高频 第4章正弦波振荡器

1、第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路第第4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器 4.1 反馈振荡器的原理反馈振荡器的原理 4.2 LC 振振 荡荡 器器4.3 频率稳定度频率稳定度4.5 石英晶体振荡器石英晶体振荡器 第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路振荡器的分类互感耦合振荡器石英晶体振荡器三点式振荡器电容反馈三点式电感反馈三点式基本型西勒振荡器克拉泼振荡器第一节P139第二节P139第五节P155第二节P145第二节P147第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路4.1.1 反馈振荡器的原理分析反馈振荡器的原理分析 4.1 反馈振荡器的原理反馈振荡器的

2、原理闭环输入电压反馈电压第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路)()()()()()()()()()()(sUsUsUsUsUsFsUsUsKsUsUKieioiioSou)()()()()()(1)()()(1)()(sUsUsFsKsTsTsKsFsKsKsKiiu (4 1) (4 2) (4 3) (4 4) (4 5) (4 6)由 得 其中 闭环电压放大倍数T(s)称为环路增益称为环路增益1)()()(jwFjwKjwT第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路平衡条件平衡条件 2 , 1 , 021)(1)()()(nnKFjTjFjKjTFKT自激振荡的

3、条件振幅平衡条件相位平衡条件 2 , 1 , 021nnFRYFLfLf起振条件起振条件1)(FAjT , 2 , 1 , 021)(nnFRYjTFLfTLf起振的相位条件即为正反馈条件。稳定条件稳定条件0iiAUUiTU瞬时极性法第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路4.2 LC 振振 荡荡 器器 Ic.VUb.Uc.X2X1X3I.图 4 5三端式振荡器的组成 4.2.1振荡器的组成原则振荡器的组成原则 基本电路就是通常所说的三端式(又称三点式)的振荡器, 即LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接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, 如图4 5所示。

4、第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路 综上所述，从相位平衡条件判断图4-5电路能否振荡的原则为： (1) X1、 X2应为同性质的电抗元件。 即与晶体管发射极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。容性元件。 (2) X3与X1、 X2的电抗性质相反。即与晶体管基极相连即与晶体管基极相连的两个电抗元件性质相反。的两个电抗元件性质相反。 可以简称为：“射同余异” 。对于场效应管，为“源同余异”Ic.VUb.Uc.X2X1X3I.第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路 LC2

5、C1V(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 2121CCCCC21120111)(1CCCCUUjFKLCcbFLC121MLLL221MLMLjFKF12)(第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路Q11OQ2P S Q2 Q1OQ1Q2 Z 当L与C串联：ww0 感性 ww0容性当L与C并联：ww0容性感性容性阻性串联容性感性感性容性第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路1. 克拉泼振荡器克拉泼振荡器 图4 10是克拉泼振荡器的实际电路和交流等效电路 。R2R1ReCbE

6、cRc(a)LC1C2C3(b)LRoC1C2C3V 图 4 10 克拉泼振荡器电路(a) 实际电路; (b) 交流等效电路第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路 由图4-10可知, 回路的总电容为： 332111111213CCCCCCCC(4-35) 3111CCpCC (4-36) (4-37) 晶体管以部分接入的形式接入回路，减少了晶体管与回路间的耦合，其接入系数为：22301()LoCRp RRC 设并联谐振回路(电感两端）的谐振阻抗为R0,则等效到晶体管ce两端的负载电阻为：第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路 因此，C1过大，负载电阻RL将很小，放大

7、器的增益就低，环路增益就小，可能导致振荡器停振。 振荡器的振荡频率和反馈系数分别为：2132111CCKLCLCF (4-38) (4-39) 第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路 2. 西勒振荡器西勒振荡器 图4 11是西勒振荡器的实际电路和交流等效电 路。 它的主要特点, 就是与电感L并联一可变电容C4。 R2R1ReCbEcRc(a)LC1C2C4(b)LC1C2C3VC3C4V 图 4 11 西勒振荡器电路(a) 实际电路; (b) 交流等效电路 第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路 由图4-11可知, 回路的总电容为 )(111111432143432

8、1CCLLCCCCCCCC(4-40) (4-41) 振荡器的振荡频率为 第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路4.3 频率稳定度频率稳定度 001001ffffffff 绝对频率偏差：绝对频率偏差：相对频率偏差：相对频率偏差：第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路3、频率稳定度的分类 长期频率稳定度 短期频率稳定度 瞬时频率稳定度第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路4.5.2 晶体振荡器电路 晶体振荡器的电路类型很多,但根据晶体在电路中的作用,可以将晶体振荡器归为两大类:并并联型晶体振荡器和串联型晶体振荡器联型晶体振荡器和串联型晶体振荡器。 第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路第第4 4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器高频电子电路q1q3q5C0LqCqr