正弦波振荡的产生条件

8.1.1.1　产生的条件

正弦波发生电路是没有外加输入信号的带选频网络的正反馈放大电路，如图8.1.1（a）所示，它是由放大电路和信号正反馈电路组合而成，当0=时，电路可简化为图8.1.1（b）。

图8.1.1　正弦波振荡电路的方框图

由图8.1.1（b）可知，因为故有

写成模与相角的关系为

式（8.1.2）为产生正弦波振荡的平衡条件，其中分别为幅值条件和相位条件。这是正弦波振荡电路持续振荡的两个条件。值得注意的是，无论是负反馈放大电路的自激条件（||=-1）还是振荡电路的振荡条件（||=1），都要求环路增益等于1。不过，由于反馈信号送到比较环节输入端的+、-符号不同[参见图6.2.1和图8.1.1（a）]，所以环路增益各异。

为了使电路能够在接通电源后自行起振，一般将电路的起振条件设计为

起振的波形如图8.1.2所示。

(www.xing528.com)

图8.1.2　||1＞正弦波起振波形

欲使振荡电路自行建立振荡，就必须满足式（8.1.3）的条件。这样，在接通电源后，振荡电路就有可能自行起振，或者说能够自激。当输出达到一定幅值时，通过稳幅环节自动调整环路增益，使1=，电路进入平衡状态。

为了产生稳定的输出，正弦波振荡电路还必须外加选频网络，使得电路仅对f=f0的信号放大，而对大于和小于f0的频率迅速衰减为零，以得到稳定的波形输出。选频网络可以在放大电路中，也可以在反馈电路中，一般由R、C、L元件组成。

综上所述，在正弦波振荡电路中，一要反馈信号能够取代输入信号，即电路中必须引入正反馈；二是要外加选频网络，用以确定振荡频率。通常在电路加电时会产生一个幅值很小的输出量，它含有丰富的频率，而如果电路只对频率为f0的正弦波产生正反馈过程，则输出信号

在正反馈过程中，越来越大。由于放大电路的非线性特性，当的幅值增大到一定的程度时，放大倍数的数值将减小。因此，不会无限制地增大，当增大到一定数值时，电路达到动态平衡。

8.1.1.2　电路组成及判断

从以上分析可知，正弦波振荡电路由以下4部分组成：

（1）放大电路：实现能量的控制，使电路获得一定幅值的输出量。

（2）选频网络：确定电路的振荡频率，保证电路产生正弦波振荡。

（3）正反馈网络：保证电路在没有输入的情况下产生及维持振荡频率。

（4）稳幅环节：也就是非线性环节，作用是使输出信号幅值稳定。

在不少实用振荡电路中，选频网络往往和正反馈网络合二为一；而稳幅环节依靠放大电路的非线性特性起到稳幅作用。判断电路是否能够产生正弦波振荡，首先要观察是否包含放大电路和选频网络，放大电路是否引入了反馈网络，再用瞬时极性法判断反馈网络是否为正反馈，再分别求解电路的和，然后判断||是否大于1。只有达到以上条件，整个电路才能达到正弦波振荡电路产生的条件。