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可变频率的低频LC振荡器电路
可变频率的低频LC振荡器电路求解释下LC和RC振荡电路原理_电子吧_百度贴吧
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求解释下LC和RC振荡电路原理收藏
本人菜鸟，请详细点，最好结合电路图说明，谢谢
L是电感，C是电容，R是电阻
LC振荡电路的物理模型满足下列条件：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，即热损耗为零.②L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振荡电路在发生时不向外界电磁波，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的激发相应的磁场和电场，向周围空间辐射电磁波. 这个电磁波的频率可以通过电容来调节，并且有趣的是如果这个电磁波的频率与周围某一电台的电磁波频率相同，就会共振发生，此时接入一个扬声器，将声音放大，就可以支撑一个简易的收音机
rc震荡损耗大。他是利用电阻给电容充电，反馈到输入端移项，再经过放大，引起的震荡。一般需要三个晶体管移项，达到大于180度，从而引起震荡。
LC振荡电路主要用来产生高频正弦波信号，电路中的选频网络由电感和电容组成。LC正弦波振荡电路有变压器反馈式LC振荡电路、电感三点式LC振荡电路和电容三点式LC振荡电路，它们的选频网络采用LC回路。LC振荡电路运用了电容跟电感的储能特性，让电磁两种能量交替转化，也就是说电能跟磁能都会有一个最大最小值，也就有了振荡。不过这只是理想情况，实际上所有电子元件都会有损耗，能量在电容跟电感之间互相转化的过程中要么被损耗，要么泄漏出外部，能量会不断减小，所以实际上的LC振荡电路都需要一个放大元件，要么是三极管，要么是集成运放等数电IC，利用这个放大元件，通过各种信号反馈方法使得这个不断被消耗的振荡信号被反馈放大，从而最终输出一个幅值跟频率比较稳定的信号。频率计算公式其中f为频率，单位为赫兹（Hz）；L为电感，单位为亨利（H）；C为电容，单位为法拉（F）。3工作原理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。②L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振荡电路在发生时不向外界电磁波，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的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。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,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磁场和电场都发生周期性变化，这种现象叫电磁振荡。4分析方法LC电磁振荡过程涉及的物理量较多，且各个物理量变化也比较复杂。实际分析过程中，如果注意到电场量（电场能、电荷量、电压、电场强度）和磁场量（磁场能、电流强度、磁感应强度）的异步变化，电场量、磁场量各自的同步变化，充分利用包含电场能、磁场能在内的能量守恒，由能量变化辐射其他物理变化，就可快速地弄清各物理量的变化情况，判断电路所处的状态。[1]
采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC振荡电路，它适用于低频振荡，一般用于产生1Hz~1MHz的低频信号。因为对于RC振荡电路来说，增大电阻R即可降低振荡频率，而增大电阻是无需增加成本的。常用LC振荡电路产生的正弦波频率较高，若要产生频率较低的正弦振荡，势必要求振荡回路要有较大的电感和电容，这样不但元件体积大、笨重、安装不便，而且制造困难、成本高。因此，200kHz以下的正弦振荡电路，一般采用振荡频率较低的RC振荡电路。2常用的RC振荡电路有相移式和桥式两种。(1)RC移相式振荡器，具有电路简单，经济方便等优点，但选频作用较差，振幅不够稳定，频率调节不便，因此一般用于频率固定、稳定性要求不高的场合。其振荡频率是fo=1/2π√6RC[1] (2)RC桥式振荡器 将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路，放大器件可采用集成运算放大器。Rc桥式振荡电路如图所示，RC串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间，构成正反馈，Rf、R1接在运算放大器的输出端和反相输入端之间，构成负反馈。正反馈电路和负反馈电路构成一文氏电桥电路（如图右所示），运算放大器的输入端和输出端分别跨接在电桥的对角线上，所以，把这种振荡电路称为RC桥式振荡电路。（如图）振荡信号由同相端输入，故构成同相放大器，输出电压Uo与输入电压Ui同相，其闭环电压放大倍数等于Au=Uo/Ui=1+(Rf/R1)。而RC串并联选频网络在ω=ωo=1/RC时，Fu=1/3,εf=0°，所以，只要|Au|=1+(Rf/R1)&3,即Rf&2R1,振荡电路就能满足自激振荡的振幅和相位起振条件，产生自激振荡，振荡频率fo等于fo=1/2πRC采用双联可调电位器或双联可调电容器即可方便地调节振荡频率。在常用的RC振荡电路中，一般采用切换高稳定度的电容来进行频段的转换（频率粗调），再采用双联可变电位器进行频率的细调。3RC振荡电路工作原理输出电压 uo经正反馈（兼选频）网络分压后，取uf? 作为同相比例电路的输入信号ui。(1) 起振过程[2](2) 稳定振荡(3) 振荡频率振荡频率由相位平衡条件决定。φA= 0，仅在 f0处 φF = 0 满足相位平衡条件，所以振荡频率f0= 1/2πRC。改变R、C可改变振荡频率RC振荡电路的振荡频率一般在200KHz以下。振荡频率的调整（4）起振及稳定振荡的条件考虑到起振条件AuF & 1, 一般应选取 RF略大2R1。如果这个比值取得过大，会引起振荡波形严重失真。由运放构成的RC串并联正弦波振荡电路不是靠运放内部的晶体管进入非线性区稳幅，而是通过在外部引入负反馈来达到稳幅的目的。
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电压控制LC振荡器59-2
1.引言；随着人们生活水平的不断提高和电子科技的飞速发展，；实验和课程设计都是电子技术基础课程中重要的实践性；2.设计及要求；名称：电压控制LC振荡器；要求：；振荡器输出为正旋波，波形无鸣谢失真；输出频率范围：15MHZ~35MHZ；输出频率稳定度：优于0.01；输出电压峰值：Vpp=1V+0.1V；实时测量并显示振荡器输出电压峰值，精度优于10%；可实现输
　1.引言随着人们生活水平的不断提高和电子科技的飞速发展，特别是近年来物质生活水平的提高，人们相互之间交往所利用的通信手段也越来越多，人们不断追求生活方式的多样化和个性化；电子科学的发展尤其是无线通信的快速发展给人们工作和生活注入了新的色彩；人们可以随心所欲地享受着无线通信工具所带来的乐趣。实验和课程设计都是电子技术基础课程中重要的实践性环节，对培养学生理论联系实际的能力起重要作用。本次课程设计的宗旨是：教学基本要求，结合目前学校课程设计的实际需求。便宜学生做答，有利于学生的能力培养。LC振器是高频中的中要部分，这个设计有利于让学生更好的巩固知识，对LC振荡器有更好的了解。2. 设计及要求名称：电压控制LC振荡器要求：振荡器输出为正旋波，波形无鸣谢失真输出频率范围：15MHZ~35MHZ。输出频率稳定度：优于0.01输出电压峰值：Vpp=1V+0.1V实时测量并显示振荡器输出电压峰值，精度优于10%。可实现输出频率步进，步进间隔1MHZ+100MHZ。3. LC振荡器电路的原理及选择正弦波振荡器按工作原理可分为反馈式振荡器与负阻式振荡器两大类。反馈式三端LC振荡器比较常用的电路形式又可以分为两大类：电感反馈式三端振荡器与电容反馈式三端振荡器。电感反馈振荡电路容易起振，但电感反馈支路为感性支路，对高次谐波呈现高阻抗，故对回路中的高次谐波反馈较强，波形失真较大；另外，由于两个电感元件上的分布电容并联于电感元件的两端，工作频率越高，分布电容的影响也愈严重，这就使得电感反馈式三端振荡电路的工作频率不能太高。电容三端振荡器的优点是输出波形较好，该电路中的不稳定电容（分布电容，器件的结电容等）都是与该电路并联的，因此适当加大回路电容量，就可以减弱不稳定的分布电容对振荡频率的影响，提高了频率稳定度。在这里，我们选择了电容三端振荡器。电容三端振荡器交流等效电路如图1所示。 图1
电容三端振荡器交流等效电路此电路为西勒振荡器，该电路具有频率稳定度好，振荡频率较高，波段范围内幅度比较平稳等优点。其中振荡频率由C3、C4和L决定，频率计算公式为： 实际上为了能用电压控制频率，C4用变容二极管来代替。（1）高频功率放大电路的选择：高频功率放大器要求能实现对30MHz选频放大，由于功率要求是20mW且设计的VCO输出波形幅度高,我们只设置两级放大，一级为电压放大级，一级为功率输出级。电压放大级采用普通的选频放大器，谐振于30MHz。输出级有几种形式：1、直接放大，如图2（A）。2、推挽式功率放大，如图2（B）。3、开关功率放大，如图2 （C）。
图2 （B） 推挽式功率放大 图2（C）开关功率放大图2（A）直接放大型工作于丙类（高频功率放大器一般不工作在甲类或乙类），静态工作点较高，在没有信号输入时仍要消耗一定的功率，效率极低。丙类放大器单管工作，其高次谐波丰富，尢其是在高次谐波中，二次谐波幅度较高。对于选频功率放大器来说，高幅度的二次谐波吸收了一部分的功率，不利于基波的放大和效率的提高，所以此方案不予采用。图2（B）用两只三极管接成推挽式功率放大器，这种电路也叫做D类放大器，靠两只管子轮流导通完成正负半周的放大。该电路静态电流可以置得很小或是完全截止，效率可以做得很高，按理论值，D类放大器的效率可达100%(在低频时)。但是实际上，推挽功率放大器在开关转换的瞬间是存在着较大的导通电流，有一定的功耗，而且功耗随着开关频率的升高而不断地增大，这就使功放的频率上限受到限制了。一般此种功率放大器用于较低频率的放大上,比如调幅广播的发射,而对于30MHz的频率,我们不采用.图2(C)是开关式功率放大器，也叫E类放大器,它和D类放大器一样管子是工作在开关状态。在晶体三极管导通和断开瞬间,由于电感L2的作用,避免产生大的电压或电流,这就减小了器件的开关功耗,效率也得到了提高。这种放大器的主要问题是,由于晶体管工作在开关状态,对于连续变化的正弦波 ,通过开关转换后,出来的是失真的断续的波形；电感L2一般较大，它的存在会降低放大器的速度，但是可以证明,通过在后面搭接适当的LC滤波和匹配网络，可以还原出原始的正弦波信号，也可以使它的瞬态响应达到最隹。放大30MHz的信号丝毫没有问题。经过考虑，我们采用了这种开关型功率放大器.（2） 频率控制方式的选择。设计要求振荡器的频率要用电压来控制，可以采用变容二极管代替振荡回路中的振荡电容，通过改变加在变容二极管两端的反向偏压来改变管子的结电容，从而改变电路的振荡频率。只要我们能控制VCO的输入电压，就可以控制振荡器的振荡频率。我们有以下几种控制方案。方案一：利用电位器分压电路。通过改变电位器的分压比来改变变容管的反向偏压，从而改变振荡器的振荡频率。该电路的优点是电路结构简单，容易制作。但是电位器很难实现对频率的精确控制，且电位器容易磨损，噪声大，受温度的影响也大。方案二：利用DAC芯片输出控制电压。通过单片机输出数据经D/A器件转换成模拟电压控制振荡器的频率。此电路控制的振荡器频率值的步进精度取决于D/A器件的转换精度。该电路的结构也比较简单，频率调节是数码控制，可以大大减小噪声。但是本设计的压控振荡器是用分立元件做成，并不是理想中的压控振荡器，由于存在温度漂移，晶体管直流电位会随温度发生移动，输出频率也就随着发生变化，在固定的VCO输入电压上，输出频率值是有一定的波动的，使得从DAC输出的数据与实际输出的频率不能一一对应。DAC的调节作用要经过单片机的运算处理，这样就有一个延时的过程，导致频率的自动调整滞后，所以此方案不予采用。4. 系统简介4.1 系统组成本系统主要由单片机控制系统、数字锁相环路、功率放大电路、峰值检测电路等电路构成，系统框图如图3所示 图3 系统框图 4.2系统工作过程简介：图中PD部分集成了R分频器和N分频器，R和N均受单片机控制。基准频率是4.096MHz，为了达到步长100KHz的步进值，我们选取R=2048，得到步长Δf=2KHz，那么，只要N每增加50，就能得到100KHz包含各类专业文献、各类资格考试、中学教育、文学作品欣赏、行业资料、高等教育、应用写作文书、外语学习资料、专业论文、生活休闲娱乐、电压控制LC振荡器59等内容。　
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