《稳定振幅的LC振荡器》三极管版本

yngz

这个是网上《稳定振幅的LC振荡器》一文中的电路，原文是使用结型场效应管的版本，我今天成功把它修改成三极管版本。试验了一下，稳幅的效果果然不错，如果元件参数设置得好，波形失真也不大。其实这个电路跟寻常能想得到的构思相比，只是把三极管的基极偏置级联在一起，这样当LC振荡幅度变大，超过振荡管集电结的反向偏置电压时，振荡电压透过集电结向基极电容反向充电，使得基极电压下降，由于基级偏置级联在一起，也导致第二个射极跟随器形式的反馈管的基级偏置下降，总的效果是使LC回路的激励减小，振幅达到平衡。



PNP版本的电路：


这个电路是做扫频仪的优选振荡器，我以前设计的简易扫频仪准备升级成使用这个电路了。

xiaolaba

看來要實際搭個棚子試試低壓的效果.



俺抄上面樓主後小改的實驗源碼
PeltzOscillator_1V5.asc

1. Version 4
   
2. Version 4
   
3. SHEET 1 880 680
   
4. WIRE 0 128 -192 128
   
5. WIRE 176 128 0 128
   
6. WIRE 256 128 176 128
   
7. WIRE 544 128 256 128
   
8. WIRE 176 160 176 128
   
9. WIRE 256 160 256 128
   
10. WIRE 0 192 0 128
    
11. WIRE 544 224 544 128
    
12. WIRE 176 272 176 240
    
13. WIRE 256 272 256 224
    
14. WIRE 256 272 176 272
    
15. WIRE 320 272 256 272
    
16. WIRE 336 272 320 272
    
17. WIRE 464 272 400 272
    
18. WIRE 480 272 464 272
    
19. WIRE 176 288 176 272
    
20. WIRE 0 336 0 272
    
21. WIRE 80 336 0 336
    
22. WIRE 112 336 80 336
    
23. WIRE -192 352 -192 128
    
24. WIRE 0 400 0 336
    
25. WIRE 320 400 0 400
    
26. WIRE 464 400 464 272
    
27. WIRE 464 400 384 400
    
28. WIRE 176 432 176 384
    
29. WIRE 544 432 544 320
    
30. WIRE 544 432 176 432
    
31. WIRE 0 448 0 400
    
32. WIRE 176 448 176 432
    
33. WIRE -192 560 -192 432
    
34. WIRE 0 560 0 512
    
35. WIRE 0 560 -192 560
    
36. WIRE 176 560 176 528
    
37. WIRE 176 560 0 560
    
38. WIRE -192 576 -192 560
    
39. FLAG -192 576 0
    
40. FLAG 320 272 Vosc
    
41. FLAG 80 336 Vi
    
42. SYMBOL res 160 432 R0
    
43. SYMATTR InstName R1
    
44. SYMATTR Value 1k
    
45. SYMBOL res -16 176 R0
    
46. SYMATTR InstName R2
    
47. SYMATTR Value 470k
    
48. SYMBOL ind 192 256 R180
    
49. WINDOW 0 36 80 Left 2
    
50. WINDOW 3 36 40 Left 2
    
51. SYMATTR InstName L1
    
52. SYMATTR Value 100?SYMBOL cap 240 160 R0
    
53. SYMATTR InstName C1
    
54. SYMATTR Value 1000pF
    
55. SYMBOL npn 112 288 R0
    
56. SYMATTR InstName Q1
    
57. SYMATTR Value 2N3904
    
58. SYMBOL npn 480 224 R0
    
59. SYMATTR InstName Q2
    
60. SYMATTR Value 2N3904
    
61. SYMBOL voltage -192 336 R0
    
62. SYMATTR InstName Vn
    
63. SYMATTR Value 1.5V
    
64. SYMBOL cap -16 448 R0
    
65. SYMATTR InstName C2
    
66. SYMATTR Value 1?SYMBOL cap 400 256 R90
    
67. WINDOW 0 0 32 VBottom 2
    
68. WINDOW 3 32 32 VTop 2
    
69. SYMATTR InstName C3
    
70. SYMATTR Value 47p
    
71. SYMBOL diode 320 384 M90
    
72. WINDOW 0 0 32 VBottom 2
    
73. WINDOW 3 32 32 VTop 2
    
74. SYMATTR InstName D1
    
75. SYMATTR Value 1N4148
    
76. TEXT 128 40 Left 2 ;Peltz Oscillator Circuit
    
77. TEXT -152 584 Left 2 !.tran 100ms
    

复制代码

jimtien

要想波形好，三极管的工作状态要调整好

yngz

把射极输出器的偏置电阻换成二极管，可以产生幅度较低的振幅，产生更好的稳幅性能。

天下大同

看不懂,期待楼主能画出振荡时信号的走向,更好理解些!

yngz

天下大同 发表于 2012-9-13 22:29
看不懂,期待楼主能画出振荡时信号的走向,更好理解些!

这个是共基极电路和射极输出器的级联组合，由于它们都是同相放大器，所以组合也是同相放大器，通过LC回路形成一个正反馈回路。引入一个二极管，可以提前产生自生反偏压，获得更好的“弹性”。

Su_xin

传说中的有源频率

崂山

定性分析这个振荡电路：



先定性地看看他的交流回路正反馈系统，也就是是否起振：
首先，假定A点的电位降低，由于T1的基极接地为恒电位 导致T1基极电流增大，LC谐振是阻抗高，B点电位降
经过C3耦合到T2基极C点电位降,  射极输出器电流扩大后，输出Vout电位降低，也就是使得A点电位更低
至此得到正反馈，满足振荡必须的  正反馈的基本条件要求，电路相位上可以振荡。

那么，这个电路振幅稳定的奥秘，在于系统内还存在另一条负反馈系统： R3的两端
接着上面的分析，当摆幅过大，负半周C点电位拉的过于低时，T1的基极电位由于R3的分流作用会降低而使得增益减少，信号幅度降低。
正半周电位会相反变化，省略分析。摆幅过小情况相反省略分析。

以上稳定幅度的负反馈过程中，要求C1电容量要适中，不能太大，太大会削弱稳定幅度的作用。

所以R3作为负反馈元器件，当被二极管取代的时候，由于二极管动态电阻远远小于R3，负反馈加强，因此输出Vout幅度会有所降低，并且更加稳定（负反馈变强）

结论：
1、这是一个LC 振荡电路，振荡频率取决于 L1 C2，  电路定性分析满足相位正反馈的振荡要求。
2、根据反馈信号来源，它不属于常见的变压器反馈、也不是电感三点、电容三点。 他是另类特殊反馈类型。
3、有幅度负反馈系统，因此有稳定幅度作用。

定性完毕。

求知无足

我也十分喜爱这个振荡电路。不过，我的电路是把T1的基极电位固定，也就是给T1基极加一只下偏流电阻。R3不接T1基极，而是直接接到电源正端。调R3的值，使T1T2电流相等。这样的电路接法，使T1的基极为恒压供电，而T2的基极测是恒流供电（因为R3的阻值很大）。我对这个电路做过多次实验，证明这个电路确实是个很不错的可变频率振荡电路，波形好，在频率的低端和高端信号输出幅度一致性好。

帅的不行

求知无足 发表于 2012-9-14 10:40
我也十分喜爱这个振荡电路。不过，我的电路是把T1的基极电位固定，也就是给T1基极加一只下偏流电阻。R3不接 ...

是否定量的测量过幅度起伏？波动有多大？我想利用这个电路做一个信号发生器给自己用

求知无足

刚画了个电路图，供朋友们参考。

求知无足

帅的不行 发表于 2012-9-14 10:57
是否定量的测量过幅度起伏？波动有多大？我想利用这个电路做一个信号发生器给自己用

是的，朋友，我定量测量过这种振荡电路的贴出幅度起伏。做为可变频率振荡器，LC回路中的C用360P的可变电容，对于一只具体的L，在最低频率与最高频率上，其输出幅度几乎不变。但我也遇到过对于某只L，最低频率比最高频率的幅度稍稍低一点点的情况。另外，这种振荡器的带载能力很强。为了把信号波形调的最好看，有时需要在LC的两端并联一只电阻，我曾最低用到20K的电阻并到LC的两端，从示波器上看到的正弦波才变的最好看。如果不并R，输出波形不良，会切底，变成脉冲波。

yngz

求知无足 发表于 2012-9-14 11:21
是的，朋友，我定量测量过这种振荡电路的贴出幅度起伏。做为可变频率振荡器，LC回路中的C用360P的可变电容 ...

你所遇到的波形不良的情况正好说明了这种电路的稳幅原理，即集电结整流效应，基极加下偏置电阻会增加整流损耗，造成波形顶部切割。LC回路并联电阻可以减弱振幅，使振幅在不超过集电结反偏电压的情况下达到动态平衡。最好的解决方法是使用我昨天提出的方案，使用外部一个二极管来提前提供稳幅所需要的自生反偏压。

帅的不行

求知无足 发表于 2012-9-14 11:07
刚画了个电路图，供朋友们参考。

这个电路不是MC1468里的差分对振荡电路吗？和一楼的电路不一样的吧

帅的不行

貌似和差分对振荡电路不太一样。

崂山

求知无足 发表于 2012-9-14 11:07
刚画了个电路图，供朋友们参考。

这个图完全取消了幅度稳定负反馈系统。当它的幅度也是很稳定的时候，多数是因为整个系统增益过高，削顶。
当然，它不消顶也可以作到幅度相对稳定，那就是波形不好看，不标准。

加电阻之所以能够改善波形，是因为原LC阻抗过高导致左晶体管放大倍数高系统变为多谐振荡器失真。并联电阻后总阻抗降低，增益减少，改善了波形。

songxiang

作为扫频仪，对扫频信号源 的要求是谐波少。因为谐波会降低扫频仪的动态范围。