高频电子电路3.4王卫东

1、rb1rb2rcrececoc1c2lcbec3.7 3.7 振荡器中的几种现象振荡器中的几种现象一一 , ,间间 歇歇 振振 荡荡间间歇歇振振荡荡是是指指振振荡荡器器工工作作时时, ,时时而而起起振振, ,时时而而停停振振的的一一种种振振荡荡现现象象. .一一般般 l lc c 振振荡荡器器在在建建立立振振荡荡的的过过程程中中, ,有有两两个个互互相相联联系系的的暂暂态态过过程程: : 高高频频振振荡荡的的建建立立过过程程 偏偏压压的的建建立立过过程程如如右右图图所所示示电电容容三三点点式式振振荡荡电电路路的的偏偏置置电电压压 eecbbbebbeirerrruuu 212显显然然 re上上

2、的的直直流流电电压压 ue 是是由由发发射射极极电电流流 ie自自己己建建立立的的,且且随随 ie 的的变变化化而而变变化化,故故称称为为自自给给偏偏压压. ie1 在在振振荡荡起起振振之之前前,起起始始偏偏压压ubeo为为正正偏偏置置 即即: : eoecbeirerrru 2120 其中其中 ieo为发射极静态电流为发射极静态电流. . 休息1休息2ub+ube _+ue _rb1rb2rcrececoc1c2lcbec 2 2 当起振后当起振后由由于于, ,1 fauo, , 从从而而使使: : 稳稳定定时时当当晶晶体体管管进进入入截截止止区区buouobeeeeeeoeebufaaui

3、ruiiiiu ,1)(ubieue如如果果 re c e值值比比较较大大（即即 re ce充充电电比比较较缓缓慢慢）,当当振振荡荡平平衡衡以以后后 ube值值仍仍然然会会稍稍有有下下降降,从从而而有有： 振振荡荡又又重重新新开开始始到到使使上上升升当当放放电电停停振振 100fauuucuufaauobebeeebbuouobeubu防防止止间间歇歇振振荡荡的的方方法法: 可可以以把把 ce,re的的值值适适当当选选小小些些,使使偏偏压压的的变变化化能能跟跟得得上上bu的的变变化化. 休息1休息2+ube _rb1rb2cbrcrecec1c2c3r2ec 振振荡荡器器为为了了将将信信号号传

4、传输输到到下下一一级级负负载载上上, ,往往往往采采用用互互感感或或其其它它藕藕合合形形式式. .一一旦旦藕藕合合系系数数过过大大, ,而而负负载载又又是是一一个个调调谐谐回回路路, ,则则调调节节次次级级回回路路时时, ,振振荡荡频频率率也也会会随随之之变变化化, ,甚甚至至产产生生频频率率跳跳变变. .这这一一现现象象通通常常称称为为频频率率拖拖曳曳现现象象. . 右右图图为为具具有有藕藕合合谐谐振振回回路路作作为为负负载载的的电电容容三三端端式式振振荡荡器器 如如 果果 设设 振振 荡荡 回回 路路 的的 自自 然然 谐谐 振振 频频 为为 : :0 01 1, , 负负载载回回路路的的

5、谐谐振振频频率率为为: : 0 02 2 而而 振振 荡荡 器器 的的 工工 作作 频频 率率 为为 : : 两两回回路路的的藕藕合合系系数数为为：21llmk 由由于于振振荡荡回回路路与与负负载载回回路路存存在在藕藕合合, ,因因此此调调节节负负载载回回路路将将对对振振荡荡工工作作频频率率产产生生影影响响, ,其其影影响响程程度度与与回回路路的的藕藕合合程程度度有有关关. . 二二, ,频率拖曳现象频率拖曳现象休息1休息23.7 3.7 振荡器中的几种现象振荡器中的几种现象讨讨 论论 ：（1 1） 当当k很很小小时时 如如果果调调节节 c2 2 , ,使使 0 02 2由由小小到到大大变变化

6、化, ,如如图图所所示示, ,工工作作频频率率 的的变变化化为为： 0101 0101 0202当当 0 02 2 0 01 1或或 0 02 2 0 01 1时时, , = =0 01 1 当当 0 02 2接接近近 0 01 1 但但 0 02 2 0 01 1 0 02 2 0 01 1时时, , 0 01 1或或 0 02 2 0 01 1时时, , = =0 01 1 0 02 2接接近近 0 01 1 0 02 2 0 01 1 0 02 2 0 01 1 kc时时 abdc01010101020202020101或或 02020101时时, , = =0101 当当 02由由小小

7、到到大大接接近近 01时时, 沿沿 ab 曲曲线线上上升升,到到达达 b 点点 后后脱脱离离 02对对 的的影影响响跳跳变变 到到 c 点点,使使 =01 当当 02由由大大于于 c 点点对对应应的的频频率率而而减减少少时时,以以沿沿 cd 曲曲线线下下降降,到到达达 d 点点后后又又摆摆脱脱 02的的影影响响而而跳跳变变到到 a 点点,使使 =01 三三, ,振振荡荡器器的的占占据据现现象象 频频率率占占据据( (或或牵牵引引) )现现象象是是指指外外加加电电动动势势与与振振荡荡器器自自然然振振荡荡频频率率接接近近到到一一定定程程度度时时, ,可可以以使使振振荡荡随随外外电电动动势势频频率率

8、的的改改变变而而改改变变, ,这这时时振振荡荡器器频频率率完完全全受受外外电电动动势势控控制制, ,不不再再取取决决于于回回路路参参数数当当 0 0或或 0 0时时， 0 0 当当 s s很很接接近近 0 0时时, ,有有 = =s s 3.8 rc振荡器振荡器较较低低的的振振荡荡频频率率一一般般都都采采用用 rc 振振荡荡器器 rc 振荡器的主要优点振荡器的主要优点: : 结结 构构 简简 单单 经经 济济 方方 便便 rc 振振荡荡器器和和 lc 振振荡荡器器工工作作原原理理相相同同,结结构构上上也也是是由由放放大大器器和和正正反反馈馈网网络络两两部部分分,区区别别仅仅在在于于用用 rc选

9、选择择网网络络来来代代替替 lc 回回路路. rc 振振荡荡器器也也必必须须满满足足振振幅幅和和相相位位条条件件. . 即即: : af=1 .)2, 1 ,0( ,2 nnfa 根根据据rc网网络络不不同同可可将将rc振振荡荡器器分分为为: : 相相移移振振荡荡器器 桥桥式式振振荡荡器器休息1 休息2c3c2c1cer1r2rb2rb1rercecrcrc4.8 4.8 rc振荡器振荡器一一, ,rc 相相移移振振荡荡器器 1 1 , , 电电 路路 结结 构构 输输出出电电压压从从集集电电极极经经 rc 相相移移器器反反馈馈到到基基极极,为为满满足足振振荡荡器器的的相相位位平平衡衡条条件件

10、,rc 相相移移器器必必须须具具有有相相移移 180o的的功功能能. 2 2, ,rc 相相移移器器的的工工作作原原理理 相相位位超超前前的的相相移移网网络络相相位位滞滞后后的的相相移移网网络络u1+u c -uou1+ur -uoiiuoiucu1u1uo两两种种相相移移网网络络具具有有如如下下特特点点: :(1) 单单节节rc相相移移电电路路所所产产生生的的相相移移在在090o之之间间,但但最最大大相相移移不不超超过过 90o ( (2 2) ) 输输出出电电压压幅幅度度也也随随频频率率变变化化而而变变化化, ,但但输输出出电电压压总总小小于于输输入入电电压压, ,且且相相移移越越大大,

11、,输输出出越越小小, ,当当相相移移 9 90 0o o时时, ,输输出出趋趋于于零零. . ( (3 3) ) 相相移移值值与与频频率率相相关关, ,因因此此, ,当当 rc 参参数数一一定定时时, ,相相位位值值与与一一定定的的信信号号频频率率相相对对立立. . 故为了使相移网络倒相故为了使相移网络倒相 180o, ,至少要用三节移相网络至少要用三节移相网络, ,且可以证明且可以证明如果采用相同的如果采用相同的 rc 相移网络相移网络, ,振荡频率为振荡频率为: : rc621f 起起振振条条件件为为: : 29hfe iur 仿真仿真休息1 休息2r3r4r1r2c1c2 1 1, ,电电路路结结构构负负反反馈馈电电路路: 由由 r3,r4 纯纯电电阻阻电电路路构构成成. 正正反反馈馈电电路路: 由由 r1,c1, r2,