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超声波发生器(三)
来源: | 发布日期:2022-10-08

(3)LC正弦波振荡器

LC正弦波振荡器是用L、C元件组成选频网络的振荡器,一般用来产生1MHz以上的高频正弦信号。根据LC调谐回路的不同连接方式,LC正弦波振荡器又可分为变压器反馈式(或称互感耦合式)、电感三点式和电容三点式三种。它们的选频网络采用LC并联谐振回路。LC并联谐振回路如图3-4、图3-5所示。


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LC并联谐振回路具有以下特点。


①回路的谐振频率为


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②谐振时,回路的等效阻抗为纯电阻性质,并达到最大值,即


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式中,04, 称为回路品质因数,其值一般在几十至几百范围内。

③谐振时,输入电流与回路电流之间地关系为


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通常Q»1,所以|İc|≈|İL|»|İs|.可见谐振时,LC并联电路的回路电流|İc|或|İL|比输入电流|İs|大得多,即|İs|的影响可忽略。这个结论对于分析LC正弦波振荡电路的相位关系十分有用。


表3-2列举了三种典型的LC正弦波振荡器。


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振荡频率是输入信号电压的函数的振荡器称为压控振荡器。压控振荡器的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器。对压控振荡器的技术要求主要有频率稳定度好、控制灵敏度高、调频范围宽、频偏与控制电压呈线性关系并宜于集成等。晶体压控振荡器的频率稳定度高,但调频范围窄,RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽,LC压控振荡器居二者之间。


压控振荡器能产生正弦波、三角波或方波等。若用直流电压作为控制电压,压控振荡器可制成频率可调的信号源;若用正弦电压作为控制电压,压控振荡器就成了调频振荡器,它能输出抗干扰能力很强的调频波。


①LC压控振荡器。在任何一种LC振荡器中,将压控可变电抗元件插入振荡回路就可形成LC压控振荡器。早期的压控可变电抗元件是电抗管,后来大都使用变容二极管。


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图3-6是克拉泼型LC压控振荡器的原理电路。图中,T为晶体管,L为回路电感,14 15 16 、为回路电容,16 为变容二极管反向偏置时呈现出的容量;14 15 通常比16 大得多。当输入控制电压uc改变时,16 随之变化,因而改变振荡频率。这种压控振荡器的输出频率与输入控制电压之间的关系为


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②RC压控振荡器。在单片集成电路中常用RC压控多谐振荡器。


③晶体压控振荡器。在用石英晶体稳频的振荡器中,把变容二极管和石英晶体相串接,就可形成晶体压控振荡器。为了扩大调频范围,石英晶体可用AT切割和取用其基频率的石英晶体,在电路上还可采用展宽调频范围的变换网络。


振荡频率受外加电压控制的振荡器称为压控振荡器,它能产生正弦波、三角波或方波等。若用直流电压作为控制电压,压控振荡器可制成频率可调的信号源,若用正弦电压作为控制电压,压控振荡器就成了调频振荡器,它能输出抗干扰能力很强的调频波。


压控振荡器的电路原理如图3-7(a)所示,它由积分器A1,迟滞比较器A2和模拟开关S等组成。由于双向稳压管17 的限幅作用,18 的幅值为±19   (19  为17  的稳压值)。开关S的工作情况是,当18 为正,S接向±19 处,即值20 的输入为21 ;反之,若18 为负,则S接向-19 处。


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图3-7压控振荡器


设开始时,18 为-19 ,此时20 的输入为-19  ,它经R对C充电,使22 线性地上升,当22 上升到使23 ,即24 时,18将跳变到+19  ,此时开关S将转向+21 ,以后的过程可用类似的方法进行分析。


对于积分器来说:


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式(3-10)说明,当25 改变时,26 随着25 改变而成正比地变化,但不影响27 (三角波)、18 (方波)的幅值。如果20 的输入电压21 可按一定规律自动地变化,那么26 将按同样规律变化。



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【本文标签】 超声波发生器 灵高超声波 LC正弦波

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