7正弦波振蕩器7.1概述7.2LCR回路中的瞬變現象7.3LC振蕩器的基本工作原理7.4由正反饋的觀點來決定振蕩的條件7.5振蕩器的平衡與穩定條件7.6反饋型LC振蕩器線路7正弦波振蕩器7.1概述7.2LCR回路17.7振蕩器的頻率穩定問題7.8石英晶體振蕩器7.9負阻振蕩器7.10幾種特殊振蕩現象7.11集成電路振蕩器7.12RC振蕩器7正弦波振蕩器7.7振蕩器的頻率穩定問題7.8石英晶體振蕩2倍頻中間放大調制器話筒聲音發射天線調幅發射機方框圖

低頻電壓放大主振緩沖受調放大器功放推動

低頻功放末級低頻功放末級高頻功率放大7.1概述倍中間調制話聲音發射天線調幅發射機方框圖低頻電主緩3超外差式接收機方框圖7.1概述超外差式接收機方框圖7.1概述42.振蕩器的分類正弦波振蕩器非正弦波振蕩器振蕩器波形產生機理反饋式振蕩器負阻式振蕩器反饋型LC振蕩器反饋型RC振蕩器本章主要介紹反饋型RC、LC振蕩器和石英晶體振蕩器的工作原理。石英晶體振蕩器7.1概述2.振蕩器的分類正弦波振蕩器非正弦波振蕩器振蕩器波形產生機理57.2LCR回路中的瞬變現象 由于大多數振蕩器都是利用LC回路來產生振蕩的，因此應首先研究LC回路中如何可以產生振蕩，作為研究振蕩器工作原理的預備知識。圖7.2.1LCR自由振蕩電路所謂“諧振”，就能量關系而言，是指：回路中儲存的能量是不變的，只是在電感與電容之間相互轉換；外加電動勢只提供回路電阻所消耗的能量，以維持回路的等幅振蕩。7.2LCR回路中的瞬變現象 由于大多數振蕩器都是67.2LCR回路中的瞬變現象圖7.2.1LCR自由振蕩電路圖7.2.1，S先放于1，C充電至V，S轉換到2，則上式微分，得（7.2.1）稱為回路的衰減系數。稱為回路的固有角頻率。7.2LCR回路中的瞬變現象圖7.2.1L7圖7.2.4δ2＜ω2時產生振蕩電流的情形7.2LCR回路中的瞬變現象稱為回路的衰減系數。圖7.2.4δ2＜ω2時產生振蕩電流的情形7.287.2LCR回路中的瞬變現象如何維持回路產生等幅振蕩

實際上，回路中總是有電阻存在的，因此為了維持回路產生等幅振蕩，就必須不斷地在正確的時間補充由于回路電阻所耗去的電能，這就需要采用有源器件與正反饋電路來完成這一任務。7.2LCR回路中的瞬變現象如何維持回路產生等幅振蕩97.3LC振蕩器的基本工作原理1）一套振蕩回路，包含兩個（或兩個以上）儲能元件。在這兩個元件中，當一個釋放能量時，另一個就接收能量。釋放與接收能量可以往返進行，其頻率決定于元件的數值。

2）一個能量來源，補充由振蕩回路電阻所產生的能量損失。在晶體管振蕩器中，這個能源就是直流電源。3）一個控制設備，可以使電源功率在正確的時刻補充電路的能量損失，以維持等幅振蕩。這是由有源器件和正反饋電路完成的。 由于大多數振蕩器都是利用LC回路來產生振蕩的，因此應首先研究LC回路中如何可以產生振蕩，作為研究振蕩器工作原理的預備知識。7.3LC振蕩器的基本工作原理1）一套振蕩回路，包含10圖7.3.1互感耦合調集振蕩器7.3LC振蕩器的基本工作原理-+圖7.3.1互感耦合調集振蕩器7.3LC振11圖7.4.1反饋振蕩器方框圖7.4由正反饋的觀點來決定振蕩的條件由圖7.4.1，得在產生振蕩時，應等于。因此振蕩條件為反饋系數或（7.4.1）放大器的閉環增益為（7.4.2）當時，放大器變成了振蕩器。圖7.4.1反饋振蕩器方框圖7.4由正反饋12圖7.4.2調集振蕩器的交流等效電路7.4由正反饋的觀點來決定振蕩的條件圖7.3.1互感耦合調集振蕩器圖7.4.2調集振蕩器的交流等效電路7.4137.5振蕩器的平衡與穩定條件7.5.1振蕩器的平衡條件7.5.2振蕩器平衡狀態和穩定條件7.5振蕩器的平衡與穩定條件7.5.1振蕩器的平衡147.5.1振蕩器的平衡條件1、問題：振蕩電路是單口網絡，無須輸入信號就能起振，起振的信號源來自何處？來自振蕩器接通電源后產生的瞬變電流。瞬變電流所包含的頻帶極寬，但由于諧振回路的選擇性，它只選出了本身諧振頻率的信號。由于正反饋作用，諧振頻率信號越來越強，即形成穩定的振蕩。瞬變電流中所包含的其他頻率被振蕩電路濾掉，不被放大，并逐漸消失。7.5.1振蕩器的平衡條件1、問題：振蕩電路是單口網15

振蕩器起振后，振蕩振幅便有小到大增長起來，當7.5.1振蕩器的平衡條件它不可能無限制地增長，而是在達到一定數值后，自動穩定下來。振蕩器起振后，振蕩振幅便有小到大增長起來，當7.167.5.1振蕩器的平衡條件由上節可知，正反饋放大器產生振蕩的條件：或（7.5.1）式（7.5.1）沒考慮電子器件的非線性。即假定晶體管放大器是工作于小信號線性放大狀態，放大器的增益A0為常數。事實上，放大器的增益A0是振幅的函數。因為由于自給偏壓的作用，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類狀態迅速過渡到非線性的甲乙類以至丙類工作狀態。這時晶體管就是非線性器件。2、振蕩器的起振條件和平衡條件7.5.1振蕩器的平衡條件由上節可知，正反饋放177.5.1振蕩器的平衡條件2、振蕩器的起振條件和平衡條件起振后晶體管作為非線性器件的工作特點：需引入準直線性理論的平均放大倍數（或折合放大倍數）的概念。平均電壓放大倍數：負載諧振阻抗上的基波電壓與基極輸入電壓之比。（7.5.2）（7.5.3）7.5.1振蕩器的平衡條件2、振蕩器的起振條件和平衡187.5.1振蕩器的平衡條件2、振蕩器的起振條件和平衡條件（7.5.2）（7.5.3）式（7.5.3）代入（7.5.2），得（7.5.4）式中為小信號線性放大倍數；為余弦脈沖分解系數。7.5.1振蕩器的平衡條件2、振蕩器的起振條件和平衡197.5.1振蕩器的平衡條件2、振蕩器的起振條件和平衡條件（7.5.4）為余弦脈沖分解系數。乙類工作狀態丙類工作狀態即振蕩器在起振之后，隨著振幅的不斷增長，使振蕩管的工作狀態逐漸向乙類以至丙類過渡，因而A值也不斷下降。反饋系數F，完全是由無源線性網絡所決定的比例系數，與振蕩幅度的大小無關。7.5.1振蕩器的平衡條件2、振蕩器的起振條件和平衡207.5.1振蕩器的平衡條件2、振蕩器的起振條件和平衡條件或（7.5.1）要維持一定振幅的振蕩，F應設計的比式（7.5.1）中的F大一些。一般取F=1/2～1/8，這樣，就可以在A0F>1的情況下起振，而后隨著振幅的增強A0就向A過渡。直到振幅增大到某一程度，出現AF=1時，振蕩就達到平衡狀態。振蕩器的起振條件為：振蕩器的平衡條件為：（7.5.5）（7.5.6）式（7.5.6）中，其中，稱為工作強度系數。一般取7.5.1振蕩器的平衡條件2、振蕩器的起振條件和平衡217.5.1振蕩器的平衡條件2、振蕩器的起振條件和平衡條件振蕩器的平衡條件為：（7.5.6）將振蕩器平衡條件分別用模和相角來表示，即將模和相角分開，有（7.5.7）（7.5.8）振幅平衡條件：相位平衡條件：7.5.1振蕩器的平衡條件2、振蕩器的起振條件和平衡227.5.1振蕩器的平衡條件2、振蕩器的起振條件和平衡條件振蕩器的起振條件和平衡條件的另一種形式：振幅平衡條件：（7.5.13）相位平衡條件：（7.5.14）為其模。為其相角。為諧振回路的基波諧振阻抗。實際上，則從而一般振蕩器的振蕩回路總是處于微小失諧狀態。7.5.1振蕩器的平衡條件2、振蕩器的起振條件和平衡237.5.2振蕩器平衡狀態和穩定條件以上分析了保證振蕩器由弱到強地建立起振蕩的起振條件，產生等幅振蕩的平衡條件。實際上，平衡狀態下的振蕩器仍然受到外界因素變化的影響而可能引起幅度和頻率不穩。因此，還應該分析保證振蕩器的平衡狀態不因外界因素變化而受到破壞的穩定條件。穩定條件也分為振幅穩定與相位穩定兩種。以下分別討論之。7.5.2振蕩器平衡狀態和穩定條件以241）振幅平衡的穩定條件要保證外界因素變化時振幅相對穩定，就是要：當振幅變化時，AF的大小朝反方向變化。圖7.5.2軟自激的振蕩特性圖7.5.3硬自激的振蕩特性7.5.2振蕩器平衡狀態和穩定條件（7.5.16）1）振幅平衡的穩定條件要保證外界因素變化時振幅252）相位平衡的穩定條件相位穩定條件是指相位平衡條件遭到破壞時，相位平衡能重新建立，且仍能保持相對穩定的振蕩頻率。外部擾動

穩定原理：

頻率ω

相位φ

頻率ω

7.5.2振蕩器平衡狀態和穩定條件2）相位平衡的穩定條件相位穩定條件是指相位平26圖7.5.4并聯諧振回路的相頻特性2）相位平衡的穩定條件7.5.2振蕩器平衡狀態和穩定條件（7.5.21）圖7.5.4并聯諧振回路的2）相位平衡的穩定條件727放大電路3）基本組成部分正反饋網絡選頻網絡（選擇滿足相位平衡條件的一個頻率。經常與反饋網絡合二為一。）穩幅環節穩定環節從上面的討論可知，要使反饋振蕩器能夠產生持續的等幅振蕩，必須滿足振蕩的起振條件、平衡條件和穩定條件，它們是缺一不可的。因此，反饋型正弦波振蕩器應該包括：從回到幅度穩定相位穩定7.5.2振蕩器平衡狀態和穩定條件放大電路3）基本組成部分正反饋網絡選頻網絡（選擇滿足相位平287.6反饋型LC振蕩器線路7.6.1互感耦合振蕩器7.6.2電感反饋式三端振蕩器 (哈特萊振蕩器)7.6.3電容反饋式三端振蕩器

(考畢茲振蕩器)7.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件 的判斷準則7.6反饋型LC振蕩器線路7.6.1互感耦合振蕩297.6.1互感耦合振蕩器

放大器與振蕩器本質上都是將直流電能轉化為交流電能，不同之處在于：放大器需要外加控制信號而振蕩器不需要。因此，如果將放大器的輸出正反饋回輸入端，以提供控制能量轉換的信號，就可能形成振蕩器。如果由LC諧振回路通過互感耦合將輸出信號送回輸入回路，所形成的是互感耦合振蕩器。由互感耦合同名端定義可判知，反饋網絡形成正反饋，滿足相位平衡條件。如果再滿足起振條件，就符合基本原理。7.6.1互感耦合振蕩器放大器與振蕩器307.6.1互感耦合振蕩器判斷電路是否滿足產生振蕩相位條件的方法：切環注入法1）在電路中某一個合適的位置（往往是放大器的輸入2）在斷開處的一側（往往是放大器的輸入端）對地端）把電路斷開（用×號表示）。引入一個外加電壓源該電壓源的頻率從低到高覆蓋回路的諧振頻率。3）看經過放大器反饋網絡之后轉回到斷開處的另一側對地的電壓是否與同相，若同相則其中必有某一頻率滿足自激振蕩的相位條件（注意這里是實際方向），電路有振蕩的可能。7.6.1互感耦合振蕩器判斷電路是否滿足產生振蕩相位31圖7.3.1互感耦合調集振蕩器7.6.1互感耦合振蕩器為正反饋圖7.3.1互感耦合調集振蕩器7.6.1互32圖7.6.1互感耦合調基、調發振蕩器電路由于三極管結電容和其它分布電容的存在，在頻率較高而LC回路電容較小時，將影響穩定性,一般用于中短波波段。7.6.1互感耦合振蕩器圖7.6.1互感耦合調基、調發振蕩器電路337.6.2電感反饋式三端振蕩器(哈特萊振蕩器) 如果正反饋網絡由LC諧振回路中的電感分壓電路將輸出信號送回輸入回路，所形成的是電感反饋式三端振蕩器。L1兩端電壓大約是L2的2～5倍。圖7.6.2電感反饋式三端振蕩器7.6.2電感反饋式三端振蕩器(哈特萊振蕩器) 34L1L2C電路的特點:容易起振變電容而不影響F。調整頻率方便振蕩波形不夠好 高次諧波反饋較強，波形失真較大。不適于很高頻率工作分布電容和極間電容并聯于L1與L2兩端，F隨頻率變化而改變，嚴重時可使F減小到滿足不了起振條件。其工作頻率雖然可達到甚高頻波段，但在甚高頻波段里，優先選用的還是電容反饋振蕩器。L1L2C7.6.2電感反饋式三端振蕩器(哈特萊振蕩器)L1L2C電路的特點:容易起振變電容而不影響F。調整頻率方便357.6.3電容反饋式三端振蕩器(考畢茲振蕩器)圖7.6.3電容反饋式三端振蕩器 如果正反饋網絡由LC諧振回路中的電容分壓電路將輸出信號送回輸入回路，所形成的是電容反饋式三端振蕩器。C2/C1取1/2～1/8較為適宜。7.6.3電容反饋式三端振蕩器(考畢茲振蕩器)圖736C1C2LC1C2L電路的特點:變電容影響F，變電感不便。調整頻率不太方便輸出波形較好 高次諧波反饋較弱，波形接近正弦波。頻率穩定度較好分布電容和極間電容并聯于C1與C2兩端，被較大C1與C2吸收。適用于較高的工作頻率甚至可只利用器件的輸入電容和輸出電容。7.6.3電容反饋式三端振蕩器(考畢茲振蕩器)C1C2LC1C2L電路的特點:變電容影響F，變電感不便。調377.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則

回顧LC三端式振蕩器的基本電路，發現其電路結構存在一個規律：晶體管的集電極—發射極（ce）之間和基極—發射極（be）之間回路元件的電抗性質相同;它們與集電極—基極之間(bc)回路元件的電抗性質相反。它具有普遍意義嗎？下面就此證明。L1L2CC1C2L7.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則38為簡便起見，我們假定諧振回路三個元件都是純電抗，即振蕩器的振蕩頻率等于回路的固有諧振頻率，即結論:7.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則三端式振蕩器的構成法則：與符號相同，的符號相反。為簡便起見，我們假定諧振回路三個元件都是純電39例7.6.1:7.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則振蕩器電路如圖7.6.5所示，圖中C1=100pF,圖7.6.5C2=0.0132μF，L1=100μH,L2=300μH。1）試畫出交流等效電路；2）求振蕩頻率；3）用矢量圖判斷是否滿足相位平衡條件；4）求電壓反饋系數F；5）當放大器的電壓放大系數A=(hfe/hie)R/p，hie=3kΩ，回路有載品質因數QL=20時，求滿足振蕩條件所需hfe的最小值。例7.6.1:7.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件407.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則圖7.6.5圖7.6.6例7.6.1:解：1）交流等效電路如圖7.6.6所示。2）振蕩角頻率為7.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則圖7417.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則例7.6.1:支路的諧振角頻率為圖7.6.67.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則例7427.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則例7.6.1:圖7.6.6由于因此L1C1在時呈電容性，可用一等效電容表示。圖7.6.6所示電路即成為電容三端式振蕩器。3）矢量圖如圖7.6.7所示，畫出的次序是：以輸入電壓為準，圖7.6.7回路電壓與倒相由于L1C1為容性支路，因此L2C2支路必為電感性，由在L2C2支路內所產生的電流應滯后電壓7.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則例7437.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則例7.6.1:圖7.6.6圖7.6.7在電容C2上所產生的反饋電壓應滯后于由圖可見，與同相，滿足了相位平衡條件，可以產生振蕩。4）電壓反饋系數為7.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則例7447.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則例7.6.1:圖7.6.6圖7.6.7所以5）回路波阻抗為7.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則例7457.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則例7.6.1:圖7.6.6圖7.6.7接入系數與振蕩管輸出端耦合的回路等效諧振阻抗為振蕩條件為由于因而求得所以滿足起振條件所需的最小為13.7。7.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則例7467.7振蕩器的頻率穩定問題評價振蕩器頻率的主要指標有兩個，即：準確度與穩定度。振蕩器實際工作頻率f與標稱頻率f

0之間的偏差，稱為振蕩頻率準確度。通常分為絕對頻率準確度與相對頻率準確度兩種，其表達式為振蕩器的頻率穩定度是指在一定時間間隔內，頻率準確度的變化。7.7振蕩器的頻率穩定問題評價振蕩47

根據所指定的時間間隔不同，頻率穩定度可分為長期頻率穩定度、短期頻率穩定度和瞬間頻率穩定度三種。

影響振蕩頻率的有如下三種因素：１）振蕩回路參數Ｌ與Ｃ;２）回路電阻ｒ；３）有源器件的參數。7.7振蕩器的頻率穩定問題 根據所指定的時間間隔不同，頻率穩定度可分為長期頻率穩定度48圖7.7.1克拉潑電路的交流等效電路

盡管電容三端式振蕩器較電感三端式振蕩器的穩定性好，但是它是以較大的電容C1和C2，即以下降最高工作頻率上限為代價。此外，輸入、輸出電阻的界入也會降低諧振回路的Q值，降低選頻特性，造成輸出波形偏離正弦波。

1.克拉潑電路7.7振蕩器的頻率穩定問題圖7.7.1克拉潑電路的盡管電容三端49圖7.7.1克拉潑電路的交流等效電路圖7.7.2實際的克拉潑電路7.7振蕩器的頻率穩定問題1.克拉潑電路圖7.7.1克拉潑電路的圖7.7.2實際507.7振蕩器的頻率穩定問題1.克拉潑電路圖7.7.1克拉潑電路的交流等效電路克拉潑電路的優缺點：優點：適當解決了頻率穩定性的問題。不穩定電容與C1，C2并聯，不影響諧振頻率。缺點：即電極—發射極兩端的接入系數下降，使等效負載阻抗減小，振蕩幅度降低。幅度不平穩。7.7振蕩器的頻率穩定問題1.克拉潑電路圖7.751西勒電路的交流等效電路

2.西勒電路7.7振蕩器的頻率穩定問題LC1C2C3C4AB西勒電路的 2.西勒電路7.7527.7振蕩器的頻率穩定問題2.西勒電路西勒電路的交流等效電路西勒電路的優缺點：優點：1）適當解決了頻率穩定性的問題。不穩定電容與C1，C2并聯，不影響諧振頻率。2）振蕩幅度比較平穩，克服了克

拉潑電路使振蕩幅度減小的缺陷。LC1C2C3C4AB與無關。調節改變振蕩頻率時，不變。7.7振蕩器的頻率穩定問題2.西勒電路西勒電537.8石英晶體振蕩器7.8.1并聯諧振型晶體振蕩器7.8.2串聯諧振型晶體振蕩器7.8.3泛音晶體振蕩器7.8石英晶體振蕩器7.8.1并聯諧振型晶體振蕩器54

一般LC振蕩器的頻率穩定度Δf/f0只能達到10-3～10-5。若要求頻率穩定度超過10-5，需用石英晶體振蕩器。１）石英晶體的物理和化學性能都十分穩定；２）晶體的Ｑ值可高達數百萬數量級；３）在串、并聯諧振頻率之間很狹窄的工作頻帶內，具有極陡峭的電抗特性曲線，因而對頻率變化具有極靈敏的補償能力。1.石英晶體濾波器的特點7.8石英晶體振蕩器

優點：用石英晶體作為振蕩回路元件，就能使振蕩器的頻率穩定度大大提高。缺點：單頻性，即每塊晶體只能提供一個穩定的振蕩頻率，不能直接用于波段振蕩器。 一般LC振蕩器的頻率穩定度Δf/f0只能達到10-3552.石英晶體濾波器的應用

O

容性

容性

感性

作電感用工作于串聯諧振狀態 因此，振蕩電路可分為兩類：一類是作為等效電感元件，稱為并聯諧振型晶體振蕩器；另一類是作為串聯諧振元件，稱為串聯諧振型晶體振蕩器。7.8石英晶體振蕩器2.石英晶體濾波器的應用O容性562.石英晶體濾波器的應用石英晶體諧振器

(a)符號(b)基頻等效電路(c)完整等效電路除了以上基頻振動模式外，石英片的振動還會產生奇次（2n-1）諧波的泛音振動?；l振動模式時，產生奇次諧波諧振的支路因阻抗較高可忽略。奇次諧波的泛音振動

7.8石英晶體振蕩器2.石英晶體濾波器的應用石英晶體諧振器

(a)577.8.1并聯諧振型晶體振蕩器

這類晶體振蕩器的振蕩原理和一般反饋式LC振蕩器相同，只是把晶體置于反饋網絡的振蕩回路之中，作為一個感性元件，并與其他回路元件一起按照三端電路的基本準則組成三端振蕩器。根據這種原理，在理論上可以構成三種類型基本電路。但實際常用的只是圖7.8.1所示的兩種基本類型。圖7.8.1并聯諧振型晶體振蕩器的兩種基本形式皮爾斯電路密勒電路7.8.1并聯諧振型晶體振蕩器 這類晶體振蕩58圖7.8.2并聯諧振型晶體ｃ－ｂ型振蕩器電路7.8.1并聯諧振型晶體振蕩器圖7.8.2并聯諧振型晶體ｃ－ｂ型振蕩器電路7.859圖7.8.3并聯諧振型晶體b－e型振蕩器電路7.8.1并聯諧振型晶體振蕩器圖7.8.3并聯諧振型晶體b－e型振蕩器電路7.8607.8.1并聯諧振型晶體振蕩器b-c型和b-e型振蕩電路比較：b-e型電路的輸出信號較大，L1C1回路還可以抑制其他諧波，但頻率穩定度不如b-c型電路。在頻率穩定度要求較高的電路中，幾乎都采用b-c型電路。石英晶體與LC三端電路穩頻方面比較：石英晶體在穩頻方面有一顯著特點，即一旦因外界因素變化而影響到晶體的回路固有頻率時，還具有力圖使頻率保持不變的電抗補償能力。7.8.1并聯諧振型晶體振蕩器b-c型和b-e型振蕩617.8.2串聯諧振型晶體振蕩器圖7.8.4串聯諧振型正弦波晶體振蕩器電路7.8.2串聯諧振型晶體振蕩器圖7.8.4627.8.3泛音晶體振蕩器

石英晶體的基頻越高，晶片的厚度越薄。頻率太高時，晶片的厚度太薄，加工困難，且易振碎。因此在要求更高頻率工作時，可以在晶體振蕩器后面加倍頻器。另一個辦法就是令晶體工作于它的泛音頻率上，構成泛音晶體振蕩器。所謂泛音，是指石英片振動的機械諧波。它與電氣諧波的主要區別是：電氣諧波與基波是整數倍關系，且諧波與基波同時并存；泛音則與基頻不成整數倍關系，只是在基頻奇數倍附近，且兩者不能同時存在。由于晶體片實際上是一個具有分布參數的三維系統，它的固有頻率從理論上來說有無限多個。泛音晶體諧振器在應用時需設計一種具有抑制非工作諧波的泛音振蕩電路使其工作在指定的泛音頻率上。7.8.3泛音晶體振蕩器 石英晶體的基頻越高，晶片63圖7.8.5泛音晶體振蕩器交流等效電路若泛音晶體的標稱泛音次數為5，相應的標稱頻率為5MHz，則L1C1諧振回路應調諧在3～5次泛音頻率之間，如3.5MHz。在5MHz,L1C1諧振回路呈容性，滿足相位平衡條件。而對于基頻和3次泛音頻率來說，L1C1回路呈感性，振蕩器不滿足相位平衡條件，不能產生振蕩。而對于7次及其以上的泛音頻率，L1C1回路呈容性，但其電容量過大，負載阻抗過小，，不能滿足振幅平衡條件，也不能起振。7.8.3泛音晶體振蕩器BwO電納wCB=wC－1wL1Lw－感性容性wP圖7.8.5泛音晶體振蕩器若泛音晶647.9負阻振蕩器 負阻振蕩器是把一個呈現負阻特性的有源器件直接與諧振回路相接，以產生等幅振蕩。圖7.9.1正、負電阻的概念Ｒ上的電位降方向與電流方向相同，呈正電阻性,故此電阻相當于電動機作用，它從外界電源吸收功率。若Ｒ上的電位升方向與電流方向相同，呈負電阻性，故此負電阻相當于發電機作用，它不但不消耗功率，反而向外界輸出功率。注意，以上針對交流電阻。7.9負阻振蕩器 負阻振蕩器是把一個呈現負阻特性65 具有負阻的器件有兩大類：電壓控制型負阻和電流控制型負阻。圖7.9.2負阻特性曲線的類型7.9負阻振蕩器 具有負阻的器件有兩大類：電壓控制型負阻和電流控制圖66 負阻振蕩電路也有兩種基本類型，即串聯型負阻振蕩器線路和并聯型負阻振蕩器線路。圖7.9.4負阻振蕩器原理電路7.9負阻振蕩器 負阻振蕩電路也有兩種基本類型，即串聯型負阻振蕩器線路和并67圖7.9.5隧道二極管負阻振蕩器舉例：7.9負阻振蕩器圖7.9.5隧道二極管負阻振蕩器舉例：7.968特點：適用于較高的工作頻段（可在100MHz至10GHz波段內）。優點：噪聲低，對溫度變化、核輻射均不敏感，電路簡單，體積小和成本低等。缺點：輸出功率和電壓都較低；在電路中使用起來不如反饋式振蕩器方便；頻率穩定和幅度穩定都不及反饋式振蕩器。7.9負阻振蕩器特點：適用于較高的工作頻段（可在100MHz至10GHz波697.10幾種特殊振蕩現象7.10.1寄生振蕩現象7.10.2自偏壓建立過程與間歇振蕩現象7.10幾種特殊振蕩現象7.10.1寄生振蕩現象7707.10.1寄生振蕩現象放大器工作不穩定被傳輸的信號產生失真引起晶體管的PN結被擊穿或瞬時損壞1.寄生振蕩的危害放大器中，即使沒有輸入信號，也有交流輸出。這叫做產生了寄生振蕩。7.10.1寄生振蕩現象放大器工作不穩定1.71１）反饋型寄生振蕩2.寄生振蕩的類型及產生原因由放大器的輸出與輸入間各種寄生反饋引起的。 A.外部反饋:主要是通過多級放大器的公共電源內阻、饋線或元件的寄生耦合以及輸入端與輸出端的空間電磁場的耦合引起的。 B.內部反饋:晶體管的極間電容產生的。7.10.1寄生振蕩現象１）反饋型寄生振蕩2.寄生振蕩的類型及產生原因由放大器72圖7.10.1晶體管高頻功率放大器由內反饋產生寄生振蕩的等效電路7.10.1寄生振蕩現象圖7.10.1晶體管高頻功率放大器由內反饋產生寄生73 2）負阻型寄生振蕩2.寄生振蕩的類型及產生原因 直接由器件的負阻現象產生的寄生振蕩，主要有雪崩負阻振蕩和過壓負阻振蕩兩種。 A.雪崩負阻振蕩：晶體管工作進入雪崩擊穿區，這種寄生振蕩一般只在信號的負半周才出現。 B.過壓負阻振蕩:晶體管工作于過壓狀態，它一般在信號的正半周出現。7.10.1寄生振蕩現象 2）負阻型寄生振蕩2.寄生振蕩的類型及產生原因 直接由743.寄生振蕩的排除和防止措施圖7.10.2晶體管高頻功率放大器的各種穩定措施7.10.1寄生振蕩現象3.寄生振蕩的排除和防止措施圖7.10.2晶體管757.10.2自偏壓建立過程與間歇振蕩現象1.間歇振蕩指振蕩器工作時，時而振蕩，時而停振的一種現象。這一現象產生的原因來自振蕩器的自偏壓電路參數選擇不當。圖7.10.5間歇振蕩時的振蕩電壓波形7.10.2自偏壓建立過程與間歇振蕩現象1.間歇振762.自偏壓的建立過程圖7.10.3電容三端振蕩器的自偏置電路 由于Re上的直流壓降是由發射極電流IE建立的，而且隨IE變化而變化，故稱為自偏壓。7.10.2自偏壓建立過程與間歇振蕩現象2.自偏壓的建立過程圖7.10.3電容三端振蕩772.自偏壓的建立過程圖7.10.3電容三端振蕩器的自偏置電路 1)反饋電壓正半周 2)反饋電壓負半周起振過程中，輸出信號越來越大，反饋信號也隨之增強。 射極電流對射極電容充電 射極電容對射極電阻放電

充、放電節奏合適，實現增幅到穩幅。7.10.2自偏壓建立過程與間歇振蕩現象2.自偏壓的建立過程圖7.10.3電容三端振蕩78圖7.10.4自偏振蕩器起振時激勵電壓和直流偏壓的建立過程7.10.2自偏壓建立過程與間歇振蕩現象圖7.10.4自偏振蕩器起振時激勵電壓和7.10.793.頻率占據（或牽引） 指外加電動勢頻率與振蕩器自激頻率接近到一定程度時，可以使振蕩頻率隨外電動勢頻率的改變而改變。4.頻率拖曳現象 發生于振蕩器電路采用耦合回路時，如耦合系數過大，次級又是諧振回路，則調節次級回路時，振蕩回路頻率也隨之改變，甚至產生頻率跳變。7.10.2自偏壓建立過程與間歇振蕩現象3.頻率占據（或牽引） 指外加電動勢頻率與振蕩器自激頻807.11集成電路振蕩器圖7.11.1互感耦合差分對振蕩器7.11集成電路振蕩器圖7.11.1互感耦81圖7.11.3Ｅ1648內部電路偏置電路差分放大差分放大CE-CB放大7.11集成電路振蕩器圖7.11.3Ｅ1648內部電路偏置電路差分放大差82圖7.11.4Ｅ1648