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电容三点式振荡电路设计及振荡频率计算
接线图
2023年10月26日 06:49 196
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电容三点式振荡器 电容三点式振荡器是一种电子元件，也叫考毕兹振荡器，是自激振荡器的一种。由串联电容与电感回路及正反馈放大器组成，因振荡回路两串联电容的三个端点与振荡管三个管脚分别相接而得名。
优缺点 这种电路的优点是输出波形好、振荡频率可达100兆赫以上。缺点是调节频率时需同时调CC1、CC2不方便。适宜于作固定的振荡器。 以下为一可靠实用的无线话筒： BG1组成的放大电路把来自小型电容话筒检测到的微弱声音信号进行放大，达到一定的幅度后送到BG2组成的电容三点式振荡器对BG2产生的载波信号进行调制，最终从天线输出。电路采用二极管稳压技术，能使电路更稳定的工作。电路如下图：
元件选择 BG1用2SC9014等效功率三极管。BG2选用2SC9018等高频率高功率三极管，要求β≥100，MIC选用微型超薄电容式话筒。L1用Φ51mm高强度漆包线在圆珠笔芯上饶8圈而得，与C4并联谐振于100MHZ左右。
电容三点式LC振荡电路 电容三点式LC振荡电路又叫做考毕兹振荡电路。它与电感三点式LC振荡电路类似，所不同的是电容元件与电感元件互换位置。如图1所示。
图1 电容三点式LC振荡电路
在LC谐振回路Q值足够高的条件下，电路的振荡频率为
这种振荡电路的特点是振荡频率可做得较高，一般可达到100MHz以上，由于C2对高次谐波阻抗小，使反馈电压中的高次谐波成分较小，因而振荡波形较好。电路的缺点是频率调节不便，这是因为调节电容来改变频率时，（既使C1、C2 采用双连可变电容）C1与C2也难于按比例变化，从而引起电路工作性能的不稳定。因此，该电路只适宜产生固定频率的振荡。
图2 由集成电路组成的三点式振荡电路
电容三点式LC振荡频率计算
与电感三点式LC振荡器类似的有电容三点式LC振荡器，见图1，其分析方法与电感三点式LC振荡器相同。用瞬时极性法判断正负反馈时，三极管或运放的输出电压，将在LC并联回路上分配。电容支路是由C1和C2串联后组成，其上电压与电容的容量成反比分配，而在电感三点式振荡电路中是与电感量成正比分配。
图1振荡电路的反馈电压是从电容器C2上取出，即C2对地的电压，如果反馈电压不足，应适当减小电容量。振荡频率图1电路的振荡频率是：
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RC振荡电路，采用RC选频网络构成，适用于低频振荡，一般用于产生1Hz~1MHz（fo=1/2πRC）的低频信号。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；而对于LC振荡电路来说，一般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。
电路特点 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。
常用类型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。其振荡频率为：fo=1/（2πRC）
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。 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=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。
选频特性RC振荡电路的电路结构如下图所示：
分析下图中公式可知：仅当 w = w0时，达最大值， 且 u2 与 u1 同相 ，即网络具有选频特性，fo决定于RC。
RC振荡电路的选频特性如下图所示：
RC振荡电路工作原理 1、起振过程
2、稳定振荡
3、振荡频率
振荡频率由相位平衡条件决定。 jA= 0，仅在 f 0处 jF = 0 满足相位平衡条件，所以振荡频率f 0= 1 /2πRC。 可通过改变开关的位置来改变选频网络的电阻，实现频率粗调;通过改变电容C的大小实现频率的细调。
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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