高频电子线路(第二版)课件第四章课件

1、1第4章 正弦波振荡器 4.1 反馈振荡器的原理 4.2 LC 振 荡 器4.3 振荡器的频率稳定度4.4 LC振荡器的设计方法4.5 石英晶体振荡器 4.6 振荡器中的几种现象24.1 反馈振荡器的原理 一、反馈振荡器的原理分析一、反馈振荡器的原理分析 1、反馈振荡器的组成、反馈振荡器的组成 反馈振荡器由放大器和反馈网络两大部分组成反馈振荡器由放大器和反馈网络两大部分组成。 反馈型振荡器的原理框图如图反馈型振荡器的原理框图如图4-1所示。由图可见所示。由图可见, 反馈型振荡器是由反馈型振荡器是由放大器和反馈网络组成的一个闭合环放大器和反馈网络组成的一个闭合环路路, 放大器通常是以某种选频网络

2、放大器通常是以某种选频网络(如振荡回路如振荡回路)作负载作负载, 是是一调谐放大器一调谐放大器, 反馈网络一般是由无源器件组成的线性网反馈网络一般是由无源器件组成的线性网络。络。 34( )( )( )isiU sUsU s( )( )( ) ( )( )iiU sT sK s F sU s (4-1) (4-2) (4-3) (4-4) (4-5) (4-6)得 其中T(s)称为环路增益称为环路增益： 2、自激振荡的条件分析、自激振荡的条件分析 根据图4.1.1，闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数Ku(s)： ( )( )ouSUsKUs( )( )( )ioU sF sUs( )( )( )

3、oiUsK sU s电压反馈系数为电压反馈系数为F(s)，则开环电压放大倍数为开环电压放大倍数为K(s)：由( )( )( )1( ) ( )1( )uK sK sKsK s F sT s5自激振荡的条件：就是环路增益为自激振荡的条件：就是环路增益为1, 即即 1)()()(jFjKjT(4-7) 通常又称为振荡器的平衡条件振荡器的平衡条件。 由式(4-5)还可知,)()(,1)(,)()(,1)(sUsUjTsUsUjTiiii形成增幅振荡增幅振荡 形成减幅振荡减幅振荡(4-8)6二、平衡条件二、平衡条件 根据前面分析，振荡器的根据前面分析，振荡器的平衡条件平衡条件即为即为 2 , 1 ,

4、021)(1)()()(nnKFjTjFjKjTFKT也可以表示为：(4-9a) (4-9b) 式(4-9a)和(4-9b)分别称为振幅平衡条件振幅平衡条件和相位平衡条件相位平衡条件。 现以单调谐谐振放大器为例现以单调谐谐振放大器为例来看K(j)与F(j)的意义。 若 由式(4-2)可得bicoUUUU,7LfccbcbcioZjYIUUIUUUUjK)()(4-10) 式中, ZL为放大器的负载阻抗为放大器的负载阻抗LjLccLeRIUZ(4-11) Yf(j)为晶体管的正向转移导纳晶体管的正向转移导纳。 fjfbcfeYUIjY)(4-12) 8 现引入现引入 与与F(j)反号的反馈系数反

5、号的反馈系数F(j)cijUUjFeFjFF)()(4-13) 这样, 振荡条件可写为振荡条件可写为 1)()()()()(jFZjYjFZjYjTLfLf(4-14) 振幅平衡条件和相位平衡条件分别可写为振幅平衡条件和相位平衡条件分别可写为 2 , 1 , 021nnFRYFLfLf(4-15a) (4-15b) 值得说明的是：值得说明的是：（1）平衡时电源供给的能量等于环路消耗的能量；（2）通常环路只在某一特定才满足相位条件。 9三、三、起振条件 为了使振荡过程中输出幅度不断增加为了使振荡过程中输出幅度不断增加, 应使反馈回来应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大的信号比输入到放大器的信

6、号大, 即振荡开始时应为增幅即振荡开始时应为增幅振荡振荡, 因而由式因而由式(4-8)可知可知1)(jT称为自激振荡的起振条件, 也可写为 , 2 , 1 , 021)(nnFRYjTFLfTLf(4-16a) (4-16b) 式(4-16a)和(4-16b)分别称为起振的振幅条件起振的振幅条件和相位条件相位条件, 其中起振的相位条件即为正反馈条件起振的相位条件即为正反馈条件。 100UoUb(a)A反馈特性放大特性0UoUb(b)F1AK 图 4-2 振幅条件的图解表示 起振过程起振过程：开始增幅振荡 非线性 稳幅振荡11四、稳定条件 1、振荡器稳定概念的提出振荡器稳定概念的提出： 2、振荡

7、器的稳定条件振荡器的稳定条件 振荡器的稳定条件分为振荡器的稳定条件分为振幅稳定条件和相位稳定条件振幅稳定条件和相位稳定条件。 (1) 振幅稳定条件振幅稳定条件 要使振幅稳定，振荡器在其平衡点必须具有阻止振幅要使振幅稳定，振荡器在其平衡点必须具有阻止振幅变化的能力。具体来说，就是在平衡点附近，当不稳定因变化的能力。具体来说，就是在平衡点附近，当不稳定因素使振幅增大时，环路增益将减小，从而使振幅减小。素使振幅增大时，环路增益将减小，从而使振幅减小。 振幅稳定条件振幅稳定条件为：为：0iAiUUiUT(4-17) 12由于反馈网络为线性网络, 即反馈系数大小F不随输入信号改变, 故振幅稳定条件又可写

8、为振幅稳定条件又可写为 0iAiUUiUK (4-18) 13(2)、相位稳定条件、相位稳定条件 我们知道，一个正弦信号的相位我们知道，一个正弦信号的相位和它的频率和它的频率之间之间的关系：的关系：dtdtd (4-19a) (4-19b) 设振荡器原在1 时处于相位平衡，即有：01L(4-20) 1()0fLF相位稳定条件相位稳定条件为： 14012 (fF )L(fF )L, 图 4-4 互感耦合振荡器 15五、振荡线路举例五、振荡线路举例互感耦合振荡器互感耦合振荡器 图图4-4是一是一LC振荡器的实际电路振荡器的实际电路, 图中反馈网络由图中反馈网络由L和和L1间的互感间的互感M担任担任

9、, 因而称为因而称为互感耦合式的反馈振荡器互感耦合式的反馈振荡器, 或称为变压器耦合振荡器或称为变压器耦合振荡器。 分析教材图分析教材图4-4的的正反馈过程正反馈过程。164.2 LC 振 荡 器 一、一、振荡器的组成原则 1、振荡基本电路、振荡基本电路三端式的概念三端式的概念 基本电路就是通常所说的三端式基本电路就是通常所说的三端式(又称三点式又称三点式)的振荡器的振荡器, 即即LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而成的电回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而成的电路路, 如图如图4-5所示。所示。 Ic.VUb.Uc.X2X1X3I.图 4-5三端式振荡器的组成 17 2、三端

10、式振荡电路的构成原则、三端式振荡电路的构成原则 根据谐振回路的性质根据谐振回路的性质, 谐振时回路应呈纯电阻性谐振时回路应呈纯电阻性, 因而因而有：有：0321XXX(4-21) 因此三个电抗元件不能是同性质元件三个电抗元件不能是同性质元件。一般情况下, 回路Q值很高, 因此回路电流远大于晶体管的基极电流 İb 、集电极电流 İ c以及发射极电流 İe, 故由图4-5有21bcUjX IUjX I (4-22a) (4-22b) 因此X1、 X2应为同性质的电抗元件应为同性质的电抗元件。 18 综上所述，从综上所述，从相位平衡条件判断图相位平衡条件判断图4-5电路能否振荡的原电路能否振荡的原则

11、为：则为： (1) X1、 X2应为同性质的电抗元件应为同性质的电抗元件。 即与晶体管发射极相连的两个电抗元件性质相同，要么均为感性元件，要么均为容性元件。 (2) X3与与X1、 X2的电抗性质相反。的电抗性质相反。即与晶体管基极相连的两个电抗元件性质相反。 可以简称为：可以简称为：“射同余异射同余异”或或“射同基反射同基反”。19 三端式振荡器有两种基本电路三端式振荡器有两种基本电路, 如图如图4-6所示。所示。 图图4-6 (a)中中X1和和X2为容性为容性, X3为感性为感性, 满足三端式振荡器满足三端式振荡器的组成原则的组成原则, 反馈网络反馈网络是由是由电容元件完成电容元件完成的的

12、, 称为称为电容电容反馈振荡器反馈振荡器, 也称为也称为考必兹考必兹(Colpitts)振荡器。振荡器。 LC2C1V(a)CL2L1V(b)X2X1X3X3X1X2 图 4-6两种基本的三端式振荡器(a) 电容反馈振荡器; (b) 电感反馈振荡器 20 图图4-6 (b)中中X1和和X2为感性为感性, X3为容性为容性, 满足三端式振荡满足三端式振荡器的组成原则器的组成原则, 反馈网络反馈网络是由是由电感元件完成电感元件完成的的, 称为称为电感电感反馈振荡器反馈振荡器, 也称为也称为哈特莱哈特莱(Hartley)振荡器。振荡器。 LC2C1V(a)CL2L1V(b)X2X1X3X3X1X2

13、图 4-6两种基本的三端式振荡器(a) 电容反馈振荡器; (b) 电感反馈振荡器 21例例4-14-1： （见教材）见教材）解：解： 详细分析、讲解详细分析、讲解22 图图 4-7是一些常见振荡器的高频电路是一些常见振荡器的高频电路, 读者不妨读者不妨 自行判断它们是由哪种基本线路演变而来的。自行判断它们是由哪种基本线路演变而来的。 (d)Cbc(a)(b)(c)(e)(f)图 4-8 几种常见振荡器的高频电路 23二、二、电容反馈振荡器 图图 4-8(a)是一是一电容反馈振荡器的实际电路电容反馈振荡器的实际电路, 图图(b)是是其其交流等效电路交流等效电路。 1、元器件作用分析、元器件作用分

14、析 CbR1R2CeReC1C2EcLLc(a)VLC2C1V(b)24gieUb.C1C2egieUb.(c)goegLbUb.gmI. 图 4-9电容反馈振荡器电路(a) 实际电路; (b) 交流等效电路; (c) 高频等效电路2、电路的振荡频率及起振条件、电路的振荡频率及起振条件 电路的高频小信号等效电路如图电路的高频小信号等效电路如图4-9(c)所示。其中做了如所示。其中做了如下简化：下简化： 25 A、忽略了晶体管内部反馈的影响，即、忽略了晶体管内部反馈的影响，即Yre=0 B、忽略了晶体管的输入输出电容的影响、忽略了晶体管的输入输出电容的影响 C、忽略了晶体管集电极电流对输入信号的

15、的相移，将、忽略了晶体管集电极电流对输入信号的的相移，将Yfe用跨导用跨导gm表示。表示。（1）振荡频率）振荡频率 由由4-9可得：可得：21biembboeLIUj cgIg UUj LIgj cg 联立求解联立求解I的表达式，的表达式，令其虚部为零可得振荡频率：令其虚部为零可得振荡频率：261212C CCCC(4-23) (4-24) 其中其中：C为回路的总电容 21211()1bFcUCCkF jUCC（2）起振条件）起振条件 由图4-8(c)可知, 当不考虑不考虑gie的影响的影响时, 反馈系数反馈系数F(j)的大小为(4-25) (4-26) 101LC112()1ieoeLggg

16、LCC C27 将将gie折算到放大器输出端折算到放大器输出端, 有有2LFieoeLgk ggg(4-27) 因此, 放大器总的负载电导放大器总的负载电导gL为为则由振荡器的振幅起振条件振幅起振条件YfRLF1, 可以得到 (4-28) (4-29) 1()moeLieFFgggg kk22()bieieFiecUggk gU 21mFFieoeLg kk ggg故有起振条件为：故有起振条件为：通常起振时通常环路增益取3528三、三、电感反馈振荡器 图图4-9是一电感反馈振荡器的实际电路和交流等效是一电感反馈振荡器的实际电路和交流等效电路。电路。 1、振荡频率、振荡频率CbR1R2CeReL

17、1CEc(a)VL2Ucb.Ub.CL2L1V(b)29gieUb.L1cegieUb.(c)goegLUc.bUb.gmI.CL2M 图 4-10电感反馈振荡器电路(a) 实际电路; (b) 交流等效电路; (c) 高频等效电路 30 同电容反馈振荡器的分析一样同电容反馈振荡器的分析一样, 振荡器的振荡频率可振荡器的振荡频率可以用回路的谐振频率近似表示以用回路的谐振频率近似表示, 即即101LC 式中的L为回路的总电感为回路的总电感, 由图4-9有MLLL221(4-30) (4-31) 实际上，由相位平衡条件分析, 振荡器的振荡频率表达式振荡器的振荡频率表达式为 )(12211MLLggg

18、LCLoeie(4-32) 312、起振条件、起振条件 工程上在计算反馈系数时不考虑gie的影响, 反馈系数的大小为 MLMLjGKF12)(4-33) 由起振条件分析, 同样可得起振时的gm应满足FieFLoemKgKggg1)( (4-34) 32 3 3、电容反馈式振荡器与电感反馈式振荡器特点、电容反馈式振荡器与电感反馈式振荡器特点比较比较 读教材读教材P12533四、四、两种改进型电容反馈振荡器 前面分析了电容反馈振荡器和电感反馈振荡器的原理和特点： 对于电容反馈振荡器电容反馈振荡器：输出波形较好、输出频率较高，但振荡频率调节不方便； 对于电感反馈振荡器电感反馈振荡器：振荡频率调节比较

19、方便，但输出波形较差、输出频率不能太高。 无论是电容反馈振荡器还是电感反馈振荡器，无论是电容反馈振荡器还是电感反馈振荡器，晶体管的极晶体管的极间电容均会对振荡频率有影响，而极间电容受环境温度间电容均会对振荡频率有影响，而极间电容受环境温度、电、电源电压等因素的影响较大，故他们的频率稳定度不高，需要源电压等因素的影响较大，故他们的频率稳定度不高，需要对其进行改进，因此得到两种改进型电容反馈振荡器对其进行改进，因此得到两种改进型电容反馈振荡器克克拉泼振荡器和西勒振荡器。拉泼振荡器和西勒振荡器。34 1. 克拉泼振荡器克拉泼振荡器 图图4-10是克拉泼振荡器的实际电路和交流等效电路是克拉泼振荡器的实

20、际电路和交流等效电路 。它是。它是用用电感电感L和可变电容和可变电容C3（C3C1、C2）的串联电路代替原来电的串联电路代替原来电感。感。R2R1ReCbEcRc(a)LC1C2C3(b)LRoC1C2C3V 图 4-11 克拉泼振荡器电路(a) 实际电路; (b) 交流等效电路 35 由图由图4-10可知可知, 回路的总电容回路的总电容为：为： 332111111213CCCCCCCC(4-35) 3111CCpCC (4-36) (4-37) 晶体管以部分接入的形式接入回路，减少了晶体管与晶体管以部分接入的形式接入回路，减少了晶体管与回路间的耦合，其回路间的耦合，其接入系数接入系数为：为：

21、22301()LoCRp RRC 设并联谐振回路设并联谐振回路(电感两端）的谐振阻抗为电感两端）的谐振阻抗为R0,则则等效等效到晶体管到晶体管ce两端的负载电阻两端的负载电阻为：为：36 因此，因此，C1过大，负载电阻过大，负载电阻RL将很小，放大器的增益就低，将很小，放大器的增益就低，环路增益就小，可能导致振荡器停振环路增益就小，可能导致振荡器停振。 振荡器的振荡器的振荡频率振荡频率和和反馈系数反馈系数分别为：分别为：2132111CCKLCLCF (4-38) (4-39) 37 由上面分析可得由上面分析可得： （1）由于电容C3远小于电容C1、C2，所以电容C1、C2对振荡器的振荡频率影

22、响不大，因此可以通过调节可以通过调节C3调节振荡调节振荡频率频率； （2）由于反馈回路的反馈系数仅由C1与C2的比值决定，所以调节振荡频率不会影响反馈系数调节振荡频率不会影响反馈系数； （3）由于晶体管的极间电容与C1、C2并联，因此极间电容极间电容的变化对振荡频率的影响很小的变化对振荡频率的影响很小； （4）由(4-37)可知，当通过调节C3调节振荡频率时，负载电阻RL将随之改变，导致放大器的增益变化，因此调节频率调节频率时有可能因环路增益不足而停振，故主要用于固定频率或窄时有可能因环路增益不足而停振，故主要用于固定频率或窄带的场合。带的场合。38 2. 西勒振荡器西勒振荡器 图图4-11是

23、西勒振荡器的实际电路和交流等效电路。是西勒振荡器的实际电路和交流等效电路。 它的主要它的主要特点特点, 就是与电感就是与电感L并联一可变电容并联一可变电容C4，同样有同样有C3(310)f1max。同时希望电。同时希望电流放大系数流放大系数大些大些,这既容易振荡这既容易振荡,也便于减小晶体管和回也便于减小晶体管和回路之间的耦合。路之间的耦合。 62三、直流馈电线路的选择三、直流馈电线路的选择 为保证振荡器起振的振幅条件为保证振荡器起振的振幅条件,起始工作点应设置在起始工作点应设置在线性放大区线性放大区;从稳频出发从稳频出发,稳定状态应在截止区稳定状态应在截止区,而不应在而不应在饱和区（因为饱和

24、区的输出阻抗较小）饱和区（因为饱和区的输出阻抗较小）,否则回路的有载否则回路的有载品质因数品质因数QL将降低。所以将降低。所以,通常应将晶体管的静态偏置点通常应将晶体管的静态偏置点设置在小电流区设置在小电流区,电路应采用自偏压。电路应采用自偏压。 63四、振荡回路元件选择四、振荡回路元件选择 从从稳频出发稳频出发,振荡回路中电容振荡回路中电容C应尽可能大应尽可能大,但但C过大过大,不利于波段工作不利于波段工作;电感电感L也应尽可能大也应尽可能大,但但L大后大后,体积大体积大,分分布电容大布电容大,L过小过小,回路的品质因数过小回路的品质因数过小,因此应合理地选择因此应合理地选择回路的回路的C、

25、L。在短波范围。在短波范围,C一般取几十至几百皮法一般取几十至几百皮法,L一一般取般取0.1至几十微亨。至几十微亨。 64五、反馈回路元件选择五、反馈回路元件选择 由前述可知由前述可知,为了保证振荡器有一定的稳定振幅以为了保证振荡器有一定的稳定振幅以及容易起振及容易起振,在静态工作点通常应选择：在静态工作点通常应选择：3 5fLY R F (4-51) 当静态工作点确定后静态工作点确定后,Yf的值就一定的值就一定,对于小功率晶体管可以近似为：260.1 0.5cQfmIYgmVF(4-51)反馈系数反馈系数的大小应在下列范围选择654.5 石英晶体振荡器 一、石英晶体振荡器频率稳定一、石英晶体

26、振荡器频率稳定度度 石英晶体振荡器之所以能获得石英晶体振荡器之所以能获得很高的频率稳定度很高的频率稳定度,由第由第2章可知章可知,是由于石英晶体谐振器与一般的谐振回路相比具有是由于石英晶体谐振器与一般的谐振回路相比具有优良的特性优良的特性,具体表现为具体表现为: (1) 石英晶体谐振器具有很高的标准性。石英晶体谐振器具有很高的标准性。 (2) 石英晶体谐振器与有源器件的接入系数石英晶体谐振器与有源器件的接入系数p很小很小,一般一般为为10-310-4。 (3) 石英晶体石英晶体谐振器具有非常高的谐振器具有非常高的Q值。值。66 二、二、 晶体振荡器电路晶体振荡器电路 晶体振荡器的电路类型很多晶

27、体振荡器的电路类型很多,但根据晶体在电路中的作但根据晶体在电路中的作用用,可以将晶体振荡器归为两大类可以将晶体振荡器归为两大类:并联型晶体振荡器并联型晶体振荡器和和串串联型晶体振荡器联型晶体振荡器。 1并联型晶体振荡器并联型晶体振荡器 （1）皮尔斯电路）皮尔斯电路电容反馈式并联晶体振荡器电容反馈式并联晶体振荡器 图图4-17示出了一种典型的晶体振荡器电路示出了一种典型的晶体振荡器电路,当振荡器的当振荡器的振荡频率振荡频率在晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间在晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间时晶时晶体呈感性体呈感性,该电路满足三端式振荡器的组成原则该电路满足三端式振荡器的组成原则,而且该电

28、而且该电路与电容反馈的振荡器对应路与电容反馈的振荡器对应,通常称为通常称为皮尔斯皮尔斯(Pierce)振荡振荡器。器。 67 图4-21 皮尔斯振荡器(电容反馈式) CeEc(a)C1C2C3(b)C1VCEBC2Ub.gmUb.C3CqLqrqC068 A、 振荡频率振荡频率 皮尔斯振荡器的工作频率应由皮尔斯振荡器的工作频率应由C1、C2、C3及晶体构成的及晶体构成的回路决定回路决定,即由即由晶体电抗晶体电抗Xe与外部电容相等与外部电容相等的条件决定的条件决定,设外部设外部电容为电容为CL,则则1123101111eLLXCCCCC(4-52) (4-53) 由图有 1(1)2qqLoqLo

29、qCCpCCCCCpff (4-55) (4-54) 实际上，CL与晶体的静电容C0并联，引入接入系数p： 所以有 69图4-22 并联型晶体振荡器稳频原理Xq110Xe1CL1CL70 B、 反馈系数反馈系数 反馈系数反馈系数F的大小为的大小为 由于由于晶体的品质因数晶体的品质因数Qq很高很高,故其并联谐振电阻故其并联谐振电阻Ro也很高也很高,虽然接入系数虽然接入系数p较小较小,但等效到晶体管但等效到晶体管CE两端的阻两端的阻抗抗RL仍较高仍较高,所以放大器的增益较高所以放大器的增益较高,电路很容易满足振电路很容易满足振幅起振条件。幅起振条件。 图图4-23为一实际的并联晶体振荡电路。为一实

30、际的并联晶体振荡电路。 12CFC(4-56) 71图4-23 并联型晶体振荡器的实用线路(C1、C2与石英晶体构成谐振） 20012 VC1V68 k3/15 pF20 pF15 k33 k7503DG6C300 pF4700 pF301 kC2f1(MHz)1515C1(pF)600350120C2(pF)75051032072图4-24 密勒振荡器（电感反馈式） EcVC2LCeC1（2）弥勒电路）弥勒电路电感反馈式并联晶体振荡器电感反馈式并联晶体振荡器73图4-25 泛音晶体皮尔斯振荡器 VLC13/15 pF430 pF220 pF20 pF5.6 H74图4-26 场效应管晶体并联

31、型振荡器线路 4.7 k 24 V输出1 M1 000 pF1 000 pF1 000 pF75 2串联型晶体振荡器串联型晶体振荡器 在串联型晶体振荡器中在串联型晶体振荡器中,晶体接在振荡器要求低阻晶体接在振荡器要求低阻抗的两点之间抗的两点之间,通常接在反馈电路通常接在反馈电路中。图中。图4-23示出了一串示出了一串联型晶体振荡器的实际线路和等效电路。联型晶体振荡器的实际线路和等效电路。 76 图4-27一种串联型晶体振荡器 (a)实际线路;(b)等效电路 EcVLC2C1(a)C1C2LVJT(b)77 3使用注意事项使用注意事项 使用石英晶体谐振器时使用石英晶体谐振器时应注意以下几点应注意

32、以下几点: (1) 石英晶体谐振器的标称频率都是在出厂前石英晶体谐振器的标称频率都是在出厂前,在石英在石英晶体谐振器上并接一定负载电容条件下测定的晶体谐振器上并接一定负载电容条件下测定的,实际使用时实际使用时也必须外加负载电容也必须外加负载电容,并经微调后才能获得标称频率并经微调后才能获得标称频率。 (2) 石英晶体谐振器的激励电平应在规定范围石英晶体谐振器的激励电平应在规定范围内。内。 (3) 在在并联型晶体振荡器并联型晶体振荡器中中,石英晶体起等效电感的作石英晶体起等效电感的作用用,若作为容抗若作为容抗,则在石英晶片失效时则在石英晶片失效时,石英谐振器的支架电石英谐振器的支架电容还存在容还

33、存在,线路仍可能满足振荡条件而振荡线路仍可能满足振荡条件而振荡,石英晶体谐振石英晶体谐振器失去了稳频作用。器失去了稳频作用。78 (4)晶体振荡器中一块晶体只能稳定一个频率晶体振荡器中一块晶体只能稳定一个频率,当要求当要求在波段中得到可选择的许多频率时在波段中得到可选择的许多频率时,就要采取别的电路措就要采取别的电路措施施,如频率合成器如频率合成器,它是用一块晶体得到许多稳定频率它是用一块晶体得到许多稳定频率,频率频率合成器的有关内容将在第合成器的有关内容将在第8章介绍。章介绍。79三、 高稳定晶体振荡器 影响晶体振荡器频率稳定度的因素仍然是温度、电影响晶体振荡器频率稳定度的因素仍然是温度、电

34、源电压和负载变化源电压和负载变化,其中最主要的还是温度的影响其中最主要的还是温度的影响。 图4-28 AT切片的频率温度特性T ( )806040200 20 40 40 20 (106)ffAT80 图图4-25是一种恒温晶体振荡器的组成框图。它由是一种恒温晶体振荡器的组成框图。它由两大部分组成两大部分组成:晶体振荡器和恒温控制电路。晶体振荡器和恒温控制电路。 图4-29 恒温晶体振荡器的组成 直流放大器功率放大器电桥感温电阻加热电阻晶振调谐放大器输出放大器检波器恒温槽AGC电压81图4-30 温度补偿晶振的原理线路RTRTEc(T) EcE824.6 振荡器中的几种现象一、 间歇振荡 1、

35、产生原因、产生原因 LC振荡器在建立振荡的过程中振荡器在建立振荡的过程中,有有两个互有联系的两个互有联系的暂态过暂态过程程：一个是回路上：一个是回路上高频振荡的建立过程高频振荡的建立过程；另一个是；另一个是偏压的建立偏压的建立过程过程。回路有储能作用。回路有储能作用,要建立稳定的振荡器需要有一定的时间。要建立稳定的振荡器需要有一定的时间。 回路的回路的Q值越低，值越低，K0F值越大，振荡建立越快；由于回路偏压值越大，振荡建立越快；由于回路偏压的稳幅作用，因此上述过程受偏压变化的影响，当这两个暂态的稳幅作用，因此上述过程受偏压变化的影响，当这两个暂态过程能协调一致时，高频振荡和偏压就能一致趋于稳

36、定，从而过程能协调一致时，高频振荡和偏压就能一致趋于稳定，从而得到稳定振荡。得到稳定振荡。 当当高频振荡建立较快高频振荡建立较快，而，而偏压电路偏压电路由于时间常数过大而由于时间常数过大而变变化过慢时化过慢时，就会，就会产生间歇振荡产生间歇振荡。（读教材。（读教材P144）83图4-31 间歇振荡时Ub与Eb的波形84 2、防止产生间歇振荡的措施、防止产生间歇振荡的措施 (1) 起振时起振时K0F不能太大。不能太大。 (2) 适当选择适当选择Cb、Ce，使它们的值适当小一些，以使偏压，使它们的值适当小一些，以使偏压UBB的变化跟上的变化跟上Ub的变化，具体数值由实验决定。的变化，具体数值由实验

37、决定。 (3) 通常高通常高Q值的晶体振荡电路不会出现间歇振荡。值的晶体振荡电路不会出现间歇振荡。85二、频率拖曳现象 1 1、产生的条件、产生的条件：以：以耦合振荡回路作为放大器负载耦合振荡回路作为放大器负载，在，在一定条件下会出现频率拖曳现象。一定条件下会出现频率拖曳现象。 图4-32变压器反馈振荡器(a)实际电路; (b)耦合回路的等效电路(a)C1CbVCeC2MRbRrEcL1L2C2L2L1r1r2C1(b)86图4-33 阻抗ZL的幅角L的频率特性87 (分析见教材）分析见教材） 由图由图4-33可以看出以下几点可以看出以下几点: (1)II始终大于始终大于I,且有且有II01,I01; (2)当当02远低于远低于01时时,02对对I影响较大影响较大;当当02远大于远大于01时时,0