您当前的位置:五五电子网电子知识电子学习基础知识电路基础知识LC振荡器相位平衡条件的判断要点 正文
LC振荡器相位平衡条件的判断要点

LC振荡器相位平衡条件的判断要点

点击数:7251 次   录入时间:03-04 12:03:21   整理:http://www.55dianzi.com   电路基础知识

  在中职电子技术课程教学中,判断LC振荡器能否起振是教学的重要内容,但学生在判断时常常概念含混不清,思路不明,往往是生搬硬套,十分容易出错。这里将教学中LC振荡器相位平衡条件判断的要点及学生易于出错的地方作一个简要的分析说明。

  一、准确理解“瞬时极性法”的含义
  
  LC振荡器能否起振,需满足两个条件,一是相位平衡条件,二是幅度平衡条件。实际教学中多数是判断电路能否满足相位平衡条件,而相位平衡条件的判定就要用到“瞬时极性法”。“瞬时”是指极为短暂的时间,假设电路中某点为“+”,是指该点信号的极性对地为正(正半周).而某点为“一”,是指该点信号的极性对地为负(负半周)。“地”是指电路的参考点,而在振荡电路中,指交流信号的参考点,通常包含电源的正极和负极。

  二、只有LC并联回路谐振频率的信号才能满足起振的相位平衡条件
  
  下图为变压器反馈式LC振荡器,该电路为共发射极放大电路,此电路有的同学这样来分析相位平衡:设某时刻三极管V基极为“+”,即Vb↑,则有:vb↑→Vbe↑→lb↑→IC↑,Ic自上而下流过Ll并增大,则Ll中要产生自感电动势,根据楞次定律,其方向要阻碍其中的电流变化,即Ll上自感电动势的方向为上“+”下“一”,然后经变压器耦合,反馈信号经L3传输至V基极,也为“+”,即为正反馈,满足起振的相位平衡条件。

  初一看,合情合理,似乎正确,但这里有两点错误:一是L回路在谐振时,回路电流是远远大于Ie的,即不能只把Ie和Ll中的电流对应起来,还应考虑到电容C中的电流;二是这样判断体现不出相位的真正平衡,若去掉谐振电容C电路也可这样判断,显然这是不恰当的。

  事实上,在该电路中,只有当信号频率f=

  (严格意义上L1的值还应考虑到L2和L3).即当电路发生谐振时.LIC回路呈纯阻性,才相当于一个纯电阻,也就相当于共发射极放大电路中的Re,如下图所示。此时三极管基极输入信号与集电极输出信号才真正反相,即相差1800.且此时回路两端的信号幅度达到最大值(若LIC回路不是纯电阻,则它们的相位不是正好相差1800).这是瞬时极性法应用的前提。

  本电路可这样来分析相位平衡条件:设从反馈线的A点断开,同时输入ui为“+”极性的信号,且其频率为回路的谐振频率f0,因此三极管集电极负载相当于纯电阻。在此条件下,共射电路具有倒相作用,因而其极电集电位瞬时极性为“一”,在变压器同名端选择如图l情况下,变压器次级反馈线圈J-3上的反馈电压uf极性为“+”,即反馈信号uf与输入信号UI相位相同,满足相位平衡条件。



www.55dianzi.com

  三、正确确定反馈线路的正负极性
  
  如上图所示,许多初学者一看该图马上就会这样判断:设V基极为“+”,则集电极为“一”,电感L下端为“一”,上端为“+”,则电感抽头处也为“+”,则经电容Cb反馈回V基极也为“+”,所以能起振。但这个结论却是错的!此图正确判断的关键在于确定电感L抽头处的“+.一”。事实上电路中某点的“+、一”是针对电路的参考点而言。参考点通常选择是电路的接地点,振荡器中的信号是交流信号,参考点就是交流电路的接地点,电源的正负极都是交流的接地点(交流通路中二者是连在一起的)。此时为便于初学者更易理解,可将L两端的瞬时电压看作是多个电池的串联,如中图所示。

  很明显,抽头处2为l、2点间电池组的负极,为2、3点间电池组正极,比三极管c极电位高,但比交流接地点(上端电池组正极)电位低.所以为“一”。然后经电容Cb反馈到基极为“一”,故该电路为负反馈,不起振。事实上画出上面电路的交流通路则更有利于电路的正确分析和判断,如下图所示。

  四、确定电路组态,正确迅速地判断
  
  许多初学者对于振荡器的判定总是习惯于从三极管的基极出发,形成一个固定思维,但这是不恰当的。正确的方法应根据反馈信号在振荡电路中传输的路径来判断,特别是要确定反馈信号在电路中的输入点。放大电路有三种组态,即共发射极、共集电极、共基极,其信号的输入输出方式及相位关系如上图所示。

  因此,在分析振荡电路之前,应首先分清楚放大电路是哪种组态,确定出信号的输入输出方式。本文中图l是共发射极电路,下面再以收音机本机振荡电路为例来分析,如下图所示。显然,该电路为共基极放大电路,反馈信号由发射极注入,集电极取出,并且e极和c极相位一致。因此该电路应这样来判断:对于频率为LC回路谐振频率的信号:假设在信号输入端即e极为“+”,则c极亦为“+”.Ll两端下“+”上“-”。如图7中所示的同名端,变压器次级线圈的信号为l“+”、3“-”,显然此时在2、3点之间的信号为2“+”、3“-”,然后反馈到放大器输入端为“+”,即该电路为正反馈.能起振。




本文关键字:振荡器  平衡  电路基础知识电子学习 - 基础知识 - 电路基础知识