯阻性，因此集电极和基极相位相反，故c点极性用表示，即φA=180°，而L2上的反馈电压的极性相反，即φF=180°，则与同相，电路满足相位平衡条件，能够产生正弦波振荡.

电感三点式振荡电路的振荡频率基本上等于LC并联回路的谐振频率，即(www.xing528.com)

图6-18　电感三点式LC振荡电路

式中M是电感L1和电感L2之间的互感.

该振荡电路由于从线圈L2取信号，反馈信号含有高频成分，输出信号波形不够理想.通常改变电容C来调节振荡频率，该电路一般用于产生几十兆赫兹以下的频率信号.

（2）电容三点式LC振荡电路.

电容三点式LC振荡电路如图6-19所示.三极管的三个电极分别与回路电容C1和C2的三个端点相连，反馈电压从C2上取出，这种连接可以保证实现正反馈.

用瞬时极性法可判断该电路满足相位平衡条件，如图6-19所示.若忽略三极管极间电容的影响，电路的振荡频率就等于谐振回路的谐振频率.电容三点式LC振荡电路的振荡频率为

电容三点式LC振荡电路的特点：由于电容反馈支路对高次谐波阻抗小，因而反馈信号中谐波分量较少，所以输出波形较好；回路电容C1和C2的容量可以选得很小，因此该电路振荡频率较高，一般可达100 MHz以上.

图6-19　电容三点式LC振荡电路

1.正弦波振荡的条件

（1）振荡平衡条件.

幅值平衡条件：｜AF｜=1；相位平衡条件：φA＋φF=2πn（n=0，1，2，…）.

（2）起振条件.

幅值起振条件：｜AF｜＞1；相位平衡条件：φA＋φF=2πn（n=0，1，2，…）.

2.正弦波振荡电路

一个正弦波振荡电路包括放大器、反馈电路、选频电路、稳幅电路四个基本部分.根据选频网络的不同，要求掌握RC桥式正弦波振荡电路的电路结构、工作原理和振荡频率计算；三点式振荡电路的电路结构和振荡频率计算.

3.直流稳压电源

直流稳压电源的作用是将交流电转换为平滑稳定的直流电，一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成.

4.集成稳压器

集成稳压器具有体积小、重量轻、安装调试方便、可靠性高等优点，是稳压电路的发展方向，当前国内外生产的系列产品已被广泛采用.