19.深入浅出：正弦波振荡电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲

本节课的教学目的：
1、理解正弦波振荡的条件、电路的组成及各部分的作用；
2、掌握文氏桥振荡电路的特点，学会组成文氏桥振荡电路；
3、理解各种LC（包括石英晶体）正弦波振荡电路的组成及振荡原理；
4、学会判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法。

正弦波振荡的条件和电路组成

RC正弦波振荡电路

文氏桥的特点：
电压串联负反馈
RC串并联为选频网络
注意我们说的4个条件：放大、正反馈、选频、非线性。这里不仅有正反馈，而且有负反馈，这是文氏桥的特点。


根据文氏桥的两个特点去接，一个是选频网络为RC串并联，一个是串联电压负反馈。RC串并联的两端接电路输出，RC串并联中间为其输出，接在电路输入，构成了文氏桥的两臂，另外两臂是反馈回路组成：
用瞬时极性法判断正负反馈，这里要注意，双端输入的信号，两个端之间的电压为输入电压，所以Rb1左边引回的电压为正，从两端看才是一个负反馈，同时Rb1的右端接地，才能取得反馈电压。

先判断四个基本条件：放大、正反馈、选频、非线性。
左图的R1C1是高通，在最高频时相移为0，在最低频（直流）的时候相移是+90°，也就是在频率变化时，相移的变化时0~90°。这里有三级，所以相角变化从0到270°，中间肯定经历180°，可能产生振荡。如果R、C互换，成了低通，同样可能产生正弦波振荡。

右图是一个特例，用来说明选频和正反馈是分开的情况，已经知道双T网络是一个阻带很窄（f0）的带阻网络，此处作为一个选频网络，相当于除了f0，其他信号都可以通过这个网络进行负反馈，又从图中的瞬时极性法可以知道还有一个正反馈，相当于会把全频段的信号正反馈回去，经过叠加，最终只剩下f0的正反馈！

关于瞬时极性法：此处的电路是一级共源放大，一级射极输出器，按放大器的输出顺序来判断正负，最终的反馈电压落在R3，输入电压（图中应该是对地的输入，标的有点问题）叠加R3的电压，为栅极和源极的电压，也就是输入电压，可以看到是正反馈！

LC正弦波振荡电路：

电容和电感互为能源，所以电流不再是I，而是Q倍的I，电阻也不再是无穷大，而是Q倍的感抗或者容抗。总结其呈纯阻性，大小与Q有关。所以把它接在共射放大电路取代集电极电阻Rc，其对f0具有选频特性，与一般共射电路不同：

根据附加相移为0，只需要再来一个180°的相移，叠加到输入端，就能产生正反馈！




如果没有Rc，交流通路中，输出就被短路了。

图中的C消除了了电路的极间电容、分布电容、寄生电容的的影响，如图中表达式，与晶体管参数等等没有关系。

石英晶体正弦波振荡电路

（1）石英晶体振荡实质上是LC振荡电路，石英晶体代替电感，工作在感性区，为电容三点式电路。
（2）共基电路，从射极进，集电极出。根据正反馈，可以知道石英晶体此时是纯阻性，但是从图中看，纯阻性时阻抗是无穷大，还有一种情况是阻抗为0，那肯定是后者，因为如果阻抗无穷大，就没有反馈电压了。电容C1的作用是使得交流通路中，Rb1和Rb2被短路，反馈信号直接加在Rbe上，获得足够的电压放大倍数。

前两个是因为静态工作点设置得不合适，第三个是输出信号被短路。

首先，这三种电路都是共基接法。
判断四个基本条件：放大、正反馈、选频、非线性。判断能否放大，要注意静态工作点；判断正反馈要注意同铭端。
第二和第三个电路要注意，第二个是电容反馈式，第三个是电感反馈式，电感反馈式要加电容，不然直流通路中CE就短路了。PS：反馈信号的极性要看有一端是公共端的元器件，不要弄混淆。

参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲
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