第4章正弦波振荡器

1、第4章正弦波振荡器概概 述述 正弦信号产生的方法正弦信号产生的方法高频电子线路第4章 正弦波振荡器电路1 1、振荡电路产生正弦信号、振荡电路产生正弦信号111110000011111000002 2、直接频率合成法产生正弦信号、直接频率合成法产生正弦信号11111100001111110000111111100011111110001111111100111111110011111111101111111110111111111111111111111111111110111111111011111111001111111100111111100011111110001111110000111

2、111000011111000001111100000111100000011110000001110000000111000000011000000001100000000根据函数产生编码根据函数产生编码概概 述述浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第4章 正弦波振荡器电路振荡器：不需要外信号激励，自身直流电能转换为交流电能。振荡器：不需要外信号激励，自身直流电能转换为交流电能。 振荡器实际是工作于丙类状态，但通常都采用甲类线性振荡器实际是工作于丙类状态，但通常都采用甲类线性工作分析。工作分析。依靠依靠LC回路实现回路实现静态工作点在放大区的中间处静态工作点在放大区的中间处正弦振荡器：正弦振荡器

3、：反馈式振荡器反馈式振荡器负阻振荡器负阻振荡器在饱和与截止之间反复在饱和与截止之间反复概概 述述 脉冲信号的产生方法脉冲信号的产生方法浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第4章 正弦波振荡器电路1、脉冲振荡器产生，如采用、脉冲振荡器产生，如采用555振荡器等。振荡器等。2、计算机处理后获得，如由单片机根据指定函式产生。、计算机处理后获得，如由单片机根据指定函式产生。RLC回路的瞬变现象回路的瞬变现象阻尼振荡阻尼振荡振荡频率：振荡频率：C C浙江海洋学院 陈庭勋第4章 正弦波振荡器电路高频电子线路L LR Rk k临界阻尼临界阻尼224121LRLCf7.3 LC振荡器的基本工作原理振荡器的基本工作

4、原理浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路分为分为宽带调频宽带调频和和窄带调频窄带调频两大类两大类1、频谱宽度。、频谱宽度。第4章 正弦波振荡器电路2 2、寄生调幅、寄生调幅0 0t寄生调幅应该越小越好。寄生调幅应该越小越好。3 3、抗干扰能力、抗干扰能力明显优于调幅信号明显优于调幅信号广播用广播用通信用通信用4.1 反馈振荡器的工作原理反馈振荡器的工作原理 反馈振荡器的模型反馈振荡器的模型浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第4章 正弦波振荡器电路UO(S)放大器放大器K(s)反馈网络反馈网络F(s)Ui(S)US(S)+Ui(S) sUsUsKio sUsUsFoi4.1 反馈振荡器的工作原理反馈振

5、荡器的工作原理 反馈振荡器的平衡条件反馈振荡器的平衡条件高频电子线路第4章 正弦波振荡器电路相位平衡条件相位平衡条件振幅平衡条件振幅平衡条件起振条件：起振条件：4.1 振荡器应用举例振荡器应用举例 变压器反馈式变压器反馈式LCLC振荡电路振荡电路浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第4章 正弦波振荡器电路Rb1Rb2ReCe电路工作原理：电路工作原理： 电路的静态工作电路的静态工作点处于放大区。接成点处于放大区。接成正反馈电路。正反馈电路。振荡的建立振荡的建立 受不稳定因素的受不稳定因素的引导。逐步增大振荡引导。逐步增大振荡幅度，或直接达到最幅度，或直接达到最大振荡幅度。大振荡幅度。RL4.2 反

6、馈型反馈型LC振荡器振荡器 用变容二极管实现压控频率用变容二极管实现压控频率浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路 结电容结电容C Cj随二极管电压随二极管电压vR(t)(t)的的调整而变化，非线性关系。调整而变化，非线性关系。第4章 正弦波振荡器电路变容二极管的特性方程：变容二极管的特性方程：把变容二极管作为振荡回路中的一部分把变容二极管作为振荡回路中的一部分. .V0vR=-（VCC-Vi）Vi0 0 vRCjC0VCC 在小幅度工作时，振荡频率与在小幅度工作时，振荡频率与调制信号近似为线性关系。调制信号近似为线性关系。DRjjVvCC104.2 反馈型反馈型LC振荡器振荡器 三点式振荡电路三点

7、式振荡电路LC1浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第4章 正弦波振荡器电路振荡频率：振荡频率：由振荡回路的电抗元件分压后提供反馈信号。由振荡回路的电抗元件分压后提供反馈信号。X X1 1YX X2 24.2 反馈型反馈型LC振荡器振荡器 电感三点式电感三点式LCLC振荡电路振荡电路总谐振电感：总谐振电感：L=L1+L2+2M 顺串联结构的两个顺串联结构的两个耦合电感耦合电感L L1 1、 L L2 2形成三形成三个点，再与谐振电容个点，再与谐振电容C C组成组成LCLC振荡回路。振荡回路。ReCeML L1 1CL L2 2VccVccML L1 1CL L2 2（哈特来（哈特来Hartley振

8、荡器）振荡器）浙江海洋学院 陈庭勋第4章 正弦波振荡器电路高频电子线路ReCeVccVcc4.2 反馈型反馈型LC振荡器振荡器 电容三点式电容三点式LC振荡电路振荡电路总谐振电容：总谐振电容： 谐振电容分成两个谐振电容分成两个电容电容C C1 1、C C2 2相串联，形相串联，形成三个点，再与谐振电成三个点，再与谐振电容容L L组成组成LCLC振荡回路。振荡回路。C C1 1L LC C2 2（考毕兹（考毕兹Colpitts振荡器）振荡器）L LC C1 1C C2 22121CCCCC浙江海洋学院 陈庭勋第4章 正弦波振荡器电路高频电子线路4.2 反馈型反馈型LC振荡器振荡器 改进型电容三点

9、式改进型电容三点式LC振荡电路振荡电路浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路1、共基极电路；、共基极电路；2、增加一个小容量、增加一个小容量 电容电容C C0 0 。第4章 正弦波振荡器电路 有利于减小晶体有利于减小晶体管结电容对振荡频率管结电容对振荡频率的影响，提高振荡频的影响，提高振荡频率的稳定性。率的稳定性。C C0 0起主要作用起主要作用2101111CCCCReCVccVccC C1 1L LC C2 2C C0 04.2 反馈型反馈型LC振荡器振荡器 变容二极管参与的振荡电路变容二极管参与的振荡电路浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第4章 正弦波振荡器电路 组成共发射极电路。控组成共发射极

10、电路。控制电压为制电压为Vi。R?22kC1150PC70.01C447PC51000PC2680PL156HD1V149C3150PQ1C945GNDGNDC80.01R32kGNDVpp=2.4V2.6MHz3.2MHzR31MR?200Vi 其中：其中： C C1 1、C C2 2既起到隔既起到隔直流作用，又影响振荡频率。直流作用，又影响振荡频率。 C C3 3、C C3 3组成反馈用的三点式。组成反馈用的三点式。VccVcc4.2 反馈型反馈型LC振荡器振荡器 振荡信号幅度的控制振荡信号幅度的控制浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第4章 正弦波振荡器电路 电容电容C C3 3上的振荡电压

11、不上的振荡电压不超过超过0.7V0.7V。依此决定振荡信。依此决定振荡信号幅度值。号幅度值。R?22kC1150PC70.01C447PC51000PC2680PL156HD1V149C3150PQ1C945GNDGNDC80.01R32kGNDVpp=2.4V2.6MHz3.2MHzR31MR?200Vi 右图电路的输出信号电右图电路的输出信号电压峰峰值约为：压峰峰值约为：471507 . 0oVVVo2 . 2VccVcc4.2 反馈型反馈型LC振荡器振荡器 振荡信号幅度对相位的影响振荡信号幅度对相位的影响浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第4章 正弦波振荡器电路 振荡信号变化着的幅度振荡信号变化着的幅度也加至了变容二极管也加至了变容二极管D1D1上，上，其电容量也随之发生变化。其电容量也随之发生变化。ViC C1 1C C2 2C C3 3C C4 4D D1 1R R1 1R R2 2R R3 3C C5 5C C6 6T TVccVcc解决办法：尽量减小解决办法：尽量减小C C1 1容量。容量。 但频率可调整的范围也但频率可调整的范围也随之减小。随之减小。（变容二极管变容二极管）4.2 反馈型反馈型LC振荡器振荡器浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第4章 正弦波振荡器电路 应用实例：应用实例：4.5 石英晶体振荡器石英晶体振荡器浙江海洋学院