1、第五章 正弦波振蕩器無(wú)線電發(fā)送與接收設(shè)備組成音頻放大器調(diào)制器激勵(lì)放大輸出功率放大載波振蕩器天線開(kāi)關(guān)高頻放大混頻器中頻放大與濾波解調(diào)器音頻放大器話(huà)筒本地振蕩器揚(yáng)聲器變頻器無(wú)線通信系統(tǒng)的基本組成無(wú)線通信系統(tǒng)的基本組成 3高頻電子線路高頻電子線路第四章正弦波振蕩器第四章正弦波振蕩器 FP FP概 述正弦信號(hào)產(chǎn)生的方法高頻電子線路第4章 正弦波振蕩器電路1 1、振蕩電路產(chǎn)生正弦信號(hào)、振蕩電路產(chǎn)生正弦信號(hào)111111111100000000002 2、直接頻率合成法產(chǎn)生正弦信號(hào)、直接頻率合成法產(chǎn)生正弦信號(hào)11111111111100000000111111111111110000001111111111

2、11111100001111111111111111110 0111111111111111111111111111111111111110 011111111111111110000111111111111110000001111111111110000000011111111110000000000111111110000000000001111110000000000000011110000000000000000根據(jù)函數(shù)產(chǎn)生編碼根據(jù)函數(shù)產(chǎn)生編碼第五章 正弦波振蕩器u主要內(nèi)容主要內(nèi)容概述概述反饋型反饋型LC振蕩原理振蕩原理反饋型反饋型LC振蕩器振蕩器振蕩器的頻率穩(wěn)定原理振蕩器的頻率穩(wěn)定原

3、理高穩(wěn)定度的高穩(wěn)定度的LC振蕩器振蕩器 晶體振蕩器晶體振蕩器一、振蕩電路的功能一、振蕩電路的功能 在在沒(méi)有外加輸入信號(hào)沒(méi)有外加輸入信號(hào)的條件下，電路的條件下，電路自動(dòng)將直流將直流電電源提供的能量轉(zhuǎn)換為具有一定源提供的能量轉(zhuǎn)換為具有一定頻率頻率, ,一定一定波形波形, ,一定一定振幅振幅的的交變振蕩信號(hào)輸出。交變振蕩信號(hào)輸出。二、振蕩電路的分類(lèi)二、振蕩電路的分類(lèi)正弦波振蕩器正弦波振蕩器非正弦波振蕩器非正弦波振蕩器反饋型反饋型負(fù)阻型負(fù)阻型(100MHz(100MHz以上以上) )振蕩器振蕩器RCRC振蕩器振蕩器LCLC振蕩器振蕩器晶體振蕩器晶體振蕩器第一節(jié)第一節(jié) 概述概述6高頻電子線路高頻電子線路

4、第四章正弦波振蕩器第四章正弦波振蕩器 FP FP概 述高頻電子線路第4章 正弦波振蕩器電路振蕩器：振蕩器：不需要外信號(hào)激勵(lì)，自身直流電能不需要外信號(hào)激勵(lì)，自身直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能。轉(zhuǎn)換為交流電能。 振蕩器實(shí)際是工作于振蕩器實(shí)際是工作于丙類(lèi)丙類(lèi)狀態(tài)，但通常都采用狀態(tài)，但通常都采用甲類(lèi)甲類(lèi)線性線性工作分析。工作分析。依靠依靠LC回路實(shí)現(xiàn)回路實(shí)現(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)在放大區(qū)的中間處?kù)o態(tài)工作點(diǎn)在放大區(qū)的中間處正弦振蕩器：正弦振蕩器：反饋式振蕩器反饋式振蕩器負(fù)阻振蕩器負(fù)阻振蕩器在飽和與截止之間反復(fù)在飽和與截止之間反復(fù)三、主要技術(shù)指標(biāo)三、主要技術(shù)指標(biāo) 振蕩頻率振蕩頻率*頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度*振蕩幅度振蕩幅度振蕩波

5、形振蕩波形第二節(jié)第二節(jié) 反饋型反饋型LC振蕩原理振蕩原理一、組成與基本原理一、組成與基本原理反饋型振蕩器是通過(guò)反饋型振蕩器是通過(guò)正反饋正反饋聯(lián)接方式實(shí)現(xiàn)的。聯(lián)接方式實(shí)現(xiàn)的。反饋型反饋型LC振蕩器是由調(diào)諧放大器和正反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。振蕩器是由調(diào)諧放大器和正反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。調(diào)諧放大器調(diào)諧放大器正反饋網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)AF條件條件放大器必須是調(diào)諧放大器必須是調(diào)諧 放大器放大器, ,具有選頻濾具有選頻濾波的功能波的功能反饋網(wǎng)絡(luò)必須反饋網(wǎng)絡(luò)必須是正反饋是正反饋反饋振蕩器的組成方框圖及相應(yīng)電路反饋振蕩器的組成方框圖及相應(yīng)電路(a)放 大 器反 饋 網(wǎng) 絡(luò)UfUiUoUfUfUoUiUfLfLC諧 振 放 大 器反

6、饋 網(wǎng) 絡(luò)(b)u串聯(lián)諧振回路中的自由振蕩現(xiàn)象串聯(lián)諧振回路中的自由振蕩現(xiàn)象在反饋振蕩器中在反饋振蕩器中, 串聯(lián)諧振回路是最基本的選頻網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)諧振回路是最基本的選頻網(wǎng)絡(luò), 所以先討論所以先討論串聯(lián)回路的自由振蕩現(xiàn)象串聯(lián)回路的自由振蕩現(xiàn)象, 并以此為基礎(chǔ)分析反饋振蕩器的工作原理。并以此為基礎(chǔ)分析反饋振蕩器的工作原理。自由振蕩衰減的原因自由振蕩衰減的原因損耗電阻損耗電阻。 若回路若回路無(wú)損耗無(wú)損耗, , 則衰減系數(shù)則衰減系數(shù), , 回路兩端電壓變化將是一個(gè)等幅正弦振蕩回路兩端電壓變化將是一個(gè)等幅正弦振蕩。如果有辦法如果有辦法, , 不斷地給回路補(bǔ)充能量不斷地給回路補(bǔ)充能量, , 使之剛好與損耗的能量

7、相等使之剛好與損耗的能量相等, , 那那么就可以獲得等幅的正弦振蕩了么就可以獲得等幅的正弦振蕩了。11高頻電子線路高頻電子線路第四章正弦波振蕩器第四章正弦波振蕩器 FP FPRLC回路的瞬變現(xiàn)象阻尼振蕩阻尼振蕩振蕩頻率：振蕩頻率：C C第4章 正弦波振蕩器電路高頻電子線路L LR Rk k臨界阻尼臨界阻尼224121LRLCfu對(duì)振蕩器電路性能的要求可以歸納為以下三對(duì)振蕩器電路性能的要求可以歸納為以下三點(diǎn)：點(diǎn)：起振起振保證振蕩器接通電源后能夠保證振蕩器接通電源后能夠從無(wú)到有從無(wú)到有建立起具建立起具有某一固定頻率的正弦波輸出。有某一固定頻率的正弦波輸出。平衡平衡振蕩器在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后能振蕩器在進(jìn)入穩(wěn)

8、態(tài)后能維持一個(gè)等幅連續(xù)的振維持一個(gè)等幅連續(xù)的振蕩。蕩。穩(wěn)定穩(wěn)定當(dāng)當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，電路的穩(wěn)定狀態(tài)不受外界因素發(fā)生變化時(shí)，電路的穩(wěn)定狀態(tài)不受到破壞。到破壞。第二節(jié) 反饋型LC振蕩原理一 、振蕩的建立與起振條件開(kāi)關(guān)按至，開(kāi)關(guān)按至， Ui放大得到放大得到Uc ;開(kāi)關(guān)按至，當(dāng)開(kāi)關(guān)按至，當(dāng)Uf Ui ，振蕩建立，振蕩建立.振蕩條件:)(FAFAjiifjcfjiceUAFUFAUFeUUFAeUUA令振蕩器振蕩器維持維持振蕩振蕩的條件：的條件： （平衡條件）（平衡條件） )2 , 1 , 0(21nnnAFFA則振蕩若ifUU二、振蕩的建立與起振條件二、振蕩的建立與起振條件.AjciUAAeU.Ff

9、jcUFFeU.()AFfofjiioUU UTAFAFeUU U表示相移表示相移環(huán)路增益環(huán)路增益1AFnFA2.1T 起振條件的物理意義：起振條件的物理意義： nFA2是構(gòu)成反饋型振蕩器的必要條件。是構(gòu)成反饋型振蕩器的必要條件。表明反饋是正反饋，表明反饋是正反饋， 表示振蕩是增幅振蕩，振幅由小表示振蕩是增幅振蕩，振幅由小增大，振蕩能夠建立起來(lái)。增大，振蕩能夠建立起來(lái)。10FA理解：理解：起振條件：起振條件： )2 , 1 , 0(210nnnFAFAu起振條件：起振條件： UfUi或或T1 A0F 1 A A0 0為電源接通時(shí)的電壓增益為電源接通時(shí)的電壓增益 A + F =2n (n=0，1

10、，2，n)物理意義：物理意義：振蕩為振蕩為增幅增幅振蕩振蕩振蕩器閉環(huán)振蕩器閉環(huán)相位差為零，即為正反饋相位差為零，即為正反饋。起振過(guò)程起振過(guò)程:微小擾動(dòng)電壓：微小擾動(dòng)電壓：放大放大選頻選頻反饋反饋再放大再放大再選頻再選頻再反饋再反饋Pspice仿真振蕩器輸出波形仿真振蕩器輸出波形三、振蕩的平衡與平衡條件三、振蕩的平衡與平衡條件u平衡條件：平衡條件： Uf=Ui或或T=1 AF= 1 等幅振蕩等幅振蕩 A + F =2n (n=0，1，2，n) 正反饋正反饋u平衡過(guò)程：平衡過(guò)程：剛起振時(shí)剛起振時(shí)A0F1，增幅振蕩，隨著反饋回來(lái)的，增幅振蕩，隨著反饋回來(lái)的輸入振幅的輸入振幅的不斷增大，諧振放大器進(jìn)入

11、非線性狀態(tài)不斷增大，諧振放大器進(jìn)入非線性狀態(tài)。非線性狀態(tài)電壓增益非線性狀態(tài)電壓增益A隨著振幅增大而降低隨著振幅增大而降低,直到直到AF=1時(shí)時(shí),達(dá)到平衡達(dá)到平衡u振蕩建立起來(lái)后，隨著反饋回來(lái)信號(hào)的增大，諧振放大器振蕩建立起來(lái)后，隨著反饋回來(lái)信號(hào)的增大，諧振放大器放大特性由線性進(jìn)入非線性區(qū)。其集電極電流將變成脈沖狀，放大特性由線性進(jìn)入非線性區(qū)。其集電極電流將變成脈沖狀，而諧振回路取出的信號(hào)是其基波分量而諧振回路取出的信號(hào)是其基波分量Ic1m，其電壓，其電壓u起振工作于線性區(qū)，起振工作于線性區(qū)，uc=icRp=gcuiRp ，其電壓增益，其電壓增益 Ao=gcRpu平衡時(shí)的電壓增益平衡時(shí)的電壓增益

12、u振幅增大后，工作于非線性區(qū)振幅增大后，工作于非線性區(qū)，其，其通角隨輸入信號(hào)增大而通角隨輸入信號(hào)增大而減小，故減小，故A減小，達(dá)到減小，達(dá)到AF=1，達(dá)到平衡條件達(dá)到平衡條件。1(1 cos)()ccimccpUg UR )()cos1 ()()cos1 (101ccccpcARgAu平衡的幾種情況平衡的幾種情況 （設(shè)（設(shè)F=0.2）Ao=8 ，AoF=1.6起振，平衡時(shí)，起振，平衡時(shí)，AF=1 c=101.5o 甲乙類(lèi)甲乙類(lèi)Ao=10 ，AoF=2 起振，平衡時(shí)，起振，平衡時(shí)，AF=1 c=90o 乙類(lèi)乙類(lèi)Ao=20 ，AoF=4 起振，平衡時(shí)，起振，平衡時(shí)，AF=1 c=66.3o 丙類(lèi)丙

13、類(lèi)u反饋型振蕩器反饋型振蕩器起振時(shí)，放大器工作于甲類(lèi)起振時(shí)，放大器工作于甲類(lèi)，而平衡時(shí)，工作，而平衡時(shí)，工作于非線性狀態(tài)。但是是工作于甲乙類(lèi)、乙類(lèi)還是丙類(lèi)，要于非線性狀態(tài)。但是是工作于甲乙類(lèi)、乙類(lèi)還是丙類(lèi)，要根根據(jù)據(jù)AoF的數(shù)值大小來(lái)定。的數(shù)值大小來(lái)定。AoF=2 工作于乙類(lèi)工作于乙類(lèi)AoF2 工作于丙類(lèi)工作于丙類(lèi)1AoF1是表示振蕩是增幅振蕩，是表示振蕩是增幅振蕩，振幅由小增大，振蕩能夠建立起來(lái)。振幅平衡振幅由小增大，振蕩能夠建立起來(lái)。振幅平衡條件條件AF=1是表示是表示振蕩是等幅振蕩振蕩是等幅振蕩，振幅保持不，振幅保持不變，處于平衡狀態(tài)。變，處于平衡狀態(tài)。 相位起振條件和相位平衡條件：相位

14、起振條件和相位平衡條件：nFA2表明表明反饋是正反饋反饋是正反饋，是構(gòu)成反饋型振蕩器的，是構(gòu)成反饋型振蕩器的必要必要條件。條件。 振幅平衡的穩(wěn)定條件振幅平衡的穩(wěn)定條件表示放大器的電壓增表示放大器的電壓增益隨振幅增大而減小，它能保證電路參數(shù)發(fā)生益隨振幅增大而減小，它能保證電路參數(shù)發(fā)生變化引起的變化引起的A、F變化時(shí)，電路能在新的條件下變化時(shí)，電路能在新的條件下建立新的平衡，即振幅產(chǎn)生變化來(lái)保證建立新的平衡，即振幅產(chǎn)生變化來(lái)保證AF=1。 相位平衡的穩(wěn)定條件相位平衡的穩(wěn)定條件表示振蕩回路的相移表示振蕩回路的相移隨頻率增大而減小。它能保證振蕩電路的參數(shù)隨頻率增大而減小。它能保證振蕩電路的參數(shù)發(fā)生變化

15、時(shí)，能自動(dòng)通過(guò)頻率的變化來(lái)調(diào)整發(fā)生變化時(shí)，能自動(dòng)通過(guò)頻率的變化來(lái)調(diào)整 ，保證振蕩電路處于正反饋保證振蕩電路處于正反饋。 顯然，上述三個(gè)條件均與電路參數(shù)有關(guān)，顯然，上述三個(gè)條件均與電路參數(shù)有關(guān)，A由放大器的參數(shù)決定，除與工作點(diǎn)有關(guān)外，由放大器的參數(shù)決定，除與工作點(diǎn)有關(guān)外，還與晶體管的參數(shù)有關(guān)，而還與晶體管的參數(shù)有關(guān)，而反饋系數(shù)反饋系數(shù)F是與是與反饋反饋元件的參數(shù)值元件的參數(shù)值有關(guān)。有關(guān)。 nFA2第三節(jié)第三節(jié) 反饋型反饋型LC振蕩器振蕩器u概述：概述：反饋型反饋型LC振蕩器是由振蕩器是由調(diào)諧放大器調(diào)諧放大器和和正反饋網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成構(gòu)成u按反饋耦合元件可以分為：按反饋耦合元件可以分為：互感耦合

16、振蕩器互感耦合振蕩器通過(guò)電感線圈通過(guò)電感線圈L1 與與 L2 的互感的互感M實(shí)現(xiàn)反饋。實(shí)現(xiàn)反饋。電容反饋式振蕩器電容反饋式振蕩器依靠電容產(chǎn)生反饋電壓構(gòu)成的振蕩器依靠電容產(chǎn)生反饋電壓構(gòu)成的振蕩器 稱(chēng)為電容三點(diǎn)式振蕩器又稱(chēng)為電容三點(diǎn)式振蕩器又稱(chēng)稱(chēng)考畢茲振蕩器考畢茲振蕩器電感反饋式振蕩器電感反饋式振蕩器依靠電感產(chǎn)生反饋電壓構(gòu)成的振蕩器，稱(chēng)為電感三點(diǎn)式振蕩器，依靠電感產(chǎn)生反饋電壓構(gòu)成的振蕩器，稱(chēng)為電感三點(diǎn)式振蕩器，又稱(chēng)又稱(chēng)哈特萊振蕩器哈特萊振蕩器一、互感耦合振蕩電路一、互感耦合振蕩電路電路形式電路形式 放大器為共基調(diào)諧放大。放大器為共基調(diào)諧放大。 通過(guò)通過(guò)L1 與與L2的互感的互感M 實(shí)現(xiàn)反饋。實(shí)現(xiàn)反

17、饋。 正反饋由耦合線圈的正反饋由耦合線圈的 同名端決定同名端決定 。 判斷振蕩的方法判斷振蕩的方法判斷判斷相位平衡條件相位平衡條件，通常可以采用，通常可以采用瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法判斷是否是正反饋。判斷是否是正反饋。共基調(diào)集型共基調(diào)集型+在應(yīng)用在應(yīng)用瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法時(shí)，首先要識(shí)別清楚放大器的組時(shí)，首先要識(shí)別清楚放大器的組態(tài)形式，也就是放大器是態(tài)形式，也就是放大器是共射共射還是還是共基共基或或共集共集。1、共射、共射放大器的放大器的輸入是輸入是基極基極，輸出是，輸出是集電極集電極，參考點(diǎn)參考點(diǎn)(或接地點(diǎn)或接地點(diǎn))是發(fā)射極，它是反相放大器，是發(fā)射極，它是反相放大器，輸出電壓與輸入信號(hào)電壓是反相位

18、的輸出電壓與輸入信號(hào)電壓是反相位的。2、共基、共基放大器的放大器的輸入是輸入是發(fā)射極發(fā)射極，輸出是集電極，輸出是集電極，參考點(diǎn)參考點(diǎn)(或接地點(diǎn)或接地點(diǎn))是基極，它是同相放大器，是基極，它是同相放大器，輸出電壓與輸入信號(hào)電壓是同相位的輸出電壓與輸入信號(hào)電壓是同相位的。3、共集、共集放大器的放大器的輸入是輸入是基極基極，輸出是，輸出是發(fā)射極發(fā)射極，參考點(diǎn)參考點(diǎn)(或接地點(diǎn)或接地點(diǎn))是集電極，它是同相放大器，是集電極，它是同相放大器，輸出電壓與輸入信號(hào)電壓是同相位的輸出電壓與輸入信號(hào)電壓是同相位的。在分清了放大器的類(lèi)型后，根據(jù)放大器組態(tài)的在分清了放大器的類(lèi)型后，根據(jù)放大器組態(tài)的形式形式確定輸入端確定輸

19、入端和和輸出端輸出端。然后然后假設(shè)某一瞬時(shí)，輸入端對(duì)參考點(diǎn)的電位為假設(shè)某一瞬時(shí)，輸入端對(duì)參考點(diǎn)的電位為+，然后根據(jù)放大器的組態(tài)確定輸出端對(duì)參考點(diǎn)然后根據(jù)放大器的組態(tài)確定輸出端對(duì)參考點(diǎn)的相位，的相位，同相放大為同相放大為+，反相放大為，反相放大為-。再通過(guò)互感耦合的同名端決定反饋電壓對(duì)參考再通過(guò)互感耦合的同名端決定反饋電壓對(duì)參考點(diǎn)的相位。點(diǎn)的相位。若反饋到輸入端仍為若反饋到輸入端仍為+，表示為正，表示為正反饋，可能振蕩，反饋，可能振蕩，若反饋到輸入端為若反饋到輸入端為-，則為，則為負(fù)反饋，不能振蕩。負(fù)反饋，不能振蕩。 第三節(jié) 反饋型LC振蕩器一 、互感耦合振蕩電路振蕩條件：用瞬時(shí)極振蕩條件：用瞬

20、時(shí)極性法判斷是否為正反性法判斷是否為正反饋。饋。2 方法：先判斷方法：先判斷放大器的種類(lèi)放大器的種類(lèi)，找到輸入信號(hào)，找到輸入信號(hào)(或反饋信或反饋信號(hào)號(hào))和輸出信號(hào)和輸出信號(hào)(LC回路兩端回路兩端)的位置；的位置；假設(shè)輸入信號(hào)為假設(shè)輸入信號(hào)為正，按信號(hào)傳輸方向依次判斷極性正，按信號(hào)傳輸方向依次判斷極性，直到，直到判斷出反饋判斷出反饋信號(hào)的極性信號(hào)的極性。若。若反饋信號(hào)和輸入極性相同為正反饋反饋信號(hào)和輸入極性相同為正反饋，極性相反為負(fù)反饋；極性相反為負(fù)反饋；CL101振蕩頻率：1 4 3 5 共基調(diào)集型共基調(diào)集型用瞬時(shí)極性法判斷圖用瞬時(shí)極性法判斷圖4-6能否振蕩能否振蕩(是否為正反饋是否為正反饋)

21、1 23 4 56 答案：都是正反饋答案：都是正反饋總結(jié)：互感耦合反饋振蕩器通過(guò)互感（變總結(jié)：互感耦合反饋振蕩器通過(guò)互感（變壓器）進(jìn)行反饋，用壓器）進(jìn)行反饋，用同名端來(lái)保證正反饋。同名端來(lái)保證正反饋。2 1 5 443 共射調(diào)基型共射調(diào)基型共基調(diào)射型共基調(diào)射型6 電路的振蕩頻率電路的振蕩頻率互感耦合振蕩電路的特點(diǎn)互感耦合振蕩電路的特點(diǎn)l優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：互感耦合振蕩電路互感耦合振蕩電路在調(diào)整反饋（改變?cè)谡{(diào)整反饋（改變M）時(shí)，基）時(shí)，基本不影響振蕩頻率本不影響振蕩頻率l缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：工作頻率不宜過(guò)高，應(yīng)用于中短波段工作頻率不宜過(guò)高，應(yīng)用于中短波段CLf1021(e)經(jīng)判斷滿(mǎn)足相位平衡經(jīng)判斷滿(mǎn)足相位平衡條

22、件，故能振蕩，為條件，故能振蕩，為共共基調(diào)射基調(diào)射型互感耦合振蕩型互感耦合振蕩器。器。2 61 2345 (f)經(jīng)判斷滿(mǎn)足相位平衡經(jīng)判斷滿(mǎn)足相位平衡條件，故能振蕩，為條件，故能振蕩，為共共射調(diào)基射調(diào)基型互感耦合振蕩型互感耦合振蕩器。器。1 5 4 3 練習(xí)：7 二、三點(diǎn)式振蕩器二、三點(diǎn)式振蕩器電路組成法則電路組成法則 三點(diǎn)式振蕩器是指回三點(diǎn)式振蕩器是指回路的路的三個(gè)端點(diǎn)與晶體管的三個(gè)三個(gè)端點(diǎn)與晶體管的三個(gè)電極分別連接電極分別連接而組成的一種振而組成的一種振蕩器。蕩器。 三點(diǎn)式振蕩器電路用三點(diǎn)式振蕩器電路用電容耦合或自耦變壓器耦合代電容耦合或自耦變壓器耦合代替互感耦合替互感耦合, 可以可以克服互

23、感耦克服互感耦合振蕩器振蕩頻率低的缺點(diǎn)合振蕩器振蕩頻率低的缺點(diǎn), 是一種廣泛應(yīng)用的振蕩電路是一種廣泛應(yīng)用的振蕩電路, 其工作頻率可達(dá)到幾百兆赫。其工作頻率可達(dá)到幾百兆赫。三點(diǎn)式振蕩器的原理圖三點(diǎn)式振蕩器的原理圖 第三節(jié) 反饋型LC振蕩器二 、電容反饋振蕩電路)(,21becbLCCRRRcbeebb三極分析得圖交流開(kāi)路。從直流短路交流短路；直流開(kāi)路、直流偏壓；、(一) 相位平衡+-iU-+ceUI-+fUiUfUceU0190的相位的相位ceceUICjUII0229011的相位的相位IUCjICjIUff能振蕩同相ifUU 用用瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法分析分析其交流通路是否滿(mǎn)足其交流通路是否滿(mǎn)足

24、相位平衡條件，即分相位平衡條件，即分析電路析電路是否為正反饋。是否為正反饋。(二) 起振條件 分析是否滿(mǎn)足起振分析是否滿(mǎn)足起振條件條件10FA 首先由交流通路畫(huà)首先由交流通路畫(huà)高頻小信號(hào)等效電高頻小信號(hào)等效電路，然后再計(jì)算：路，然后再計(jì)算：,2211ieoeCCCCCCYyUYUyUUfeiifeic/)/(YgyAfe/0反饋系數(shù)：反饋系數(shù)：211211CCCjICjIUUFcf一般有：反饋系數(shù)越大，越容易起振。一般有：反饋系數(shù)越大，越容易起振。gFgCCyFAfe11120電壓增益：電壓增益：起振條件：起振條件：(三) 振蕩頻率LC102121CCCCC2121CCCCCLC10也可以由交

25、流通路近似計(jì)算：也可以由交流通路近似計(jì)算： （1）滿(mǎn)足起振條件是選取晶體管的）滿(mǎn)足起振條件是選取晶體管的 （2）晶體管一旦選定）晶體管一旦選定(參數(shù)參數(shù) 一定一定)可以改變可以改變F和和gL 來(lái)保證起振。來(lái)保證起振。F一般選取一般選取0.1-0.5。即適當(dāng)選擇。即適當(dāng)選擇C1和和C2的值的值振蕩頻率的估算振蕩頻率的估算01LC1222C CCCC01()feoeLieygggFgFieoefeggy、其中其中：l結(jié)論：結(jié)論：例1：min021)2( ,1:,50,300,100AfuHLpFCpFC倍數(shù)放大器所需的最小放大為維持振蕩，）振蕩頻率（求考畢茲電路見(jiàn)圖，已知MHzCCCCLf2161

26、030010100103001010010502121) 1 (12121212621210解：1min2min1100(2),0.3333003CAFFCA而所以第三節(jié) 反饋型LC振蕩器三 、電感反饋振蕩電路)(9421bCCRRRbee交流通路為圖高頻旁路電容；、直流偏壓；、(一) 相位平衡+-iU-+ceUI-+fUiUfUceU0190/的相位的相位ceceUILjUII20()90ffUIj LUI 的相位的相位能振蕩同相ifUU 用瞬時(shí)極性法分析用瞬時(shí)極性法分析其交流通路是否滿(mǎn)足其交流通路是否滿(mǎn)足相位平衡條件，即分相位平衡條件，即分析電路是否為正反饋。析電路是否為正反饋。01A F

27、 振蕩的建立必須滿(mǎn)足振蕩的建立必須滿(mǎn)足 。21LMFLM反饋系數(shù)在不考慮晶體管參數(shù)的影響時(shí)可得：反饋系數(shù)在不考慮晶體管參數(shù)的影響時(shí)可得： 當(dāng)線圈繞在磁環(huán)上時(shí)，線圈兩部分為緊耦合，則：當(dāng)線圈繞在磁環(huán)上時(shí)，線圈兩部分為緊耦合，則：由由 ，忽略，忽略 、 的影響，可得的影響，可得01()feoeLieygggFgFieC12NNF 01A F oeC起振條件起振條件振蕩頻率的估算振蕩頻率的估算122LLLMLCf210其中：其中：(二) 振蕩頻率和反饋系數(shù)LMLLLCL2,1210振蕩頻率：振蕩頻率：反饋系數(shù)：反饋系數(shù)：MLMLMLjIMLjIUUFcef1212)()(I也可以忽略互感的影響則有：

28、也可以忽略互感的影響則有：12210,)(1LLFCLL(三) 電感三點(diǎn)式與電容三點(diǎn)式的比較1.振蕩頻率：振蕩頻率： 相對(duì)而言，相對(duì)而言，電感三點(diǎn)式的電感三點(diǎn)式的振蕩頻率更低。振蕩頻率更低。因?yàn)殡姼腥驗(yàn)殡姼腥c(diǎn)式中極間電容點(diǎn)式中極間電容Cie、Coe與與L1、L2 并聯(lián)，并聯(lián)， Cie、Coe大大小與頻率有關(guān)，若小與頻率有關(guān)，若頻率太高頻率太高可能導(dǎo)致支路的電抗特性發(fā)可能導(dǎo)致支路的電抗特性發(fā)生變化從而不能振蕩。生變化從而不能振蕩。 而電容三點(diǎn)式中極間電容而電容三點(diǎn)式中極間電容Cie、Coe與與C1、C2 并聯(lián)，支并聯(lián)，支路的電抗特性不會(huì)變化。路的電抗特性不會(huì)變化。(三) 電感三點(diǎn)式與電容三點(diǎn)

29、式的比較2.振蕩電壓波形：振蕩電壓波形： 相對(duì)而言，相對(duì)而言，電感三點(diǎn)式的輸電感三點(diǎn)式的輸出波形較差，失真較大。出波形較差，失真較大。因?yàn)橐驗(yàn)樗抢秒姼蟹答仯抢秒姼蟹答仯姼袑?duì)電感對(duì)高次諧波呈高阻抗，所以反饋高次諧波呈高阻抗，所以反饋電壓中高次分量多，波形差。電壓中高次分量多，波形差。 而電容三點(diǎn)式是利用電容反而電容三點(diǎn)式是利用電容反饋，因?yàn)殡娙輰?duì)高次諧波呈饋，因?yàn)殡娙輰?duì)高次諧波呈低阻抗，所以反饋電壓中高低阻抗，所以反饋電壓中高次分量少，波形更好。次分量少，波形更好。電感三點(diǎn)式與電容三點(diǎn)式振蕩電路的比較電感三點(diǎn)式與電容三點(diǎn)式振蕩電路的比較電容三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式電感三點(diǎn)式電感三點(diǎn)式波形

30、波形較好較好較差較差頻率頻率較高較高較低較低頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度較好較好較差較差起振、調(diào)節(jié)起振、調(diào)節(jié)較難較難較易較易 (四) LC三點(diǎn)式振蕩器相位平衡條件的判斷準(zhǔn)則(1)Xbe、 Xce應(yīng)為同性質(zhì)的電抗元件；應(yīng)為同性質(zhì)的電抗元件；(2) Xcb 與與Xce、 Xbe的電抗性質(zhì)相反。的電抗性質(zhì)相反。 （射同余異）（射同余異）證明：證明：cebecbXXXL假設(shè)為電容，則和必呈感性，設(shè)為 。2,為超前ccUILjUI()2iffUUUI為滿(mǎn)足相位平衡條件和同相 ，應(yīng)該超前 為。+-iU-+ceUI-+fUiUfUceUI必為電容。beX必為電感。；又cbcbcebeXXXX0L注：必須產(chǎn)生LC諧振

31、注意電流方向四、四、LC三點(diǎn)式振蕩器相位平衡條件的判斷準(zhǔn)則三點(diǎn)式振蕩器相位平衡條件的判斷準(zhǔn)則由上面的分析可知由上面的分析可知, 在三點(diǎn)式電路中在三點(diǎn)式電路中, 回路中回路中與與發(fā)射極發(fā)射極相連接的兩相連接的兩個(gè)電抗元件必須為同性質(zhì)個(gè)電抗元件必須為同性質(zhì), 另外一個(gè)電抗元件必須為異性質(zhì)。這就是另外一個(gè)電抗元件必須為異性質(zhì)。這就是三點(diǎn)式電路組成的相位判據(jù)三點(diǎn)式電路組成的相位判據(jù), 或稱(chēng)為三點(diǎn)式電路的組成法則：或稱(chēng)為三點(diǎn)式電路的組成法則：lXce與與Xbe的電抗性質(zhì)相同的電抗性質(zhì)相同lXcb與與Xce、Xbe的電抗性質(zhì)相反的電抗性質(zhì)相反l對(duì)于振蕩頻率，滿(mǎn)足對(duì)于振蕩頻率，滿(mǎn)足Xce+Xbe+Xcb=0

32、與發(fā)射極相連接的兩個(gè)電抗元件同為電容時(shí)與發(fā)射極相連接的兩個(gè)電抗元件同為電容時(shí)的三點(diǎn)式電路的三點(diǎn)式電路, , 稱(chēng)為電容稱(chēng)為電容三點(diǎn)式電路三點(diǎn)式電路, , 也稱(chēng)為也稱(chēng)為考畢茲電路考畢茲電路。 與發(fā)射極相連接的兩個(gè)電抗元件同為電感時(shí)與發(fā)射極相連接的兩個(gè)電抗元件同為電感時(shí)的三點(diǎn)式電路的三點(diǎn)式電路, , 稱(chēng)為電感稱(chēng)為電感三點(diǎn)式電路三點(diǎn)式電路, , 也稱(chēng)為也稱(chēng)為哈特萊電路哈特萊電路。例2：系？與回路諧振頻率有何關(guān)振蕩頻率種情況是否都能振蕩，試分析上述），（）（種情況：設(shè)有以下蕩器的等效電路，圖示是一個(gè)三回路的振03322113322112212fCLCLCLCLCLCL性見(jiàn)上圖串聯(lián)諧振回路的阻抗特）（射同

33、余異則三端式振蕩器的組成原知識(shí)點(diǎn)：LC2:) 1 (333222111222，解：設(shè)fff為電感三端式振蕩器。呈容性呈感性，、此時(shí)時(shí)能振蕩滿(mǎn)足）（,23322113021321332211CLCLCLfffffffCLCLCL為電容三端式振蕩器呈感性呈容性、時(shí)能振蕩，此時(shí)滿(mǎn)足）（,13322113021321332211CLCLCLfffffffCLCLCL對(duì)照課本P21例：判斷下圖電路能否振蕩，能振蕩的屬于哪種類(lèi)型振蕩器。分析：分析：123( ),cebebca XL XLXL C （串聯(lián)）123( ),cebebcb XC XCXC L （串聯(lián)）呈容性時(shí)能振蕩當(dāng)CL3呈感性時(shí)能振蕩當(dāng)LC3

34、為電感三點(diǎn)式振蕩器為電容三點(diǎn)式振蕩器213( ),cebebcc XCXCXLC （并聯(lián)）呈感性時(shí)能振蕩當(dāng)3LCcbC2211( ),cebebcb cd XL CXLCXC（并聯(lián)）（并聯(lián)）感性時(shí)能振蕩呈、當(dāng)2211CLCL為電感三點(diǎn)式振蕩器為電容三點(diǎn)式振蕩器(e)經(jīng)判斷滿(mǎn)足相位平衡經(jīng)判斷滿(mǎn)足相位平衡條件，故能振蕩，為條件，故能振蕩，為共共基調(diào)射型基調(diào)射型互感耦合振蕩互感耦合振蕩器。器。1 41 2345 (f)經(jīng)判斷滿(mǎn)足相位平衡經(jīng)判斷滿(mǎn)足相位平衡條件，故能振蕩，為條件，故能振蕩，為共共射調(diào)基型射調(diào)基型互感耦合振蕩互感耦合振蕩器。器。2 3 5 6 習(xí)題答案59(a)能振蕩能振蕩(b) (c)

35、 (d)都不能振蕩都不能振蕩注意：振蕩器的相位條件是注意：振蕩器的相位條件是(1)Xbe、 Xce應(yīng)為同性質(zhì)的電抗元件；應(yīng)為同性質(zhì)的電抗元件；(2) Xcb 與與Xce、 Xbe的電抗性質(zhì)相反。的電抗性質(zhì)相反。 （射同余異）（射同余異）第四節(jié)振蕩器的頻率穩(wěn)定原理第四節(jié)振蕩器的頻率穩(wěn)定原理一、頻率穩(wěn)定度的定義一、頻率穩(wěn)定度的定義頻率穩(wěn)定度在數(shù)量上通常用頻率偏差來(lái)表示。頻率穩(wěn)定度在數(shù)量上通常用頻率偏差來(lái)表示。頻率偏差是指振蕩器的實(shí)際工作頻率和標(biāo)稱(chēng)頻率之間的偏差。它可頻率偏差是指振蕩器的實(shí)際工作頻率和標(biāo)稱(chēng)頻率之間的偏差。它可分為分為絕對(duì)偏差絕對(duì)偏差和和相對(duì)偏差相對(duì)偏差。設(shè)設(shè) f 為實(shí)際振蕩頻率，為實(shí)

36、際振蕩頻率，fc 為指定標(biāo)稱(chēng)頻率，則為指定標(biāo)稱(chēng)頻率，則絕對(duì)頻率偏差絕對(duì)頻率偏差：相對(duì)頻率偏差相對(duì)頻率偏差：頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度:在一定時(shí)間間隔內(nèi)，振蕩器相對(duì)頻率偏差的最大值。在一定時(shí)間間隔內(nèi)，振蕩器相對(duì)頻率偏差的最大值。表示為：表示為：cccfffffmaxcff時(shí)間間隔cfffu三種常用的頻率穩(wěn)定度三種常用的頻率穩(wěn)定度長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度：l一般指一天以上甚至數(shù)月的時(shí)間間隔內(nèi)的相對(duì)頻率變化的最大值。l這種變化通常是由振蕩器中元器件老化而引起的。短期頻率穩(wěn)定度短期頻率穩(wěn)定度：l一般指一天以?xún)?nèi)，以小時(shí)、分或秒計(jì)算的時(shí)間間隔內(nèi)的頻率相對(duì)變化。l產(chǎn)生這種頻率不穩(wěn)的因素有溫度、電源電壓等。瞬時(shí)

37、頻率穩(wěn)定度瞬時(shí)頻率穩(wěn)定度：l一般指秒或毫秒時(shí)間間隔內(nèi)的頻率相對(duì)變化。l引起這類(lèi)頻率不穩(wěn)定的主要因素是振蕩器內(nèi)部噪聲。二、振蕩器頻率穩(wěn)定度的表示式二、振蕩器頻率穩(wěn)定度的表示式 振蕩頻率振蕩頻率 的表示式的表示式 c振蕩器的相位平衡條件振蕩器的相位平衡條件02200tan12cos2ccYFYFcYFQQQ 頻率穩(wěn)定度的表示式頻率穩(wěn)定度的表示式)tan211 (0YFcQ諧振頻率諧振頻率 的變化、相角的變化、相角 的變化和有載的變化和有載品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù) Q 的變化都會(huì)引起頻率穩(wěn)定度的變的變化都會(huì)引起頻率穩(wěn)定度的變化。化。0YF總結(jié)：總結(jié)：0YF 、 、 對(duì)振蕩頻率影響的定性描述對(duì)振蕩頻率影響的定

38、性描述YFQ0變化變化 變化變化YFQ 變化變化三、引起頻率不穩(wěn)的原因三、引起頻率不穩(wěn)的原因溫度變化會(huì)引起溫度變化會(huì)引起L、C和晶體管和晶體管y參數(shù)變化。參數(shù)變化。濕度變化會(huì)引起濕度變化會(huì)引起L、Q變化。變化。電源電壓變化會(huì)引起晶體管參數(shù)變化。電源電壓變化會(huì)引起晶體管參數(shù)變化。機(jī)械振動(dòng)會(huì)引起機(jī)械振動(dòng)會(huì)引起L的變化。的變化。u結(jié)論：結(jié)論：引起振蕩器頻率不穩(wěn)定的外部因素是溫度、濕度、引起振蕩器頻率不穩(wěn)定的外部因素是溫度、濕度、電源電壓波動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)。這些外因變化會(huì)引電源電壓波動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)。這些外因變化會(huì)引起起 、 、 的變化。因此產(chǎn)生頻率不穩(wěn)定。的變化。因此產(chǎn)生頻率不穩(wěn)定。Q0YF四、提高頻率穩(wěn)定

39、度的措施四、提高頻率穩(wěn)定度的措施減小外因的變化減小外因的變化l 溫度變化可以采用溫度變化可以采用恒溫措施恒溫措施；l 濕度變化采用將電感線圈濕度變化采用將電感線圈密封或固化密封或固化；l 電源電壓變化采用電源電壓變化采用穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源；l 機(jī)械振動(dòng)采用機(jī)械振動(dòng)采用減震措施減震措施；l 負(fù)載變化采用負(fù)載變化采用射隨器隔離射隨器隔離。提高電路參數(shù)抗外因變化的能力提高電路參數(shù)抗外因變化的能力l選用正溫度系數(shù)的電感和負(fù)溫度系數(shù)的電容組成諧振回路進(jìn)行溫選用正溫度系數(shù)的電感和負(fù)溫度系數(shù)的電容組成諧振回路進(jìn)行溫度補(bǔ)償。度補(bǔ)償。l減小晶體管極間電容不穩(wěn)定量減小晶體管極間電容不穩(wěn)定量 、 對(duì)回路總電容對(duì)回路總

40、電容 的影響，的影響，可采用部分接入方式的克拉潑電路、西勒電路和晶體振蕩器可采用部分接入方式的克拉潑電路、西勒電路和晶體振蕩器。l選用高選用高Q的元件。的元件。選用選用 小的電容三點(diǎn)式振蕩電路形式小的電容三點(diǎn)式振蕩電路形式oeCieCCYF一、一般電容三點(diǎn)式振蕩電路頻率穩(wěn)定性的分析一、一般電容三點(diǎn)式振蕩電路頻率穩(wěn)定性的分析22ieCCC第五節(jié)第五節(jié) 高穩(wěn)定度的高穩(wěn)定度的LC振蕩器振蕩器當(dāng)當(dāng) 、 沒(méi)變化時(shí)，沒(méi)變化時(shí)，回路總電容為回路總電容為：11oeCCCoeCieC1222C CCCC1LC對(duì)應(yīng)振蕩頻率為對(duì)應(yīng)振蕩頻率為: :第五節(jié) 高穩(wěn)定度的LC振蕩器一 、一般電容三點(diǎn)式振蕩電路的穩(wěn)定性分析

41、工作狀態(tài)和外界條件的變化都會(huì)改變工作狀態(tài)和外界條件的變化都會(huì)改變Cie和和Coe的的值，從而值，從而改變振蕩頻率改變振蕩頻率f0，導(dǎo)致導(dǎo)致f0不穩(wěn)定。不穩(wěn)定。電容反饋振蕩器的缺點(diǎn)：電容反饋振蕩器的缺點(diǎn)：(1)頻率不可調(diào)：頻率不可調(diào)：00121,/,CLCFCCCF一般調(diào)節(jié) 改變改變 也變 可能起振不了 (2)頻率不穩(wěn)定：頻率不穩(wěn)定：121200()()()()1oeieoeieieoeCCCCCCCCCLCCC、會(huì)隨環(huán)境變化，故不穩(wěn)定當(dāng)當(dāng) 變化變化Co， 變化變化Ci時(shí)，時(shí)，總電容的增量總電容的增量: 實(shí)際上實(shí)際上 、 與晶體管工與晶體管工作狀態(tài)和外界條件有關(guān)。作狀態(tài)和外界條件有關(guān)。ieCoe

42、CoeCieC21211CCCCCp21122CCCCCpiOCpCpC2221一般電容三點(diǎn)式振蕩電路一般電容三點(diǎn)式振蕩電路 p1 、p2 不可能同時(shí)減小，故頻不可能同時(shí)減小，故頻率穩(wěn)定度不可能做得太高。率穩(wěn)定度不可能做得太高。結(jié)論：結(jié)論：1222OipCpCCCCC二、克拉潑（二、克拉潑（Clapp）振蕩電路）振蕩電路在電感支路串接小電容在電感支路串接小電容C3滿(mǎn)足滿(mǎn)足C3C1，C3C2 回路總電容為：回路總電容為： 電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)123333312231312=1C C CCCCCCC CC CC CCC 第五節(jié) 高穩(wěn)定度的LC振蕩器二 、克拉潑振蕩電路 在一般電容三點(diǎn)式振蕩器基礎(chǔ)上加了

43、一個(gè)電容C3 ,一般C3可調(diào),且有:2313,CCCC3211111,CCCCC設(shè)回路總電容為3CC 23132313,CCCCCCCCXce為容抗，為容抗，Xbe 為容抗。為容抗。 Xcb 可等效為感抗，與可等效為感抗，與 Xce 、 Xbe 反性質(zhì)。反性質(zhì)。 滿(mǎn)足電容三點(diǎn)式振蕩器相位平衡條件判斷準(zhǔn)則，為電容三點(diǎn)式振蕩滿(mǎn)足電容三點(diǎn)式振蕩器相位平衡條件判斷準(zhǔn)則，為電容三點(diǎn)式振蕩電路。電路。 振蕩頻率振蕩頻率因?yàn)橐驗(yàn)?CC 3021LCf所以克拉潑（所以克拉潑（ClappClapp）振蕩器的振蕩頻率為：）振蕩器的振蕩頻率為：LCf210 相位平衡條件（正反饋）相位平衡條件（正反饋）振蕩頻率：振蕩

44、頻率：3011LCLC相位平衡條件相位平衡條件:Xce為容抗， Xbe為容抗同性質(zhì)， Xcb可等效為感抗與Xce Xbe反性質(zhì)，滿(mǎn)足電容三點(diǎn)式振蕩器的相位平衡條件，為電容三點(diǎn)式振蕩電路穩(wěn)頻原理：穩(wěn)頻原理：故比較穩(wěn)定無(wú)關(guān)與,130oeieCCLC頻率可調(diào)頻率可調(diào):不受影響改變可改變調(diào)節(jié)FCCCFCLC3210330/,1 穩(wěn)頻原理穩(wěn)頻原理3111CCpCC3222CCpCCiOCpCpC2221總的電容增量為：總的電容增量為：其中其中p1 、p2可以同時(shí)減小，可以同時(shí)減小， 可很小，故頻率穩(wěn)定度比一般電容三點(diǎn)式要高。可很小，故頻率穩(wěn)定度比一般電容三點(diǎn)式要高。Cu結(jié)論結(jié)論：p1 、p2 的減小受到

45、電路起振條件的限制，頻率穩(wěn)定度不可能很高。的減小受到電路起振條件的限制，頻率穩(wěn)定度不可能很高。克拉潑電路主要用作固定頻率振蕩器。克拉潑電路主要用作固定頻率振蕩器。0g,113111CCCCCCP接入系數(shù)：020gPgec的電導(dǎo)：、折合到ceLCURgCC003013,30但克拉潑振蕩器的缺點(diǎn)克拉潑振蕩器的缺點(diǎn)：限制。故振蕩器的上限頻率受減小可能導(dǎo)致停振,3C0g第五節(jié) 高穩(wěn)定度的LC振蕩器三 、西勒振蕩電路同一數(shù)量級(jí)與是可調(diào)電容342313,CCCCCCoeCieC4343211111CCCCCCC西勒電路是西勒電路是在克拉潑電路基礎(chǔ)上，在電感在克拉潑電路基礎(chǔ)上，在電感L兩端并聯(lián)一個(gè)電容兩端并

46、聯(lián)一個(gè)電容 C4。電路條件仍是電路條件仍是C3C1，C3C2，C3 與與C4同數(shù)量級(jí)，回路總電容同數(shù)量級(jí)，回路總電容為：為： Xce 為容抗，為容抗， Xbe 為容抗。為容抗。 Xcb 可等效為感抗，與可等效為感抗，與 Xbe 、 Xce 反性質(zhì)。滿(mǎn)足反性質(zhì)。滿(mǎn)足電容三點(diǎn)式振蕩器的相位平衡條件判斷準(zhǔn)則，為電容三點(diǎn)式振蕩電路。電容三點(diǎn)式振蕩器的相位平衡條件判斷準(zhǔn)則，為電容三點(diǎn)式振蕩電路。 振蕩頻率振蕩頻率)(2121430CCLLCf電路保持了克拉潑電路中晶體管與回路耦合弱的特點(diǎn)，頻率穩(wěn)定度電路保持了克拉潑電路中晶體管與回路耦合弱的特點(diǎn)，頻率穩(wěn)定度高。調(diào)頻時(shí)，輸出振蕩電壓幅度基本平穩(wěn)，可作為變頻

47、振蕩器高。調(diào)頻時(shí)，輸出振蕩電壓幅度基本平穩(wěn)，可作為變頻振蕩器 。123434122331C C CCCCCC CC CC C 電路特點(diǎn)：電路特點(diǎn)： 相位平衡條件（正反饋）相位平衡條件（正反饋）u總結(jié)：總結(jié)：)(11430CCLLC相位平衡條件相位平衡條件:Xce為容抗， Xbe為容抗同性質(zhì)， Xcb可等效為感抗與Xce Xbe反性質(zhì)，滿(mǎn)足電容三點(diǎn)式振蕩器的相位平衡條件，為電容三點(diǎn)式振蕩電路振蕩頻率：振蕩頻率：穩(wěn)頻原理：穩(wěn)頻原理：故比較穩(wěn)定無(wú)關(guān)與, )(1430oeieCCCCL頻率可調(diào)頻率可調(diào):不受影響改變可改變調(diào)節(jié)FCCCFCCCL42104430/,)(1改進(jìn)改進(jìn)：克拉波電路中是改變：克拉

48、波電路中是改變C3來(lái)調(diào)節(jié)頻率，而來(lái)調(diào)節(jié)頻率，而C3的的改變改變會(huì)會(huì)影響接入系數(shù)影響接入系數(shù)P， 從而可能導(dǎo)致停振。從而可能導(dǎo)致停振。但西但西勒電路中，改變勒電路中，改變C4來(lái)調(diào)節(jié)頻率來(lái)調(diào)節(jié)頻率，而，而C4的改變的改變不會(huì)不會(huì)影影響接入系數(shù)響接入系數(shù)P，故西勒電路的振蕩頻率可以很高。，故西勒電路的振蕩頻率可以很高。,11,1111131113321CCCCCCPCCCCC接入系數(shù)：相對(duì)克拉潑振蕩器的改進(jìn)之處相對(duì)克拉潑振蕩器的改進(jìn)之處：0g0g020gPgec的電導(dǎo)：、折合到不變不變但ceUgCC0404,例：例：LCCMHzFpFCpFCpFC、試求：振蕩器的頻率范圍為，反饋系數(shù)示。已知一振蕩器

49、等效電路如圖42531;32 . 14 . 0,25012,20,600pFFCCCCCCUUFcef15004 . 0600/1/1122112解：-+ceU-+fU+-iU分析：本題是一個(gè)西勒電路。分析：本題是一個(gè)西勒電路。uHLpFCpFCpFCCCLLCfCCLLCf2 .62,3 .1320,12010)20(212110310)20(2121102 . 14min5max512min54min6max012max54max6min031323450,12CC CCCCCCfLC回路的總電容第六節(jié)晶體振蕩電路第六節(jié)晶體振蕩電路一、石英晶體介紹一、石英晶體介紹石英是礦物質(zhì)硅石的一種石英

50、是礦物質(zhì)硅石的一種, 化學(xué)成分是化學(xué)成分是i2, 形狀是呈角錐形的六棱結(jié)晶體。形狀是呈角錐形的六棱結(jié)晶體。石英晶體具有石英晶體具有壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)。當(dāng)交流電壓加在晶體兩端。當(dāng)交流電壓加在晶體兩端, 晶體先隨電壓變化產(chǎn)生應(yīng)變晶體先隨電壓變化產(chǎn)生應(yīng)變, 然后然后機(jī)械振動(dòng)又使晶體表面產(chǎn)生交變電荷。當(dāng)晶體幾何尺寸和結(jié)構(gòu)一定時(shí)機(jī)械振動(dòng)又使晶體表面產(chǎn)生交變電荷。當(dāng)晶體幾何尺寸和結(jié)構(gòu)一定時(shí), 它本身有一個(gè)固它本身有一個(gè)固有的機(jī)械振動(dòng)頻率有的機(jī)械振動(dòng)頻率。當(dāng)外加交流電壓的頻率等于晶體的固有頻率時(shí)。當(dāng)外加交流電壓的頻率等于晶體的固有頻率時(shí), 晶體片的機(jī)械振動(dòng)晶體片的機(jī)械振動(dòng)最大最大, 晶體表面電荷量最多晶體表面

51、電荷量最多, 外電路中的交流電流最強(qiáng)外電路中的交流電流最強(qiáng), 于是產(chǎn)生了諧振。于是產(chǎn)生了諧振。 因此因此, 將石英將石英晶體按一定方位切割成片晶體按一定方位切割成片, 兩邊敷以電極兩邊敷以電極, 焊上引線焊上引線, 再用金屬或玻璃外殼封裝即構(gòu)成石再用金屬或玻璃外殼封裝即構(gòu)成石英晶體諧振器（簡(jiǎn)稱(chēng)英晶體諧振器（簡(jiǎn)稱(chēng)石英晶振石英晶振）石英晶振的固有石英晶振的固有頻率頻率十分十分穩(wěn)定穩(wěn)定, 它的溫度系數(shù)（溫度變化它的溫度系數(shù)（溫度變化1所引起的固有頻率相對(duì)變所引起的固有頻率相對(duì)變化量）在化量）在10-6以下。以下。石英晶振的振動(dòng)具有石英晶振的振動(dòng)具有多諧性多諧性, 即除了基頻振動(dòng)外即除了基頻振動(dòng)外,

52、還有奇次諧波泛音振動(dòng)。還有奇次諧波泛音振動(dòng)。 利用其基頻利用其基頻振動(dòng)振動(dòng)基頻晶體，利用泛音振動(dòng)基頻晶體，利用泛音振動(dòng)泛音晶體。泛音晶體。晶片厚度與振動(dòng)頻率成反比晶片厚度與振動(dòng)頻率成反比, 工作頻率越高工作頻率越高, 要求晶片越薄要求晶片越薄, 因而機(jī)械強(qiáng)度越差因而機(jī)械強(qiáng)度越差, 加工越加工越困難困難, 使用中也易損壞。使用中也易損壞。 在同樣的工作頻率上在同樣的工作頻率上, 泛音晶體的切片可以做得比基頻晶體的切片厚一些。所以在工作泛音晶體的切片可以做得比基頻晶體的切片厚一些。所以在工作頻率較高時(shí)頻率較高時(shí), 常采用泛音晶體。常采用泛音晶體。 通常在工作頻率小于通常在工作頻率小于20MHz時(shí)采

53、用基頻晶體時(shí)采用基頻晶體, 大于大于20MHz時(shí)采用泛音晶體。時(shí)采用泛音晶體。石英諧振器石英諧振器 晶片 石英晶體的等效電路石英晶體的等效電路動(dòng)態(tài)電感動(dòng)態(tài)電感 Lq ：很大，幾十毫亨到幾十亨很大，幾十毫亨到幾十亨動(dòng)態(tài)電容動(dòng)態(tài)電容 Cq ：很小，一般為很小，一般為 10-3 pF量級(jí)量級(jí)動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻 rq ：很小，一般為幾歐很小，一般為幾歐幾百歐幾百歐靜態(tài)電容靜態(tài)電容 Co ：很小很小 ，約，約25pF。品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù) Qq ：很高，達(dá)很高，達(dá) 105 106 量級(jí)量級(jí)特點(diǎn)：特點(diǎn)：晶體的參數(shù)值十分穩(wěn)定，因此它的等效諧振回路有很高的標(biāo)準(zhǔn)性晶體的參數(shù)值十分穩(wěn)定，因此它的等效諧振回路有很高的標(biāo)準(zhǔn)

54、性 具有極高的具有極高的Q Q值（幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)）值（幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)） C Cq qCC0 0 ，因此晶體的接入系數(shù)，因此晶體的接入系數(shù)p=Cq(C0+Cq)很小，外電路對(duì)它的很小，外電路對(duì)它的影響很小。影響很小。qqqqcLrQ1 晶體管等效電路有兩個(gè)諧振頻率晶體管等效電路有兩個(gè)諧振頻率串聯(lián)諧振頻率串聯(lián)諧振頻率q1qqqC Lp并聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率1=112qqpqqooqoqqoCCCCC CLCC兩個(gè)頻率之差很小：兩個(gè)頻率之差很小：qqqpCC02pq二、石英晶體的阻抗特性二、石英晶體的阻抗特性 總阻抗為總阻抗為qr1111qqqeeeoqqqorjLCZRjXj CrjLCC22221111111qqqeepooqqojLCZjjXj CCjLCC 忽略忽略 時(shí)，總阻抗為時(shí)，總阻抗為 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ， 晶體為晶體為并聯(lián)諧振。并聯(lián)諧振。 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ， 晶體等效為晶體等效為電感；電感； 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ， 晶體等效為晶體等效為短路；短路；當(dāng)當(dāng) 和和 時(shí)，時(shí)， ，晶體等效為，晶體等效為電容；電容；qp0eX 阻抗頻率特性阻抗頻率特性q0eXpq0eXpeX總結(jié)：總結(jié)：q時(shí)，時(shí)， 晶體晶體 短路線短路線pq時(shí)，時(shí)， 晶體晶體 電感電感晶體使用的兩種模式：晶體使用的兩種模式