搜档网
当前位置:搜档网 › 运算放大电路可能遇到自激振荡和阻塞现象解决办法

运算放大电路可能遇到自激振荡和阻塞现象解决办法

运算放大电路可能遇到自激振荡和阻塞现象解决办法
运算放大电路可能遇到自激振荡和阻塞现象解决办法

运算放大电路

1.运放的阻塞现象和自激振荡及它们消除措施电路图

集成运放出现阻塞现象时,放大电路将失往放大能力,相当于信号被运放阻断一样。例如电压跟随器就常发生阻塞现象,这是由于跟随器的输进、输出电压幅度相等,其输进信号的幅度一般较大(跟随器作为输出级时),假如运放输进级偏置电压不大于输进信号的峰一峰值,则输进级在输进信号峰值时会变为饱和状态,当出现饱和时,输进、输出电压变为同相,负反馈就变为正反馈。显然,正反馈将导致输进级一直处于饱和状态,输进信号将不能正常输出,这就造成了阻塞现象。

为了进一步说明阻塞现象的成因,举例如下:图(a)为晶体管输进型运放的输进级电路,现假定共模输进电压范围小于+8V,并假定输出信号的电压振幅为+14V。若运放接成电压跟随器,参见图(b),现有一个大于8V的信号加于同相输进端(对应③脚),当输进信号处于正半周时,输出电压V o也为正值,这个电压V o经反馈加在输进差动放大电路Q2的基极,此时Q2将处于饱和导通状态(集电结处于正向偏置),因此+Vs通过Q2的集电极电阻直接加在运放的输出端,使运放出现阻塞现象。一旦发生阻塞,只能采用切断电源的方法来破坏正反馈。即为恢复运放正常工作,需暂时切断电源。这种阻塞现象具有极大的危险性,它可能使器件迅速损坏,其原因是:由图(a)知输进级采用NPN型晶体管组成差动放大电路,由于输进信号幅度超过共模电压的答应范围,电路将在信号正峰值时出现阻塞,若信号源内阻

较低,反馈电阻也较小,流过Q2集电结的电流就过大,有可能烧坏晶体管Q2,使集成运放损坏。另外,在输出端上不论什么原因产生的输出瞬时过压也会造成阻塞现象。

消除阻塞现象的方法一般可分为两类:限制输进电压法和防止输出瞬时过压法。图(b)所示电路即为限制输进电压钳位法,图中±Vcm 为共模输进电压上、下限极限值,运用二极管D1和D2实现将输进电压钳位在±Vcm之间。这个方法具有通用性。当运放的电压放大倍数大于l时,其钳位电平值应降低相应的倍数。

运放震荡自激的原因:

1、环路增益大于1

2、反馈前后信号的相位差在360度以上,也就是能够形成正反馈。参考《自控原理》和《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》自激振荡的引起,主要是因为集成运算放大器内部是由多级直流放大器所组成,由于每级放大器的输出及后一级放大器的输入都存在输出阻抗和输入阻抗及分布电容,这样在级间都存在R-C相移网络,当信号每通过一级R-C网络后,就要

产生一个附加相移.此外,在运放的外部偏置电阻和运放输入电容,运放输出电阻和容性负载反馈电容,以及多级运放通过电源的公共内阻,甚至电源线上的分布电感,接地不良等耦合,都可形成附加相移.结果,运放输出的信号,通过负反馈回路再叠加增到180度的附加相移,且若反馈量足够大,终将使负反馈转变成正反馈,从而引起振荡. 具体一点可能 1.可能运放是分布电容和电感引起的 2. 运放驱动容性负载导致。 3.可能是反馈过深引起的解决方法: 1. 环内补偿运放反馈电阻并接反馈电容: 小电容叫做移相电容,防止运放自激的一般取0点几皮法到几十皮法几百皮法,看工作的频率以及运放的型号来定

简单点说加的电容越大,带宽越窄防止振荡Rf和运放的输入电容及杂散电容形成极点,如果该极点在运放使用的频率范围内就可能使运放产生振荡;加入Cf后,Cf和Rf产生零点,用来抵消极点。一般取值Cf>Ci,Ci为运放的输入电容和输入脚杂散总电容。 2. 环路外补偿法、在运放的输出端串上一个小电阻再连到后级,十几欧到几十欧之间既可,具体值与后级电路的输入电容有关,可尝试不同的电阻值,获得稳定的输出PS: 1.电源供电稳定,最好并联0.1uf ,10uf等电容2.放大倍数不能过大,放大级数也不要超过四级

实验或测试之前,若用示波器接在运放输出端,有时可以看到频率较高且近似正弦波的波形,偶尔也出现低频振荡的情况.可根据产生振荡的原理采取不同的方法解决: (1)反馈极性是否接错或负反馈太强.若将负反馈错接成正反馈则极易产生振荡.另外,负反

馈愈强也愈易产生自激. (2)若输出端接有的电容性负载,由于容性负载加强了电路的相移,所以更易自激.可以用另一个RC环节来补偿相移,如果补偿得好自激振荡就会消除.

(3)接线杂散电容过大.当输人回路为高阻时,由接线到地或接线之间的杂散电容与电阻组成的滞后环节,将使组件变得不稳定.为此可在RF两端并联一个电容CF,或者在运放的输人端并联一个RC支路,这两个环节都属于超前校正的性质,即它们产生的相位超前作用将有可能抵消前面所述杂散电容所起的相位滞后作用,从而使运放稳定. (4)电源接线旁路措施不够.电源引线不仅具有一定电阻,还有一定的电感和分布电容,因此当有许多运放接到同一根电源线时,,将通过这些因素产生相互之间的影响,解决的办法是在印刷电路板插座上的正负电源的接线端与地之间接上几十uF的电解电容和0.01uF的陶瓷电容相并联,如果运放是作为宽频放大,须选用低电感量的电容.

场效应管放大电路13912

场效应管放大电路 一、选择填空(只填①、②…字样) 1.晶体管是依靠 ⑤ 导电来工作的 ⑦ 器件;场效应管是依靠 ① 导电来工作的 ⑥ 器件(①多数载流子,②少数载流子,③电子,④空穴,⑤多数载流子和少数载流子,⑥单极型,⑦双极型,⑧无极型)。 2.晶体管是 ② ;场效应管是 ① (①电压控制器件;②电流控制器件) 3.晶体管的输入电阻比场效应管的输入电阻 ③ (①大得多;②差不多;③小得多)。 4.晶体管的集电极电流 ② ;场效应管的漏极电流 ① (①穿过一个PN 结,② 穿过两个PN 结,③不穿过PN 结) 5.放大电路中的晶体管应工作在 ② ;场效应管应工作在 ① (①饱和区,②放大区,③截止区,④夹断区,⑤可变电阻区)。 6.绝缘栅型场效应管是利用改变 栅源两极 的大小来改变 沟道电阻 的大小,从而 达到控制 漏极电流 的目的;根据 栅源两极电压为零 时,有无 漏极电流 的差别,MOS 管可分为 耗尽 型和 增强 型两种类型。 7.NMOS 管最大的优点是 输入电阻较大 ;其栅—源电压的极性 为负 ,漏—源电压的极性 为正 ;对于增强型NMOS 管,这两种电压的极性 为正 ,对增强型PMOS 管这两种电压的极性为 负 。 8.耗尽型场效应管在恒流区的转移特性方程为()D GS DS i f u u ==常数,它们都是反映 栅源两端电 压 对 漏极电流 控制特性的。 9、当场效应管的漏极直流电流I D 从2mA 变为4mA 时,它的低频跨导g m 将 。 A.增大 B.不变 C.减小 答案:A 二、解答题 2.已知场效应管的输出特性曲线如图P1.22所示,画出它在恒流区的转移特性曲线。 图P1.22 解:在场效应管的恒流区作横坐标的垂线〔如解图P1.22(a )所示〕,读出其与各条曲线交点的纵坐标值及U GS 值,建立i D =f (u GS )坐标系,描点,连线,即可得到转移特性曲线,如解图P1.22(b )所示。

第3章 场效应管及其放大电路习题解

第3章场效应管及其基本放大电路 3.1 教学内容与要求 本章介绍了场效应管的结构、类型、主要参数、工作原理及其基本放大电路。教学内容与教学要求如表1.1所示。 表3.1 第3章教学内容与要求 3.2 内容提要 3.1.1场效应晶体管 1.场效应管的结构及分类 场效应管是利用输入电压产生的电场效应来控制输出电流的,是电压控制型器件。工作过程中起主要导电作用的只有一种载流子(多数载流子),故又称单极型晶体管。场效应管有两个PN结,向外引出三个电极:漏极D、栅极G和源极S。 场效应管的分类如下: 2.场效应管的工作原理 (1)栅源控制电压的极性 对JFET,为保证栅极电流小,输入电阻大的特点,栅源电压应使PN结反偏。N沟道JFET:U GS<0;P 沟道JFET:U GS>0。 对增强性MOS管,N沟道增强型MOS管,参加导电的是电子,栅源电压应吸引电子形成反型层构成导

电沟道,所以U GS >0;同理,P 沟道增强型MOS 管,U GS <0。 对耗尽型MOS 管,因二氧化硅绝缘层里已经掺入大量的正离子(或负离子:N 沟道掺入正离子;P 沟道掺入负离子),吸引衬底的电子(或空穴)形成反型层,即U GS =0时,已经存在导电沟道,所以,栅源电压U GS 可正可负。 (2) 夹断电压U GS(off)和开启电压U GS(th) 对JFET 和耗尽型MOS 管,当|U G S |增大到一定值时,导电沟道就消失(称为夹断),此时的栅源电压称为夹断电压U GS(off)。N 沟道场效应管U GS(off ) <0;P 沟道场效应管U GS(off ) >0。 对增强型MOS 管,当?U GS ?增加到一定值时,才会形成导电沟道,把开始形成反型层的栅源电压称为开启电压U GS(th)。N 沟道增强型MOS 管U GS(th ) >0;P 沟道增强型MOS 管U GS(th ) <0。 (3) 栅源电压u GS 对漏极电流i D 的控制作用 场效应管的导电沟道是一个可变电阻,栅源电压u GS 可以改变导电沟道的尺寸和电阻的大小。当u DS =0时,u GS 变化,导电沟道也变化但处处等宽,此时漏极电流i D =0;当u DS ≠0时,产生漏极电流,i D ≠0,沿沟道产生了电位梯度使导电沟道变得不等宽。 当u GS 一定,?u DS ?增大到一定大小时,在漏极一侧导电沟道被夹断,称为预夹断。 导电沟道预夹断前,?u DS ?增大,?i D ?增大,漏源间呈现电阻特性,但u GS 不同,对应的电阻不同。此时,场效应管可看成受u GS 控制的可变电阻。 导电沟道预夹断后,?u DS ?增大,i D 几乎不变。但是,随u GS 变化,i D 也变化,对应不同的u GS ,i D 的值不同。即i D 几乎仅仅决定于u GS ,而与u DS 无关。栅源电压u GS 的变化,将有效地控制漏极电流i D 的变化,即体现了栅源电压u GS 对漏极电流i D 的控制作用。 3.效应管的伏安特性 效应管的伏安特性有输出特性和转移特性。 (1) 输出特性:指当栅源电压u GS 为常量时,漏极电流i D 与漏源电压u DS 之间的关系,即 常数==GS )(DS D u u f i (3-1) 场效应管有四个工作区域: 可变电阻区:导电沟道预夹断前,此时场效应管是一个受u GS 控制的可变电阻。 恒流区:导电沟道预夹断后,此时漏极电流i D 仅决定于u GS ,场效应管相当于一个栅源电压控制的电流源。场效应管作为放大器件应用时,都工作在该区域。 截止区:导电沟道被全部夹断,i D ≈0。 击穿区:?u DS ?太大,靠近漏区的PN 结被击穿,i D 急剧增加,很快会烧毁管子。不允许场效应管工作在击穿区。 (2) 转移特性:指当漏源电压u DS 为常量时,漏极电流i D 与栅源电压u GS 之间的关系,即 常数 ==DS )(GS D u u f i (3-2) 转移特性表示栅源电压u GS 对漏极电流i D 的控制作用。 4.场效应管的主要参数 (1) 直流参数:夹断电压U GS (off );开启电压U GS(th);饱和漏极电流I DSS ;直流输入电阻R GS(DC)。 (2) 交流参数:低频跨导g m ;极间电容。 (3) 极限参数:最大漏极电流I DM ;最大漏源电压U (BR)DS ; 最大栅源电压U (BR)GS ;最大耗散功率P DM 。 3.1.2场效应管放大电路 1. 场效应管的低频小信号模型 场效应管的低频小信号模型,如图3-1(a)所示,简化的低频小信号模型,如图3-1(b)所示。

自激振荡开关电源

自激振荡(RCC)开关电源 中山市技师学院 一、概述 目前市场上销售的手机充电器,从电路结构和充电方式上可分为两大类:第一类是“机充式”充电器,另一类是“直充式”充电器(也叫座充)。所谓“机充式”充电器,就是电源进入手机后由充电管理IC 控制预充电、恒流充电、恒压充电、电池状态检测、温度监控、充电结束低泄漏、充电状态指示等(比SL1051、BQ241010/2/3等),输出电压一般在5.5~6.5V;而“直充式”充电器也叫万能充电器,直接对电池充电,由于锂电池(充)满电压为4.2V,所以这类充电器输出电压一定要稍小或等于4.2V。 手机充电器输出功率都比较小,一般在5W以下,国内厂商生产的充电器1更是小到2-3W。为了节约成本,国内许多厂商都采用RCC(Ringing Chock Converter)开关电源设计方案。RCC设计方案理论技术成熟、电路结构简单、元器件常见、成本低廉,所以深受国内厂商青睐。然而,读者可能耳闻目睹许多充电器质量事故频频发生,原因不是产品原理有问题,而是制造厂家为了追求利润使用了质量较差元件或二次回收元件造成的;更有甚者部分厂商为了能在激烈的市场竞争环境下生存,不得不使出最下策——只要能输出电压,尽其所能地节省元件! 另外,国内厂商生产的充电器初、次级通常没有设计光藕(反馈),因此输出电压很难控制,负载能力较差,空载时输出电压偏高,带上负载后电压才正常。从目前市场上流通的充电器来看,成本基本在2-3元之间。国外知名公司出于市场定位和维护自身品牌形象考量,一般采用集成电路设计方案,电路结构完善、生产用料考究、产品可靠性高,成本通常是国内厂商的3-5倍,质量当然要好。 由于手机充电器输出功率较小(对电网干扰小)、产品受体积所限(消费者审美要求和拼比心理把厂家“逼上梁山”),无论国内厂商还是国外知名公司出品的手机充电器,输入侧电源滤波器(与EMC测试有关的元器件)都一概省去,部分国内厂商更是把“热地”与“冷地”之间的安规电容(Y电容)也节省掉了,所以,几乎没有任何一个厂家的手机充电器能通过EMC测试。既然通不过EMC测试,依照中国法律就不能销售,因此厂家就打“擦边球”,把充电器定位为赠品,国家对电器赠品并没有强制安规要求。再则,质量认证部门考虑到手机充电器输出功率小、对电网干扰小,在对手机作认证时对充电器“睁一只眼、闭一只眼”,于是,不符合国家标准的手机充电器就堂而皇之地进入市场了。当然,对于用户来说这些元器件的存在与否与充电的电性能几无关系,并不会影响消费者正常使用,只是与国家标准要求不符而已! RCC充电器电路结构简单,工作频率由输入电压与输出电流(自适应)改变,控制方式为频率调制(PFM),工作频率较高,如图1是RCC充电器原理框图。 1由于许多国外知名公司的手机充电几乎都由国内厂商代工,所以该处应理解为国内厂商生产的自主品牌的内销充电器,下同。

多谐振荡器双闪灯电路设计与制作

多谐振荡器双闪灯电路设计与制作 南昌理工学院张呈张海峰 我们主张,电子初学者要采用万能板焊接电子制作作品,因为这种电子制作方法,不仅能培养电子爱好者的焊接技术,还能提高他们识别电路图和分析原理图的能力,为日后维修、设计电子产品打下坚实的基础。 上一篇文章《电路模型设计与制作》我们重点介绍了电路模型的概念以及电流、电压、电阻、发光二极管、轻触开关等基本知识,并完成了电路模型的设计与制作,通过成功调试与测试产品参数,进一步掌握了电子基础知识。 本文将通过设计与制作多谐振荡器双闪灯,掌握识别与检测电阻、电容、二极管、三极管。掌握识别简单的电路原理图,能够将原理图上的符号与实际元件一一对应,能准确判断上述元件的属性、极性。

一、多谐振荡器双闪灯电路功能介绍 图1 多谐振荡器双闪灯成品图

多谐振荡器双闪灯电路,来源于汽车的双闪灯电路,是经典的互推互挽电路,通电后LED1和LED2交替闪烁,也就是两个发光二极管轮流导通。 完成本作品的目的是为了掌握识别与检测电阻、电容、二极管、三极管。掌握识别简单的电路原理图,能够将原理图上的符号与实际元件一一对应,能准确判断上述元件的属性、极性。。 该电路是一个典型的自激多谐振荡电路,电路设计简单、易懂、趣味性强、理论知识丰富,特别适合初学者制作。 二、原理图 图2 多谐振荡器双闪灯原理图 三、工作原理 本电路由电阻、电容、发光二极管、三极管构成典型的自激多谐振荡电路。在上篇文章中介绍了电阻、和发光二极管,本文只介绍电容和三极管。 1、电容器的识别

电容器,简称电容,用字母C表示,国际单位是法拉,简称法,用F表示,在实际应用中,电容器的电容量往往比1法拉小得多,常用较小的单位,如微法(μF)、皮法(pF)等,它们的关系是: 1法拉(F)=1000000微法(μF),1微法(μF)=1000000皮法(pF)。 本的套件中使用了2个10μF的电解电容,引脚长的为正,短的为负;旁边有一条白色的为负,另一引脚为正。电容上标有耐压值上25V,容量是10μF。 2、三极管的识别 三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管,晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅值较大的电信号, 也用作无触点开关,俗称开关管。套件中使用的是NPN型的三极管9013,当把有字的面向自己,引脚朝下,总左往右排列是发射极E,基极B,集电极C。如图3所示。 图3 三极管的引脚图 晶体三极管具有电流放大作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。 晶体三极管的三种工作状态: (1)截止状态 当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。

场效应管放大电路习题答案

第3章场效应管放大电路 3-1判断下列说法是否正确,用“√”和“×”表示判断结果填入空内。 (1)结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压,才能保证其R GS 大的特点。(?) (2)若耗尽型N沟道MOS管的U GS大于零,则其输入电阻会明显变小。(?) 3-2选择正确答案填入空内。 (1)U GS=0V时,不能够工作在恒流区的场效应管有 B 。 A. 结型管 B. 增强型MOS管 C. 耗尽型MOS管 (2)当场效应管的漏极直流电流I D从2mA变为4mA时,它的低频跨导g m将 A 。 A.增大 B.不变 C.减小 3-3改正图P3-3所示各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波电压。要求保留电路的共源接法。 图P3-3 解:(a)源极加电阻R S。 (b)漏极加电阻R D。 (c)输入端加耦合电容。 (d)在R g支路加-V G G,+V D D改为-V D D 改正电路如解图P3-3所示。

解图P3-3 3-4已知图P3-4(a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图(b)(c)所示。 A 、R i和R o。(1)利用图解法求解Q点;(2)利用等效电路法求解 u 图P3-4

解:(1)在转移特性中作直线u G S =-i D R S ,与转移特性的交点即为Q 点;读出坐标值,得出I D Q =1mA ,U G S Q =-2V 。如解图P3-4(a )所示。 解图P3-4 在输出特性中作直流负载线u D S =V D D -i D (R D +R S ),与U G S Q =-2V 的那条输出特性曲线的交点为Q 点,U D S Q ≈3V 。如解图P3-4(b )所示。 (2)首先画出交流等效电路(图略),然后进行动态分析。 mA/V 12DQ DSS GS(off)GS D m DS =-=??=I I U u i g U Ω ==Ω==-=-=k 5 M 1 5D o i D m R R R R R g A g u & 3-5 已知图P3-5(a )所示电路中场效应管的转移特性如图(b )所示。求解 电路的Q 点和u A &。 图P3-5 解:(1)求Q 点: 根据电路图可知, U G S Q =V G G =3V 。 从转移特性查得,当U G S Q =3V 时的漏极电流 I D Q =1mA

自激振荡的产生和消除

运放震荡自激原因及解决办法 分类:信号完整性运放2011-07-10 21:10 10663人阅读评论(0) 收藏举报360工作测试网络 闭环增益G=A/(1+FA)。其中A为开环增益,F为反馈系数,AF为环路增益 A(开环增益) = Xo/Xi F(反馈系数)=Xf/Xo 运放震荡自激的原因: 1、环路增益大于1 (|AF|》1) 2、反馈前后信号的相位差在360度以上,也就是能够形成正反馈。 参考《自控原理》和《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》

在负反馈电路时,反馈系数F越小越可能不产生自激震荡。换句话说,F越大(即反馈量越大),产生自激震荡的可能性越大。对于电阻反馈网络,F的最大值是1。如果一个放大电路在F=1时没有产生自激振荡,那么对于其他的电阻反馈电路也不会产生自激振荡。F=1的典型电路就是电压跟随电路。所以在工作中,常常将运放接成跟随器的形式进行测试,若无自激再接入实际电路中 自激振荡的引起,主要是因为集成运算放大器内部是由多级直流放大器所组成,由于每级放大器的输出及后一级放大器的输入都存在输出阻抗和输入阻抗及分布电容,这样在级间都存在R-C相移网络,当信号每通过一级R-C网络后,就要产生一个附加相移.此外,在运放的外部偏置电阻和运放输入电容,运放输出电阻和容性负载反馈电容,以及多级运放通过电 源的公共内阻,甚至电源线上的分布电感,接地不良等耦合,都可形成附加相移.结果,运放输 出的信号,通过负反馈回路再叠加增到180度的附加相移,且若反馈量足够大,终将使负反馈转变成正反馈,从而引起振荡. 重要的概念 相位裕度---如下图所示,显然我们比较关心当20lg|AF|=0时,相位偏移是否超过180

双三极管多谐振荡器电路工作原理

双三极管多谐振荡器电路工作原理 双三极管多谐振荡器 电路工作原理 多谐振荡器电路是一种矩形波产生电路.这种电路不需要外加触发信号,便能连续地, 周期性地自行产生矩形脉冲.该脉冲是由基波和多次谐波构成,因此称为多谐振 荡器电路. 电路结构 1.路图 2.把双稳态触发器电路的两支电阻耦合支路改为电容耦合支路.那么电路就没有稳 定状态,而成为无稳电路 3.开机:由于电路参数的微小差异,和正反馈使一支管子饱和另一支截止.出现一个暂 稳态.设Q1饱和,Q2截止. 工作原理 正反馈: Q1饱和瞬间,VC1由+VCC 突变到接近于零,迫使Q2的基极电位VB2瞬间下 降到接近 —VCC,于是Q2可靠截止. 注:为什么Q2的基极产生负压,因为Q1导通使Q1 集电极的电压瞬间接近于零,电容C1的

正极也接近于零,由于电容两边电压不能突变使得电容的负端为—VCC。 2.第一个暂稳态: C1放电: C2充电: 3.翻转:当VB2随着C1放电而升高到+0.5V时,Q2开始导通,通过正反馈使Q1截止,Q2饱和. 正反馈: 4.第二个暂稳态: C2放电: C1充电: 5.不断循环往复,便形成了自激振荡 6.振荡周期: T=T1+T2=0.7(R2*C1+R1*C2)=1.4R2*C 7.振荡频率: F=1/T=0.7/R2*C 8..波形的改善: 可以同单稳态电路,采用校正二极管电路 下面我们来做一个实验:如图 振荡周期: T=1.4R2*C=1.4*10000Ω*0.00001F=0.14s=140ms 此图利用Multisim仿真软件去求出时间与实际的偏差 数据测量图:此图测量了Q2的基极和集电极极,集电极的波形相当于图的矩形波,基极波形相当于图的锯齿波。

运算放大电路可能遇到自激振荡和阻塞现象解决办法

运算放大电路 1.运放的阻塞现象和自激振荡及它们消除措施电路图 集成运放出现阻塞现象时,放大电路将失往放大能力,相当于信号被运放阻断一样。例如电压跟随器就常发生阻塞现象,这是由于跟随器的输进、输出电压幅度相等,其输进信号的幅度一般较大(跟随器作为输出级时),假如运放输进级偏置电压不大于输进信号的峰一峰值,则输进级在输进信号峰值时会变为饱和状态,当出现饱和时,输进、输出电压变为同相,负反馈就变为正反馈。显然,正反馈将导致输进级一直处于饱和状态,输进信号将不能正常输出,这就造成了阻塞现象。 为了进一步说明阻塞现象的成因,举例如下:图(a)为晶体管输进型运放的输进级电路,现假定共模输进电压范围小于+8V,并假定输出信号的电压振幅为+14V。若运放接成电压跟随器,参见图(b),现有一个大于8V的信号加于同相输进端(对应③脚),当输进信号处于正半周时,输出电压V o也为正值,这个电压V o经反馈加在输进差动放大电路Q2的基极,此时Q2将处于饱和导通状态(集电结处于正向偏置),因此+Vs通过Q2的集电极电阻直接加在运放的输出端,使运放出现阻塞现象。一旦发生阻塞,只能采用切断电源的方法来破坏正反馈。即为恢复运放正常工作,需暂时切断电源。这种阻塞现象具有极大的危险性,它可能使器件迅速损坏,其原因是:由图(a)知输进级采用NPN型晶体管组成差动放大电路,由于输进信号幅度超过共模电压的答应范围,电路将在信号正峰值时出现阻塞,若信号源内阻

较低,反馈电阻也较小,流过Q2集电结的电流就过大,有可能烧坏晶体管Q2,使集成运放损坏。另外,在输出端上不论什么原因产生的输出瞬时过压也会造成阻塞现象。 消除阻塞现象的方法一般可分为两类:限制输进电压法和防止输出瞬时过压法。图(b)所示电路即为限制输进电压钳位法,图中±Vcm 为共模输进电压上、下限极限值,运用二极管D1和D2实现将输进电压钳位在±Vcm之间。这个方法具有通用性。当运放的电压放大倍数大于l时,其钳位电平值应降低相应的倍数。

定时器构成的多谐振荡器

定时器构成的多谐振荡 器 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器,也称矩形波发生器。“多谐”指矩形波中除了基波成分外,还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态。在工作时,电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换,由此产生矩形波脉冲信号,常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。 一、用555定时器构成的多谐振荡器 1.电路组成: 用555定时器构成的多谐振荡器电路如图6-11(a)所示:图中电容C、电阻R1和R2作为振荡器的定时元件,决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。定时器的触发输入端(2脚)和阀值输入端(6脚)与电容相连;集电极开路输出端(7脚)接R1、R2相连处,用以控制电容C的充、放电;外界控制输入端(5脚)通过电容接地。 2.工作原理: 多谐振荡器的工作波形如图6-11(b)所示: 电路接通电源的瞬间,由于电容C来不及充电,Vc=0v,所以555定时器状态为1,输出Vo为高电平。同时,集电极输出端(7脚)对地断开,电源Vcc对电容C充电,电路进入暂稳态I,此后,电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RC充、放电回路的参数。暂稳态Ⅰ的维持时间,即输出Vo的正向脉冲宽度T1≈(R1+R2)C;暂稳态Ⅱ的维持时间,即输出Vo的负向脉冲宽度T2≈。 因此,振荡周期T=T1+T2=(R1+2R2)C,振荡频率f=1/T。正向脉冲宽度T1与振荡周期T之比称矩形波的占空比D,由上述条件可得D=(R1+R2)/(R1+2R2),若使R2>>R1,则D≈1/2,即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波(方波)。 二、多谐振荡器应用举例: 1.模拟声响发生器: 将两个多谐振荡器连接起来,前一个振荡器的输出接到后一个振荡器的复位端,后一个振荡器的输出接到扬声器上。这样,只有当前一个振荡器输出高电平时,才驱动后一个振荡器振荡,扬声器发声;而前一个振荡器输出低电平时,导致后面振荡器复位并停止震荡,此时扬声器无音频输出。因此从扬声器中听到间歇式的"呜......呜"声响。 2.电压——频率转换器:

利用场效应管实现放大电路

利用场效应管实现放大电路 一、设计题目 设计一个场效应管放大器,要求电压增益大于40,输出阻抗小与500欧姆,电源电压15V,输出信号峰峰值不小于8 V,非线性失真度小于10%。 二、技术参数要求 1, 要求电压增益大于40 2,输出阻抗小与500欧姆 3,电源电压15V 4,输出信号峰峰值不小于8 V 5,非线性失真度小于10% 三、所用设备、仪器及清单 示波器一个、信号发生器一个、直流稳压电源一个、数字万用表一个、3DJ6F场效应管三个、47μF电容五个、面包板一个、电阻若干。 四、电路图 五、原理介绍

(1)转移特性栅极电压对漏极电流的控制作用称为转移特性,若用曲线表示,该曲线就称为转移特性曲线。它的定义是:漏极电压UDS恒定时,漏极电流ID同栅极电压UGS的关系,即结型场效应管的转移特性曲线如图所示。图中的Up为夹断电压,此时源极与漏极间的电阻趋于无穷大,管子截止。在UP电压之后,若继续增大UGS就可能会出现反向击穿现象而损坏管子。 (2)输出特性UDS与ID的关系称为输出特性,若用曲线表示,该曲线就称为输出特性曲线。它的定义是:当栅极电压UGS恒定时,ID随UDS的变化关系,即结型场效应管的输出特性曲线如图所示。结型场效应管的输出特性曲线分为三个区,即可变电阻区、饱和区及击穿区。当UDS较小时,是曲线的上升部分,它基本上是通过原点的一条直线,这时可以把管子看成是一个可变电阻。当UDS增加到一定程度后,就会产生预夹断,因此尽管UDS再增加,但IS基本不变。因此预夹断点的轨迹就是两种工作状态的分界线。把曲线上UDS=UGS-UP的点连接起来,便可得到预夹断时的轨迹。轨迹左边对应不同UGS值的各条直线,通称为可变电阻区;

多谐振荡器

第八章 脉冲波形的产生与整形 在数字电路或系统中,常常需要各种脉冲波形,例如时钟脉冲、控制过程的定时信号等。这些脉冲波形的获取,通常采用两种方法:一种是利用脉冲信号产生器直接产生;另一种则是通过对已有信号进行变换,使之满足系统的要求。 本章以中规模集成电路555定时器为典型电路,主要讨论555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器以及555定时器的典型应用。 8.1 集成555定时器 555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。该电路使用灵活、方便,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。 目前生产的定时器有双极型和CMOS 两种类型,其型号分别有NE555(或5G555)和C7555等多种。通常,双极型产品型号最后的三位数码都是555,CMOS 产品型号的最后四位数码都是7555,它们的结构、工作原理以及外部引脚排列基本相同。 一般双极型定时器具有较大的驱动能力,而CMOS 定时电路具有低功耗、输入阻抗高等优点。555定时器工作的电源电压很宽,并可承受较大的负载电流。双极型定时器电源电压范围为5~16V ,最大负载电流可达200mA ;CMOS 定时器电源电压变化范围为3~18V ,最大负载电流在4mA 以下。 一. 555定时器的电路结构与工作原理 1.555定时器内部结构: (1)由三个阻值为5k Ω的电阻组成的分压器; (2)两个电压比较器C 1和C 2: v +>v -,v o =1; v +<v -,v o =0。 (3)基本RS 触发器; (4)放电三极管T 及缓冲器G 。 2.工作原理。 当5脚悬空时,比较器C 1和C 2的比较电压分别为cc V 32和cc V 3 1 。 (1)当v I1>cc V 32,v I2>cc V 31 时,比较器 C 1输出低电平,C 2输出高电平,基本RS 触发 器被置0,放电三极管T 导通,输出端v O 为低电平。 (2)当v I1cc V 31 时,比较器 C 1输出高电平,C 2也输出高电平,即基本RS 触发器R =1,S =1,触发器状态不变,电路亦保持原状态不变。

实验十三基于Multisim的场效应管放大器电路设计

南昌大学实验报告 学生姓名:学号:专业班级:生医091 实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:20110615 实验成绩:实验十三基于Multisim的场效应管放大器电路设计 一、实验目的: 1、场效应管电路模型、工作点、参数调整、行为特征观察方法 2、研究场效应放大电路的放大特性及元件参数的计算 3、进一步熟悉放大器性能指标的测量方法 二、实验原理: 1.场效应管的特点 场效应管与双极型晶体管比较有如下特点: (1)场效应管为电压控制型元件; (2)输入阻抗高(尤其是MOS场效应管); (3)噪声系数小; (4)温度稳定性好,抗辐射能力强; (5)结型管的源极(S)和漏极(D)可以互换使用,但切勿将栅(G)源(S)极电压的极性接反,以免PN结因正偏过流而烧坏。对于耗尽型MOS管,其栅源偏压可正可负,使用较灵活。 和双极型晶体管相比场效应管的不足之处是共源跨导gm。值较低(只有ms级),MOS管的绝缘层很薄,极容易被感应电荷所击穿。因此,在用仪器测量其参数或用烙铁进行焊接时,都必须使仪器、烙铁或电路本身具有良好的接地。焊接时,一般先焊S极,再焊其他极。不用时应将所有电极短接。 2.偏置电路和静态工作点的确定 与双极型晶体管放大器一样,为使场效应管放大器正常工作,也需选择恰当的直流偏置电路以建立合适的静态工作点。 场效应管放大器的偏置电路形式主要有自偏压电路和分压器式自偏压电路(增强型MOS管不能采用自偏压电路)两种。 三、实验内容及步骤 1.场效应管共源放大器的调试 (1)连接电路。按图2.4.1在模拟电路实验板上插接好电路,场效应管选用N沟道结型管

3DJ6D,静态工作点的设置方式为自偏压式。直流稳压电源调至18V并接好(注意:共地) (2)测量静态工作点 调节电阻R使V D为2.43V左右,并测量此时的Vg、Vs ,填入表2.4.1,并计算。 表2.4.1静态工作点 将函数发生器的输出端接到电路的输入端。使函数发生器输出正弦波并调=2mV,f=lkHz。用示波器观察输出波形,(若有失真,应重调静态工作点,使波形不失真),并用示波器测量输出电压Vo,计算Av (4)测量输入及输出阻抗 用换算法测量放大器的输入电阻,在输入回路串接已知阻值的电阻R,但必须注意,由于场效应管放大器的输入阻抗很高,若仍用直接测量电阻R两端对地电Vs 和Vi进行换算的方法,将会产生两个问题: (1)由于场效应管放大器Ri高,测量时会引人干扰; (2)测量所用的电压表的内阻必须远大于放大器的输入电阻Ri,否则将会产生较大的测量误差。为了消除上述干扰和误差,可以利用被测放大器的隔离作用,通过测量放大器输出电压来进行换算得到Ri。图为测量高输入阻抗的原理图。方法是:先闭合开关S(R=0),输入信号电压Vs,测出相应的输出电压V01,然后断开S,测出相应的输出电压V02,因为两次测量中和是基本不变的,所以 R i=V O2/(V O1-V O2)R 输出电阻测量:在放大器输入端加入一个固定信号电压Vs ,分别测量当已知负载R L断开和接上的输出电压V0和V0L。则 R0=(V0 / V0L -1)R L

自激振荡器电路的解析过程

自激振荡器电路的解析过程 图中用灯泡代表喇叭.当开关按下,电流从X1-->C1--->R1--->Q1基极--->Q1--->发射极---->负这个路径向电容充电,由于电容一开始电压不能突变,电容开始瞬间左边直接等于电压电压1.5V 相当于短路. Q2基极此时为高电平截止,随着电容充电电流的减少,C1左边电压变成负电,Q1截止,此时电容开始放电,放电回路分2路:第一:C1---->X1----->Q2集电极------>Q2基极。第二:C1----->X1------>Q2集电极------>Q2发射极------>Q1基极------->Q1发射极------>负.一旦放电完毕,Q1又开始导通,就出现发声现象.注:仿真软件局限性:开关闭合是,仿真软件只认为有直流信号,导致仿真失效. PNP 三极管正向导通电阻小,反向导通电阻大。 刚上电的时候,10T上有电压,所以其电流逐渐增加。三极管Q1导通,30T上有了电压,电流放大增加,结果导致10T电流减小。10T电流减小到一定程度,Q1截止,30T上没了电流。T1的能量在次级释放。周而复始,产生震荡。 这是一个开关式手机充电器电路。二极管D3将220交流电半波整流,经电容C1滤波,形成大约300V直流电源电压。300V直流电源电压经R2 4M7电阻给三极管Q1提供微弱的基极电流使其导通,由于变压器3、4脚之间的电感作用,Q1集电极电流缓慢上升,上升到大约0.05A时,电阻R1电压达到13x0.05=0.65V,使晶体管Q2导通,将Q1基极电流旁路,Q1关断。变压器3、4端电感线圈的电流经二极管D7向1、2端之间的副边转移,这样的周期性工作给电容C4充电形成4.3V电压,经R6限流使LED亮,表示充电器工作,如经USB接口接上手机锂电池,就给手机锂电池充电。 追问: 谢谢,,您回答的特别好。。但我还是有些地方不懂,Q1关闭之后R1上将没有压降,Q2是如何继续导通的还是就进入下个周期了。。?还是Q1截止之后次级输出电压,反馈绕组

自激多谐振荡器工作原理及实险

自激多谐振荡器工作原理及实险 一、原理 与非门作为一个开关倒相器件,可用以构成各种脉冲波形的产生电路。电路的基本工作原理是利用电容器的充放电,当输入电压达到与非门的阈值电压VT时,门的输出状态即发生变化。因此,电路输出的脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。 1、非对称型多谐振荡器 如图12-1所示,非门3用于输出波形整形。 非对称型多谐振荡器的输出波形是不对称的,当用TTL与非门组成时,输出脉冲宽度 tw1═RC tw2═1.2RC T═2.2RC 调节 R和C值,可改变输出信号的振荡频率,通常用改变C实现输出频率的粗调,改变电位器R实现输出频率的细调。 2、对称型多谐振荡器 如图12-2所示,由于电路完全对称,电容器的充放电时间常数相同, 故输出为对称的方波。改变R和C的值,可以改变输出振荡频率。非门3用于输出波形整形。 一般取R≤1KΩ?,当R=1KΩ,C=100pf~100μf时,f=nHz~nMHz,脉冲宽度tw1=tw2=0.7RC,T=1.4RC 3、带RC电路的环形振荡器 电路如图12-3所示,非门4用于输出波形整形,R为限流电阻,一般取100Ω,电位器Rw 要求≤1KΩ,电路利用电容C的充放电过程,控制D点电压VD,从而控制与非门的自动启闭,形成多谐振荡,电容C的充电时间tw1、放电时间tw2和总的振荡周期T分别为tw1≈0.94RC, tw2≈1.26RC, T ≈2.2RC 调节R和C的大小可改变电路输出的振荡频率。 以上这些电路的状态转换都发生在与非门输入电平达到门的阈值电平VT的时刻。在VT 附近电容器的充放电速度已经缓慢,而且VT本身也不够稳定,易受温度、电源电压变化等因素以及干扰的影响。因此,电路输出频率的稳定性较差。 4、石英晶体稳频的多谐振荡器 当要求多谐振荡器的工作频率稳定性很高时,上述几种多谐振荡器的精度已不能满足要求。为此常用石英晶体作为信号频率的基准。用石英晶体与门电路构成的多谐振荡器常用

场效应管放大电路

第四章场效应管放大电路 本章内容简介 场效应管是利用改变外加电压产生的电场强度来控制其导电能力的半导体器件。它具有双极型三极管的体积小、重量轻、耗电少、寿命长等优点,还具有输入电阻高、热稳定性好、抗辐射能力强、噪声低、制造工艺简单、便于集成等特点。在大规模及超大规模集成电路中得到了广泛的应用。场效应管的分类根据结构和工作原理的不同,场效应管可分为两大类:结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(IGFET)。 4.1 结型场效应管 4.1.1 JFET的结构和工作原理 1. 结构 在一块N型半导体材料的两边各扩散 一个高杂质浓度的P+ 区,就形成两个不对 称的PN结,即耗尽层。把两个P+区并联在 一起,引出一个电极g,称为栅极,在N 型半导体的两端各引出一个电极,分别称 为源极s和漏极d。 场效应管的与三极管的三个电极的对应关系: 栅极g—基极b;源极s—发射极e;漏极d—集电极c夹在两个PN结中间的区域称为导电沟道(简称沟道)。 如果在一块P型半导体的两边各扩散一 个高杂质浓度的N+区,就可以制成一个P沟 道的结型场效应管。P沟道结型场效应管的

结构示意图和它在电路中的代表符号

如图所示。 2. 工作原理 v GS对i D的控制作用 为便于讨论,先假设漏-源极间所加的电压v DS=0。 (a) 当v GS=0时,沟道较宽,其电阻较小。 (b) 当v GS<0,且其大小增加时,在这个反偏电压的作用下,两个PN结耗尽层将加宽。由于N 区掺杂浓度小于P+区,因此,随着|v GS| 的增加,耗尽层将主要向N沟道中扩展,使沟道变窄,沟道电阻增大。当|v GS| 进一步增大到一定值|V P| 时,两侧的耗尽层将在沟道中央合拢,沟道全部被夹断。由于耗尽层中没有载流子,因此这时漏-源极间的电阻将趋于无穷大,即使加上一定的电压v DS,漏极电流i D也将为零。这时的栅-源电压v GS称为夹断电压,用V P表示。在预夹断处:V GD=V GS-V DS =V P 上述分析表明: (a)改变栅源电压v GS的大小,可以有效地控制沟道电阻的大小。 (b)若同时在漏源-极间加上固定的正向电压v DS,则漏极电流i D将受v GS的控制,|v GS|增大时,沟道电阻增大,i D减小。 (c)上述效应也可以看作是栅-源极间的偏置电压在沟道两边建立了电场,电场强度的大小控制了沟道的宽度,即控制了沟道电阻的大小,从而控制了漏极电流i D的大小。 v DS对i D的影响 设v GS值固定,且V P

场效应管放大电路设计

* 课程设计报告 题目:场效应管放大电路设计 学生姓名: *** 学生学号: ******** 系别:电气信息工程院 专业:通信工程 届别: 2014届 指导教师: ** 电气信息工程学院制 2013年3月

场效应管放大电路设计 学生:** 指导教师:** 电气信息工程学院通信工程专业 1、课程设计任务和要求: 1.1 场效应管电路模型、工作点、参数调整、行为特征观察方法 1.2 研究场效应放大电路的放大特性及元件参数的计算 1.3 进一步熟悉放大器性能指标的测量方法 2、课程设计的研究基础: 2.1 场效应管的特点 场效应管与双极型晶体管比较有如下特点: (1)场效应管为电压控制型元件; (2)输入阻抗高(尤其是MOS场效应管); (3)噪声系数小; (4)温度稳定性好,抗辐射能力强; (5)结型管的源极(S)和漏极(D)可以互换使用,但切勿将栅(G)源(S)极电压的极性接反,以免PN结因正偏过流而烧坏。对于耗尽型MOS管,其栅源偏压可正可负,使用较灵活。 场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管。场效应管,FET 是一种电压控制电流器件。其特点是输入电阻高,噪声系数低,受温度和辐射影响小。因而特别使用于高灵敏度、低噪声电路中。场效应管的种类很多,按结构可分为两大类:结型场效应管、JFET和绝缘栅型场效应管IGFET。结型场效应管又分为N沟道和P 沟道两种。绝缘栅场效应管主要指金属一氧化物—半导体MOS场效应管。MOS管又分为“耗尽型”和“增强型”两种,而每一种又分为N沟道和P沟道。结型场效应管是利用导电沟道之间耗尽区的宽窄来控制电流的输入电阻105---1015 之间,绝缘栅型是利感应电荷的多少来控制导点沟道的宽窄从而控制电流的大小、其输入阻抗很高(其栅极与其他电极互相绝缘)以及它在硅片上的集成度高,因此在大规模集成电路中占有极其重要的地位。由多数载流子参与导电,也称为单机型晶体管。它属于电压控制型

电容三点式振荡电路

电容三点式振荡电路的分析与仿真摘要:自激式振荡器是在无需外加激励信号的情况下,能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅值的交变能量电路。正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。基于频率稳定度、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑,本设计采用的是电容三点式振荡器。 关键词:电容三点式、multisim、振荡器 引言:不需外加输入信号,便能自行产生输出信号的电路称为振荡器。按照产生的波形,振荡器可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。按照产生振荡的工作原理,振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器。所谓反馈式振荡器,就是利用正反馈原理构成的振荡器,是目前用的最广泛的一类振荡器。所谓负阻式振荡器,就是利用正反馈有负阻特性的器件构成的振荡器,在这种电路中,负阻所起的作用,是将振荡器回路的正阻抵消以维持等幅振荡。反馈式振荡电路,有变压器反馈式振荡电路,电感三点式振荡电路,电容三点式振荡电路和石英晶体振荡电路等。本次设计我们采用的是电容三点式振荡电路。 设计原理: 1、电容三点式振荡电路 (1)线路特点

电容三点式振荡器的基本电路如图(1)所示。与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C2和C3;与基极和集电极连接的为异性质的电抗元件L。它的反馈电压是由电容C3上获得,晶体管的三个电极分别与回路电容的三个端点相连接,故称之为电容反馈三端式振荡器。电路中集电极和基极均采取并联馈电方式。C7为隔直电容。图(1) (2)起振条件和振荡频率 由图可以看出,反馈电压与输入电压同相,满足相位起振条件,这时可以调整反馈系数F,使之满足A0F>1就可以起振。 同理,可推倒出电容反馈三端电路的振荡频率如式: f C 1 LC C =反馈系数F为:F=C2/C3. pi+ C /( /( 2 )3 2 )3 *) ( 2 (3)电路的优缺点 电容反馈三端电路的优点是振荡波形较好,因为它的反馈电压是靠电容获得,而电容原件对信号的高次谐波呈低阻抗,因此对高次谐波反馈较弱,使振荡波形更接近正弦波;另外,这种电路的频率稳定度较高,由于电路中得不稳定电容与回路电容C2、C3相并联,因此,适当增大回路的电容量,就可以减小不稳定因素对振荡频率的影响。第三,电容三端电路的工作频率可以做得很高,因此它可以这届利用振荡管的输出、输入电容作为回路的振荡电容。工作频率可以做得较高,可达到几十MHz到几百MHz的甚高频波段范围。 这种电路的缺点是:调C2或C3来改变振荡频率时,反馈系数也将改变。使振荡器的频率稳定度不高。

LC振荡电路的工作原理及特点

简单介绍LC振荡电路的工作原理及特点 LC振荡电路,顾名思义就是用电感L和电容C组成的一个选频网络的振荡电路,这个振荡电路用来产生一种高频正弦波信号。常见的LC振荡电路有好多种,比如变压器反馈式、电感三点式及电容三点式,它们的选频网络一般都采用LC并联谐振回路。这种振荡电路的辐射功率跟振荡频率的四次方成正比,如果要想让这种电路向外辐射足够大的电磁波的话,就必须提高其振荡频率,而且还必须是电路具备开放的形式。 LC振荡电路之所以有振荡,是因为该电路通过运用电容跟电感的储能特性,使得电磁这两种能量在交替转化,简而言之,由于电能和磁能都有最大和最小值,所以才有了振荡。当然,这只是一个理想情况,现实中,所有的电子元件都有一些损耗,能量在电容和电感之间转化是会被损耗或者泄露到外部,导致能量不断减小。所以LC 振荡电路必须要有放大元件,这个放大元件可以是三极管,也可以是集成运放或者其他的东西。有了这个放大元件,这个不断被消耗的振荡信号就会被反馈放大,从而我们会得到一个幅值跟频率都比较稳定的信号。 开机瞬间产生的电扰动经三极管V组成的放大器放大,然后由LC选频回路从众多的频率中选出谐振频率F0。并通过线圈L1和L2之间的互感耦合把信号反馈至三极管基极。设基极的瞬间电压极性为正。经倒相集电压瞬时极性为负,按变压器同名端的符号可以看出,L2的上端电压极性为负,反馈回基极的电压极性为正,满足相位平衡条件,偏离F0的其它频率的信号因为附加相移而不满足相位平衡条件,只要三极管电流放大系数B和L1与L2的匝数比合适,满足振幅条件,就能产生频率F0的振荡信号。 LC振荡电路物理模型的满足条件 ①整个电路的电阻R=0(包括线圈、导线),从能量角度看没有其它形式的能向内能转化,即热损耗为零。 ②电感线圈L集中了全部电路的电感,电容器C集中了全部电路的电容,无潜布电容存在。 ③LC振荡电路在发生电磁振荡时不向外界空间辐射电磁波,是严格意义上的闭合电路,LC电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化,即便是电容器内产生的变化电场,线圈内产生的变化磁场也没有按麦克斯韦的电磁场理论激发相应的磁场和电场,向周围空间辐射电磁波。 能产生大小和方向都随周期发生变化的电流叫振荡电流。能产生振荡电流的电路叫振荡电路。其中最简单的振荡电路叫LC回路。 振荡电流是一种交变电流,是一种频率很高的交变电流,它无法用线圈在磁场中转动产生,只能是由振荡电路产生。 充电完毕(放电开始):电场能达到最大,磁场能为零,回路中感应电流i=0。 放电完毕(充电开始):电场能为零,磁场能达到最大,回路中感应电流达到最大。 充电过程:电场能在增加,磁场能在减小,回路中电流在减小,电容器上电量在增加。从能量看:磁场能在向电场能转化。 放电过程:电场能在减少,磁场能在增加,回路中电流在增加,电容器上的电量在减少。从能量看:电场能在向磁场能转化。 在振荡电路中产生振荡电流的过程中,电容器极板上的电荷,通过线圈的电流,以及跟电流和电荷相联系的

相关主题