【正文】 圖 338 從振蕩的建立到穩(wěn)定的過程 。增幅振蕩以后，振蕩振幅不會(huì)無止境的增長(zhǎng)，因?yàn)榫w管是一個(gè)非線性器件，隨著振蕩振幅的增長(zhǎng)，基極電壓 ub=VBB+Ubcoswt 擺動(dòng)的幅度逐步加大，向正方向擺動(dòng)將進(jìn)入飽和區(qū)，向負(fù)方向擺動(dòng)將進(jìn)入截至區(qū)，即進(jìn)入晶體管特性的非線性區(qū)。 振蕩器從振蕩的建立直到振蕩穩(wěn)定的過程。如圖 337： 圖 337 利用圖解法求解靜態(tài)工作點(diǎn)和電壓放大倍數(shù) 由圖 337 知 在輸入回路中，若基極電阻 Rb 的數(shù)值不變，則直流電壓VBB 的值越大， Q 點(diǎn)愈高， |Au|將愈大。 如圖 336對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)分析： 圖 336 基本共射放大電路 當(dāng)輸入信號(hào) Ui=0 時(shí)，在晶體管的輸入回路中，靜態(tài)工作點(diǎn)即應(yīng)在晶體管的輸入特性曲線上，又應(yīng)滿足外電路的回路方程： uBE=VBBiBRb,與輸入回路相似，在晶體管的輸出回路中，靜態(tài)工作點(diǎn)既應(yīng)在 IB=IBQ 的那條輸出特性曲線上，又應(yīng)滿足外電路的回路方程： uCE=VccicRc。 改變大功 率管 BU406 的基極偏置電流 ，即改變 BU406的基極電位，從而改變晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)。 對(duì)于高頻振蕩電路部分，若大功率管 BU406 無偏置電流輸入， 將迅速停止振蕩。 晶體管構(gòu)成的放大器要做到不失真地將信號(hào)電壓放大，就必須保證晶體管的發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏。而原常開觸點(diǎn)通過外部連線與 單片機(jī)經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換后的控制信號(hào)的模擬量連接，這樣就將控制信號(hào) （ 0～ 5V電壓信號(hào)） 連接到了偏置 電路及振蕩電路中，通過 自動(dòng) 控制偏置電流 （此時(shí)改變滑動(dòng)變阻器不能再改變加濕量的大小了）來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)改變 加濕量的大小。故在未按 M/A 鍵時(shí) 2引腳是聯(lián)通的，這時(shí)處于手動(dòng)模式控制，可以調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，來改變加濕量的大小。 J1 的 2引腳 通過外部連線連接到 水位保護(hù)繼電器的動(dòng) 觸點(diǎn) 和常閉觸點(diǎn)上 ， 在水位安全時(shí) 2 引腳 處于導(dǎo)通狀態(tài)，這樣把 36V 直流電傳輸給后面的偏置與振蕩電路。圖 332 是否由可能是共集電路，及電感反饋型？我想知道如果去掉 L L2 不是正好是圖 331 型嗎，應(yīng)該也可以用，為什么要加這兩個(gè)電感叻？ (2)偏置電路部分 圖 335 偏置電路部分 我們?cè)O(shè)計(jì)的偏置電路 如圖 335，圖中左部分為 220V 交流電通過變壓、整流、濾波環(huán)節(jié) 獲得 36V 直流電。 另外我認(rèn)為這里發(fā)射極加電感 L L2 的原因是：一個(gè)是在振蕩器振幅的穩(wěn)定過程中提供發(fā)射極自給偏置電壓；另一個(gè)是 電感使大功率管子的電流不能突變；還有可能 是因?yàn)?在實(shí)際測(cè)試時(shí)當(dāng)添加 L L2 為該值時(shí)，加濕器效果最好。而 L C1 組成的等效串聯(lián)諧振頻率f=f=1/2Л√ L1C1, 它也對(duì) 的晶體振蕩頻率呈現(xiàn)一等效電容。至于電路的靜態(tài)工作點(diǎn)在后面進(jìn)一步討論，這里暫不涉及。 C3 的大小主要是改變晶體管與振蕩回路的耦合程度， C3 越大，則振蕩振幅就越大，但是 C3還必須兼顧頻率覆蓋系數(shù) ，因此 C3不易過大。晶體三極管 BU406 和電容器 C C2等構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩器電路。因此在頻率穩(wěn)定度要求較高的電路中，幾乎都采用 cb型電路。從晶體連接在哪兩個(gè)電極之間稱為 cb型電路。因?yàn)槿绻袷幤魇窃O(shè)計(jì)在晶體呈現(xiàn)電容性時(shí)產(chǎn)生振蕩，那么由于晶體在靜止時(shí)就是呈現(xiàn)電容性，故無法判斷是否已經(jīng)工作。在串并聯(lián)諧振頻率之間很狹窄的工作頻率內(nèi)，它呈電感性。 (2)石英晶體振蕩器 利用石英晶體的壓電效 應(yīng)，將石英晶體作為振蕩回路元件，構(gòu)成石英晶體振蕩器，可以獲得很高的頻率穩(wěn)定度。但只要在 L兩端并上一個(gè)可變電容器，并令 C1 和 C2 為固定電容，則在調(diào)整頻率時(shí) 基本上不會(huì)影響反饋系數(shù)。因而本電路適用于較高的工作頻率。其次該電路中的不穩(wěn)定電容 （分布電容和器件的結(jié)電容）都是與該電路并聯(lián)的 ，因此適當(dāng)加大回路電容量就可以減弱不穩(wěn)定因素對(duì)振蕩頻率的影響，從而提高了頻率穩(wěn)定度。為了兼顧起振過程和振蕩建立后的穩(wěn)定平衡，振蕩器都采用自偏壓電路。 圖 330 并聯(lián)諧振回路的相頻特性 反饋型 LC 振蕩器及石英晶體振蕩器 (1)反饋性 LC振蕩器 按照反饋耦合元件可以分成：互感耦合振蕩器、電感反饋式振蕩器與電容反饋式振蕩器等。w0。故振蕩器電路應(yīng)能夠產(chǎn)生一個(gè)新的相位變化，以抵消外因引起的△ φ 變化，故相位穩(wěn)定條件為 170。即△ W/△ φ 0。如果由于某種原因，相位平衡遭到破壞，產(chǎn)生了一個(gè)很小的相位增量△ φ ，并且假定所產(chǎn)生的是一個(gè)正的增量△ φ ，這就意味著反饋電壓超前于原來的輸入電壓一個(gè) 相角。一般只要偏置電路和反饋網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)正確，則 A=f(Vom)為一條單調(diào)下降曲線。A/170。兩者相交的交點(diǎn) Q 就是振蕩器的振幅平衡點(diǎn) 。穩(wěn)定條件也分為振幅穩(wěn)定與相位穩(wěn)定兩種。平衡狀態(tài)只是建立振蕩的必要條件，但還不是充分條件。由振幅平衡條件可以確定振蕩器的振幅，由相位平衡條件可以確定振蕩器的頻率。因 此振蕩器的起振條件為 AoF1,平衡條件為 AF=1。這樣就可以在 AoF1 的情況下起振，而后隨著振幅的增強(qiáng)， A0 就向 A過渡。因此，要維持一定振幅的振蕩，反饋系數(shù)就應(yīng)設(shè)計(jì)的大一些。由于放大器的放大倍數(shù)隨著振幅的增大而下降， 如果電路只是剛好滿足 AoF=1，那么經(jīng)放大選頻后的信號(hào) 仍然只能維持在很低的電平上。這就是說，振蕩器在起振之后， 隨著振幅的不斷增長(zhǎng)，使振蕩管的工作狀態(tài)逐漸向乙類以至丙類過渡，因而 A值也不斷 下降。～ 80176。對(duì)于乙類工作狀態(tài)（ θ c≈ 90176。 為了反映這種非線性器件的工作特點(diǎn)，引入準(zhǔn)直線性理論的平均放大倍數(shù) A的概念。因?yàn)橛捎谧越o偏壓的作用，振蕩器起振后，隨著振蕩幅度的不斷增大，放大器便由線性工作的甲狀態(tài)迅速過渡到非線性的甲乙類以及丙類工作狀態(tài)。 正反饋放大器產(chǎn)生振蕩的條件是 1AoF=0，式?jīng)]有考慮電子器件的非線性，亦即假定晶體管放大器是工作于小信號(hào)線性放大狀態(tài)，它的放大倍數(shù) Ao 為常數(shù)。至于瞬 變電流中所包含的其它頻率則被振蕩電路濾掉，不被放大，而逐漸消失。 圖 328 反饋振蕩器方框圖 (4)振蕩器的平衡與穩(wěn)定條件 當(dāng)振蕩器接通電源后，即開始有瞬變電流產(chǎn)生這瞬變電流所包含的頻帶極寬，但由于諧振回路的選擇性，它只選擇出了本身諧振頻率信號(hào)。 由此時(shí)已沒有外加信 號(hào)，所以它變成了振蕩器。概略的說，振蕩器的振蕩頻率主要取決于儲(chǔ)能回路參數(shù)；振蕩幅度則主要取決于電路中的非線性元件，無論初始沖擊強(qiáng)還是弱，最終都要達(dá)到某一穩(wěn)定振幅值。在這種假設(shè)條件下，確定的穩(wěn)定振幅完全取決于起始條件。這是由有源器件和正反饋電路完成的。在晶體管振蕩器中，這能源就是直流電源 Vcc。釋放與接收能量可以往返進(jìn)行，其頻率決定于元件的數(shù)值。 R0 且 R2√ L/C R=0 R0 圖 327 δ 2w02 時(shí)產(chǎn)生振蕩電流的情形 (2)LC 振蕩器的基本工作原理 構(gòu)成一個(gè)振蕩器必須具備下列三個(gè)條件： 1) 一套振蕩回路，包括兩個(gè)或兩個(gè)以 上儲(chǔ)能元件。由于實(shí)際的 LC回路本身總是有正電阻的，因此必須認(rèn)為地引入 一個(gè)負(fù)反饋，將回路本身的正電阻完全抵消，以獲得等幅振蕩。圖 326表示了三種不同的 R 所產(chǎn)生的電流變化曲線：左邊表示在正電阻時(shí)產(chǎn)生的衰減振蕩波形；當(dāng) R減到零時(shí)，振蕩振幅即保持不變；當(dāng) R為負(fù)值時(shí)，振蕩振幅將隨時(shí)間而增長(zhǎng)，得到 增幅振蕩波形。因?yàn)橹灰?R再減小一點(diǎn)，即產(chǎn)生振蕩。也就是 R 太大無法產(chǎn)生振蕩 。 圖 324 LCR自由振蕩電路 1） δ 2w02 時(shí)，此時(shí)不能產(chǎn)生振蕩。由基爾霍夫定律可得：Ldi/dt+Ri+1/c∫ idt=0。 振蕩器通常工作于丙類，因此它的工作狀態(tài)是非線性的。所謂產(chǎn)生振蕩是指這時(shí)不需要外加激勵(lì)信號(hào)，而是由本身的正反饋信號(hào)來代替外加激勵(lì)信號(hào)的作用。 正弦波振蕩器按工作原理可分為反饋式振蕩器與負(fù)阻式振蕩器兩大類。 2） 它產(chǎn)生的是“等幅振蕩”。凡是可以完成這一目的的裝置都可以作為振蕩器。因此通常選用引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋的放大電路，如同相比例運(yùn)算電路。 我們要求超聲頻率是 左右，而 LC正弦波振蕩電路的振蕩頻率多在 1MHz 以上。 在不少實(shí)用電路中，常將選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)合二而一；而且， 對(duì) 于分立元件放大電路，也不再加穩(wěn)幅環(huán)節(jié) ，而依靠晶體管特性的非線性來起穩(wěn)幅作用。 （ 3） 正反饋網(wǎng)絡(luò)：引入正反饋，使放大電路的輸入信號(hào)等于反饋信號(hào)。 從以上分析可知，正弦波振蕩電路必須由以下四個(gè)部分組成： （ 1） 放大電路：保證電路能夠有從起振到動(dòng)態(tài)平衡的過程，使電路獲得一定幅值的輸出量，實(shí)現(xiàn)能量的控制。寫成表達(dá)式為： Xo=AFXo 也就是正弦波振蕩的平衡條件為 |AF|=1，Φ A+Φ F=2nЛ 。因此 Xo 不會(huì)無限制地增大，當(dāng) Xo 增大到一定數(shù)值時(shí)，電路達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。 圖 323 正弦波振蕩電路方框圖 在正反饋過程中， Xo 越來越大。 通常，可將正弦波振蕩電路分解為圖 322 所示方框圖，上一個(gè)方框?yàn)榉糯箅娐罚乱粋€(gè)方框?yàn)榉答伨W(wǎng)絡(luò) ，反饋極性為正。與負(fù)反饋放大電路中的自激振蕩不同，正弦波振蕩電路的振蕩頻率是認(rèn)為確定的。輸出電壓是靠電阻 R3反饋回來的信號(hào)取代輸入信號(hào)?？梢韵胂螽?dāng) Auf 趨近于 3 時(shí)， Aup 將趨近于無窮大，表明電路即使在無輸入的情況下，也會(huì)有頻率為 f0的輸出電壓，即電路產(chǎn)生了自激振蕩。 圖 322 帶通濾波器變換成正弦波振蕩電路 圖 321 所示的帶通濾波器中同向比例運(yùn)算電 路的比例系數(shù) Auf、電路的品質(zhì)因素 Q、中心頻率 f0、 f=f0 時(shí)通帶放大倍數(shù) Aup、截止頻率 fp1 與 fp2分別為 Auf=Uo/Ui=1+Rf/R4,Q=1/3Auf,f0=1/2Л RC,Aup=Auf/3Auf。 Л，而且當(dāng) f= f0 時(shí)， |AF|1，則電路將產(chǎn)生自激振蕩。它廣泛地用于量測(cè)、遙控、通信、自動(dòng)控制、熱處理和超聲波電焊等加工設(shè)備中。當(dāng)按下 M/A 模式切換鍵， J27的 7 引腳 驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作， 并按算法的控