章波形发生与变换-十讲稿

3.5石英晶体振荡器3.5.2石英谐振器的特性3.5.3石英晶体振荡器电路射频电子线路第十一讲复习上一讲内容频率不稳定的原因3.2.5LC三端式振荡器相位平衡条件的判别准则3.3.2改进型电容三端式振荡电路3.3.1频率稳定度的定义Clear;clc;c1=10e-9;c2=10e-9;l1=50e-6;R1=1;f0=318.3098861e3;%%%frequency%%%;w0=2*pi*f0;CC=c1*c2/(c1+c2);%%%%Calculatetheimpedanceofthecircuit%%%%p1=c2/(c1+c2);fac=1/(2*pi*sqrt(l1*CC));%%%p1=0.5;Zac=(j*w0*l1+R1)/((j*w0*CC)*(R1+j*w0*l1+1/(j*w0*CC)));Zbc=(R1+j*w0*l1+1/(j*w0*c2))/(1+c1/c2+j*w0*c1*(R1+j*w0*l1));Zbbc=Zac*p1^2;

[ZbcZbbc]f0=Zbc=1e3*(2.5000000012469-0.0004868381896i)Zbbc=1e3*(2.5000000012469-0.0002368381871i)Zac=1e3*(10.0000000049876-0.0009473527483i)Zbc=0.30774583058733-70.86452318956782i3.2.2电感三端式振荡电路(HartlyOscillators)L2L1Cg'Lgoegmubek2gie+u'be-+uce-+uce-+u'be

-ii此电路的实际电路如何画？哈特莱(Hartley)电路共基电路3.2.2电感三端式振荡电路(HartlyOscillators)哈特莱(Hartley)电路共集电路实用电路举例9-30M输出阻抗50欧3.2.2电感三端式振荡电路(HartlyOscillators)起振条件振荡频率起振条件输出回路折合到ce端的谐振电阻

p=L1/(L1+L2)在压控振荡器中，哈特莱(Hartley)电路出现较多！3.2.2电感三端式振荡电路(HartlyOscillators)考毕兹(Colpitts)电路高频振荡时使用较多振荡频率

起振条件

优点：振荡频率高，输出波形好！结电容的影响及作用！C1可由结电容Coe代替，结电容受偏压控制，则可变为可调电容。缺点：C改变时，B也变化，不易起振。3.2.3电容三端式振荡电路(ColpittsOscillators)C1C2LLECRb1Rb2ReCeCbC2C1Lc3.2.3电容三端式振荡电路(ColpittsOscillators)+uce-+ube-LECRb1Rb2ReCeCbC2C1LcC1C2LC2C1Lgieg'Lgoegmube+uce-+ube-iC1Lgieg'Lgmubegoe+u'be-i+uce-C2+uce-C2LC1g'Lgoegmubek2Bgie+u'be-iC1Lgieg'Lgmubegoe+u'be-i+uce-C2C1Lgieg'Lgmubegoe+u'be-i+uce-C2即为满足相位位条件，回回路引出的的三个端点点应如何与与晶体管的的三个电极极相连接？？如图所所示，振荡荡器的振荡荡频率十分分接近回路路的谐振频频率，于是是有假设:(1)不计晶体体管的电抗抗效应；(2)LC回路由纯纯电抗元件件组成，即3.2.5LC三三端式振荡荡器相位平平衡条件的的判别准则则三端式振荡荡器的相位位判据因为放大器已经倒相,即与差180°，所以要求反馈电压必须与反相才能满足相位条件，如上图所示。因此，Xbe必须与Xce同性质，才能保证Uf与U0反相,即Uf与Ui同相。归结起来，，Xbe和Xce性质相同,Xcb和Xce、Xbe性质相反(振荡器的相相位判据)。[例3.1]如图图3-13(c)所所示电容容三点式振振荡电路中中，C1=100pF，C2=200pF,L=1.3µH忽略三三极管的输输入及输出出电容。1)计算振振荡器的振振荡频率2)求反馈馈系数B解：答：振荡频频率为17.1MHz，反馈馈系数为三三分之一3.3.1频率稳稳定度的定定义寄生调幅

寄生调相

一般较小，可以采用限幅的办法消除。

引起短稳指标恶化的主要根源

随机相位噪声

周期性杂散干扰

单频正弦波（1）3.3.1频率稳稳定度的定定义单频正弦波（1）弱干扰

有用信号+边频噪声声两个边频的的总功率与与载波功率率之比3.3.1频率稳稳定度的定定义(2)随机相位噪噪声小相位噪声声第二项寄寄生调调相〔或调调频〕的等等效噪声电电压相位噪声的双边带功率谱密度

第一项有有用信信号3.3.1频率稳稳定度的定定义单位：dBc/Hz放大器LC选频反馈网络uiic1ZLuouf•••••••Q••LC1C2C3RLBA3.3.2改进型型电容三端端式振荡电电路R'LECRLLC2C3C1Rb1Rb2CbReRcABLC1C2C3RLBAR'LLC1C2C3C4ABC4LC2C3C1Rb1Rb2CbReRcABECLC1C2C3C4AB3.5石石英晶体体振荡器(CrystalOscillator)(1)石英英晶体的物物理性能和和化学性能能都十分稳稳定，它的的尺寸受外外界条件如如温度、湿湿度等影响响很小.(3)石石英晶体谐谐振器具有有非常高的的Q值。空载品品质因数Q一般为104~106,与普通LC回路相比，，其Q值极高，维持振荡频频率稳定不不变的能力力极强。(2)石石英晶体谐谐振器的接接入系数p很小，为10－3~10－4。这大大减减弱了有源源器件的极极间电容等等参数和外外电路中不不稳定因素素对石英晶晶体振荡器器决定频率率振荡系统统的影响。。3.5.2石英谐振振器的特性性极板间加电电场极板间加机机械力晶体机械变形晶体产生电场交变电压机械振动交变电压压电效应石英晶体可可用集中参参数Lq、Cq、rq构成串联谐振电电路来模拟，Lq为晶体的质量（惯性性），Cq为等效弹性模模量，rq为机械振动动中的摩擦损耗。rqLqCqCoab石英晶体谐谐振器对外外负载的接接入系数很很小石英晶体谐振器的总阻抗为:石英晶体有两个谐振角频率。一个是串联谐振角频率q，即石英片本身的自然角频率。另一个为石英谐振器的并联谐振角频率p。ωqωp电容性电容性电感性ωXeO串,并联谐谐振频率3.5.3石英晶晶体振荡器器电路(CircuitofCrystalOscillators)MillorOcsillators(b---e)型振振荡器PierceOcsillators(c---b)型型振荡器ECJTC2C3C1Rb1Rb2CbReLc晶体C1C2JTC3LqrqCqCoCLLqCqrqCoC1C2C3gmubegie2电路的谐谐振频率的的估算:C1CcCeRb1Rb2ReL1LEcJTC2C1C2L1JTC1C2C3JTLRb1Rb2RcReCbCcC1C2C3JTCoLEcC1C2C3JTL串联型晶体体振荡器(SERIESCRYSTALOSCILLATORS)泛音晶体皮尔斯振荡器并联型晶振调成泛音振荡器(如图所示)，要将C1并联L1的谐振频率满足：串联型晶晶振调成成泛音晶晶振，晶晶体短路路调整振荡频率率到泛音音频率附附近，接接上晶体体就可构成泛音音振荡器器。常见的有有3次泛泛音和5次泛音音振荡器器3.5.3石英晶体体振荡器器电路3、泛音音晶体振振荡器如何让振振荡器振振荡在泛泛音频率率上？串联型晶晶振电路路，将晶晶体短路路后，调调整振荡荡频率至至泛音频频率上！！再接上上晶体即即成泛音音振荡器器。串联型泛泛音晶体体振荡器器3.5.3石英晶体体振荡器器电路3、泛音音晶体振振荡器如何让振振荡器振振荡在泛泛音频率率上？在泛音晶晶振电路路中，，为了保保证振荡荡器能准准确地振振荡在所所需要的的奇次泛泛音上，，不但必须须有效地地抑制掉掉基频和和低次泛泛音上的的寄生振振荡而而且必须须正确地地调节电路的环环路增益益，使使其在工工作泛音音频率上上略大于于1，，满足足起振条条件，，而在更高高的泛音音频率上上都小于于1，，不满满足起起振条件件。3.5.3石英晶体体振荡器器电路泛音晶体体振荡器器电路举举例交流等效效电路？？例：某某一晶体体振荡器器如图所所示。解：交流流等效电电路如图图所示。。