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文档简介
3.1反馈式振荡器的基本工作原理3.2
LC正弦振荡器
3.3振荡器的频率稳定度3.4石英晶体振荡器3.5集成电路振荡器3.6正弦波振荡器的仿真3.7习题内容提要:
·反馈式振荡器
·LC正弦波振荡器
·石英晶体振荡器
·频率稳定度正弦波振荡器是一种不需要外加激励,就能将直流电能自动转换成交流电能的电路。这种不需要外加激励,就可以将直流电能自动转换为一定频率、一定幅度的交流信号输出的现象称为自激振荡。正弦波振荡器有着非常广泛的用途,它是无线电发送、接收设备的重要组成部分。
例如,在广播、电视和通信设备的发射机中,正弦波振荡器被用来产生载波信号;在超外差接收机中,正弦波振荡器被用来产生本地振荡信号;在各种电子测量仪器(如信号发生器、频率计)中作为信号源,在数字系统中作为时钟源等。正弦波振荡器按工作原理可分成两大类:一类是反馈式振荡器;另一类是负阻式振荡器,负阻式振荡器主要工作在微波频段。本章主要讨论反馈式振荡器。3.1反馈式振荡器的基本工作原理
3.1.1反馈式振荡器的组成反馈式振荡器是指从振荡器输出端取出部分或全部信号通过反馈网络返回到振荡器的输入端,作为输入信号,而不必外加激励信号就能产生一定幅度和频率的正弦输出的振荡器。图3-1所示为反馈式振荡器的原理框图。图3-1反馈式振荡器的原理框图由图3-1可见,反馈式振荡器主要由放大器和反馈网络两大部分组成。其中放大器通常是以选频网络作负载,振荡器的振荡频率主要由选频网络决定;反馈网络一般是由无源器件组成的线性网络,将放大器输出信号的部分或全部返回到输入端。在实际的振荡电路中,为了使振荡器产生的正弦波幅度稳定,还应有稳幅电路,所以,实际的反馈式振荡器电路应由以下四部分组成:
(1)放大电路。放大电路是能量转换装置,将直流能量转换为交流能量输出。
(2)选频网络。选频网络用于决定振荡器的振荡频率,同时起滤波作用。
(3)反馈网络。反馈网络用于实现正反馈。
(4)稳幅电路。稳幅电路用于稳定振荡器输出信号的幅度。图3-2所示为一典型的反馈式振荡器电路,其中三极管V构成共射极放大器;变压器初级电感L与电容C组成选频网络,决定了振荡器的振荡频率;反馈网络由变压器的次级电感Lf实现;图中未画出稳幅电路,可通过在放大电路中加负反馈来稳幅。注意图中同名端的标定,同名端标错了,反馈变成了负反馈,振荡器就无法振荡了。图3-2反馈式振荡器的典型电路3.1.2反馈式振荡器的起振条件与平衡条件
1.起振条件正弦波振荡器是一种将直流电能自动转换成所需交流电能的电路。它与放大器的区别在于这种转换不需外加信号的控制。那么振荡器是如何在没有外加输入信号的条件下,输出信号从无到有的呢?振荡电路在刚接通直流电源的瞬间,电路中存在着各种电扰动信号,这些电扰动具有很宽的频谱,它们经过振荡器的选频网络选频后,电扰动中只有与振荡器选频网络的固有谐振频率相同的成分在谐振回路两端产生较大的正弦电压,此正弦电压经过反馈网络作用到振荡器的输入端,作为放大器最初的激励信号,再经过放大、选频、反馈,再次作用到放大器的输入端。在经过“放大→选频→反馈”的多次循环后,输出信号从无到有,越来越大,振荡器便振荡起来,这个过程被称为振荡器的起振过程。能使振荡器起振的条件称起振条件。那么,振荡器起振需要满足什么条件呢?由图3-1可见,要使振荡器的输出电压越来越大,则输入电压就必须不断增大,而反馈电压就是下一个时刻的输入电压,因此振荡器的起振条件应为反馈电压大于输入电压,即下一个时刻的输入电压大于此时的输入电压:>。
由于式中:为放大器的电压放大倍数;为反馈网络的电压传输系数。则起振条件可表示为>1,即振幅起振条件为相位起振条件为
式中:为放大器放大信号时产生的附加相移;为反馈网络传输信号时产生的相移。应当指出,电路只有同时满足振幅起振条件和相位起振条件时才能起振。由起振条件可知,只有电路的反馈为正反馈,且反馈量足够大时,振荡器才能起振。2.平衡条件在实际应用中,我们需要的是幅度稳定的正弦信号,振荡器经过“放大→选择→反馈”不断循环,振荡器的输出信号幅度不会无休止增大,这是由于三极管的非线性会对信号产生限幅,最后使振荡器的输出信号幅度稳定。由图3-1可见,振荡器要达到平衡,即输出电压不再变化,就要求输入电压不再变化,即
由式(3-1)可知,平衡条件可表示为即振幅平衡条件为相位平衡条件为图3-3所示为利用Multisim2001仿真软件对振荡器的起振和平衡过程进行的仿真。可以明显看出,起振时,振荡器的振幅迅速增大,使晶体管工作状态由放大区进入到截止区和饱和区,导致放大器的增益A下降,直至时,振荡器的幅度不再增大,达到平衡。图3-3振荡器的起振和平衡过程
3.1.3反馈式振荡器的稳定条件
上面讨论的振荡器的平衡条件只能说明振荡器能达到平衡,而不能说明这个平衡状态是否稳定。平衡状态只是建立振荡的必要条件,而非充分条件。已建立的振荡能否维持,还必须看已建立的平衡是否稳定。什么样的平衡是稳定的平衡呢?振荡器的稳定平衡是指在外因(如温度的变化、电源电压的波动或者外界电磁场的干扰等)的作用下,振荡器偏离原平衡点,在原平衡点附近重新建立新的平衡状态,一旦外因消失,它就能自动恢复到原来的平衡状态。图3-4所示的处于不同位置的两个处于平衡状态的小球就能够说明稳定平衡与不稳定平衡的区别。图3-4(a)中的小球,只要外力使它偏离了平衡位置B,小球不可能再回到原状态,所以它是不稳定的平衡;而图3-4(b)中的小球,外力使它偏离了平衡位置B,一旦外力消失,小球可以自动地回到原来的平衡状态,所以它是稳定的平衡。图3-4稳定平衡与不稳定平衡振荡器的稳定条件也包括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可用图解法来进行分析。如图3-5所示,图中画出了振荡器的振荡特性和反馈特性。所谓振荡特性是指放大器的输出电压Uo与输入电压Ui的关系曲线;反馈特性是指反馈网络的输出电压Uf与放大器的输出电压Uo的关系曲线。图3-5中的反馈特性为一条直线,因为反馈网络一般由线性元件组成,所以反馈系数为一常数。振荡特性曲线各点上所对应的输出电压Uo与输入电压值Ui之比为放大器的放大倍数A。Ui较小时,放大器工作在线性区,振荡特性基本上是线性的;Ui较大时,放大器进入饱和区,A渐渐减小,振荡特性变化缓慢。图3-5振荡器的振荡特性和反馈特性
由图3-5可见,振荡特性和反馈特性交于A点。在A点,反馈电压等于输入电压,此时振荡器处于平衡状态。当振荡器接通直流电源后,由于电路中存在着各种电扰动信号(干扰信号),因此在放大器的输入端产生Uia,经放大后产生Uoa,再经反馈产生Ufa(即新的输入Uic);这样一直循环下去,且每次循环反馈电压Uf总是大于原输入电压Ui,即满足起振条件,振荡器起振。随着放大、反馈的不断循环,Uo不断增大,直到A点,,振荡器进入了平衡状态。在平衡点A处,当Ui
减小,由平衡点处的UiA减小到图3-5中的Uid时,经放大后产生的输出电压为图3-5中的Uoc,Uoc经反馈网络产生的反馈电压(即新的输入电压)为图3-5中的Ufd,显然Ufd>Uid,振荡器自己向平衡点靠近,最后会回到平衡点A。同理,当Ui增大,由平衡点处的UiA增大到图3-5中的时,经放大后产生的输出电压为图3-5中的,经反馈网络产生的反馈电压(即新的输入电压)为图3-5中的显然振荡器自己向平衡点靠近,最后会回到平衡点A。可见,平衡点A是稳定的平衡点。通过以上分析可知,在平衡点A附近,随着输入电压的增大,放大器的电压放大倍数反而减小,即满足:式(3-6)即为振幅稳定条件。(3-6)
2.相位稳定条件相位稳定条件是指相位平衡遭到破坏后,电路本身能重新建立起相位平衡的条件。可以证明,要使振荡电路具有相位稳定条件,振荡电路必须能够在振荡频率发生变化时,产生一个新的、与频率变化引起的相位变化方向相反的相位变化,用以抵消由外因引起的相位变化。所以振荡器相位稳定的条件是,相位对频率的变化率为负值,即(3-7)的值越大,说明相位稳定性越好。对于反馈式正弦波振荡器,相位稳定条件一般、都能满足。思考与练习
1.反馈式振荡器由哪几部分组成?各部分的功能是什么?
2.振荡器的起振条件是什么?试用语言来描述其起振条件。
3.振荡器与谐振放大器有什么区别?
4.振荡器的平衡条件和稳定条件各是什么?你是如何理解平衡条件和起振条件的。3.2LC正弦振荡器
3.2.1三点式正弦振荡器的组成原则三点式振荡器是指选频网络LC回路的三个端点分别与晶体管的三个电极连接。如图3-6所示,X1、X2、X3
三个电抗元件两两之间的端点分别连接到了三极管的三个电极b、c、e,故称为三点式振荡器。X1、X2、X3三个电抗元件构成谐振回路,同时也构成了反馈网络,反馈电压取自电抗元件X1两端。图3-6三点式振荡电路的基本形式设回路谐振时的电流为则,。放大器输出电压与输入电压反相,只要X1、X2的电抗性质相同,就保证反馈电压与输入电压同相,即满足相位条件。另外,选频网络谐振时,X1+X2+X3=0,也就是X3与X1(或X2)电抗性质相反。综上所述,三点式振荡器的组成原则是:与晶体管发射极相连接的电抗X1、X2性质相同;而不与晶体管发射极相连接的电抗X3的性质与X1、X2相反。
根据三点组成原则,三点式振荡器当与晶体管发射极相连接的电抗X1、X2性质同为容性时,为电容三点式振荡器;X1、X2性质同为感性时,为电感三点式振荡器。只要振荡器满足三点组成原则,就一定满足相位条件。但满足三点组成原则,并不代表振荡器能起振,只能说振荡器可能起振。
3.2.2电容三点式振荡器电容三点式振荡器又称考毕兹(Colpitts)振荡器,图3-7(a)为电容三点式振荡器原理电路。图中,RB1、RB2、RC和RE为直流偏置电阻,为振荡器提供合适的直流工作点;CE为发射极高频旁路电容,对交流相当于短路;CB为隔直通交电容,对直流相当于开路,对交流相当于短路;三极管V为放大管,L、C1、C2构成选频及反馈网络。图3-7(b)为电容三点式振荡器的交流通路(为了简化分析,未考虑电阻对交流信号的影响),与三极管发射极相连接的电抗X1、X2同为电容,故为电容三点式振荡器,反馈电压取自C1。图3-7电容三点式振荡器
振荡器的振荡频率近似等于谐振回路的固有谐振频率f0,即
式中,为谐振回路的总电容。反馈系数为
式中,负号表示与反相。因为电容三点式振荡器的反馈信号取自C1,而C1对高次谐波的阻抗小,所以反馈信号中高次谐波分量小,故电容三点式振荡器的优点是输出波形好,且工作频率高。但电容三点式振荡器不易调整,尽管调节C1、C2的值可方便地改变振荡频率,但同时也改变了反馈系数,即改变了起振条件,容易引起振荡器停振。三点式振荡器的电路结构决定了它能够满足相位条件,在应用中可调整静态工作点及反馈系数使振荡器满足振幅起振条件。3.2.3电感三点式振荡器电感三点式振荡器又称哈特莱(Hartley)振荡器,图3-8(a)所示为电感三点式振荡器原理电路。图中,RB1、RB2、RC和RE为直流偏置电阻,为振荡器提供合适的直流工作点;CE为发射极高频旁路电容;CB为隔直电容,将三极管基极和集电极的直流电位隔开,对交流呈现短路;三极管V组成共射极放大电路;C、L1、L2构成选频网络及反馈网络。图3-8(b)是它的交流通路,与三极管发射极相连接的电抗X1、X2同为电感,故为电感三点式振荡器,反馈电压取自L1。图3-8电感三点式振荡器电感三点式振荡器的振荡频率近似等于谐振回路的固有谐振频率f0,即
式中,M为两部分电感之间的互感系数。反馈系数为
式中,负号表示与反相。(3-10)(3-11)电感三点式振荡器的缺点是由于反馈信号取自L1,它对高次谐波呈高阻抗,不能抑制高次谐波,高次谐波会被反馈到输入端,经放大后输出,故电感三点式振荡器的输出波形较差;优点是电感L1、L2两者之间有很好的耦合,所以容易起振。3.2.4改进型振荡器
LC振荡器的频率稳定度一般在10-3数量级,往往达不到实际应用对频率稳定度的要求,为了提高振荡器的频率稳定度,可采用改进型三点式振荡器。改进型振荡器是在电容三点式振荡器的基础上进行改进的,可分为串联改进型振荡器和并联改进型振荡器。1.串联改进型振荡器串联改进型振荡器又称克拉波(Clapp)振荡器,是在考比兹振荡器选频网络的电感支路串联了一个小容量的可调电容C3,通常C3取值应满足C3<<C1,且C3<<C2。克拉波振荡器原理电路如图3-9(a)所示。图3-9(b)为其交流通路。根据三点式振荡器的组成原则很容易知道,电感L和小电容C3串联支路的总电抗性质应呈感性。图3-9克拉波振荡器选频网络的总电容CΣ为
其振荡频率f0为
反馈系数为(3-12)由此可见,串联改进型振荡器的振荡频率主要由电感L和电容C3决定,通过调整C3来改变振荡频率时,反馈系数不受影响。但值得注意的是:小电容C3的接入,减小了三极管和选频网络之间的接入系数,减小了三极管的极间分布电容对选频网络的影响,提高了振荡器的频率稳定度。但C3取值过小,会使选频网络与放大器之间的接入系数过小,且使振荡器的输出电压过小而导致反馈电压过小,则振荡器因无法满足振幅起振条件而停振。
2.并联改进型振荡器并联改进型振荡器又称西勒(Seiler)振荡器,是在克拉波振荡器选频网络的电感支路再并联一个小容量的可调电容C4(一般与C3同数量级),用来调整振荡频率。C3采用固定电容,且满足C3<<C1,C3<<C2。西勒振荡器原理电路如图3-10(a)所示,图3-10(b)所示为其交流通路。图3-10西勒振荡器
回路的总电容C为C≈C3+C4
振荡频率f0为反馈系数为(3-13)与克拉波振荡器相比,西勒振荡器不仅频率稳定度高,输出幅度稳定,频率调节方便,而且振荡频率范围宽,振荡频率高,是目前应用较为广泛的一种三点式振荡电路。思考与练习
1.三点式振荡器的组成原则是什么?
2.电容三点式和电感三点式振荡器各自的特点是什么?
3.西勒振荡器的优点是什么?
4.试画出电容三点式振荡器的交流通路和电感三点式振荡器的交流通路。
5.图3-7中,电容CB如果短路,对振荡器有什么影响?CB如果开路,对振荡器又有什么影响?
6.图3-8中,电容CB如果短路,对振荡器有什么影响?CB如果开路,对振荡器又有什么影响?如果CE断开,可能产生什么结果?3.3振荡器的频率稳定度振荡器的频率稳定度是振荡器极其重要的技术指标。通信设备、电子测量仪器等电子、设备的工作是否稳定,与设备中振荡器的频率稳定度有关,因此提高振荡器的频率稳定度有极其重要的意义。
3.3.1频率稳定度的概念评价振荡器频率参数的主要技术指标有准确度和稳定度两个概念。频率准确度是指振荡器的实际工作频率f与标称频率f0之间的偏差,通常分为绝对频率准确度和相对频率准确度两种。绝对频率准确度为
相对频率准确度为
振荡器的频率稳定度是指在一定时间间隔内频率准确度的变化,实际上是指频率的“不稳定度”,但习惯上叫它“稳定度”。它是衡量通信系统质量好坏的重要指标。(3-14)(3-15)
3.3.2频率稳定度的表示方法根据所指定的时间间隔不同,频率稳定度可分为长期频率稳定度、短期频率稳定度和瞬间频率稳定度三种。长期频率稳定度一般是指一天以上乃至几个月的相对频率变化的最大值,是用来评价天文台或计量单位的高精度频率标准和计时设备的稳定指标。短期频率稳定度一般是指一天以内的相对频率变化的最大值,一般多用来评价测量仪器和通信设备中振荡器的频率稳定度。瞬间频率稳定度是指秒或毫秒内的随机频率变化,即频率的瞬间无规则变化,通常称为振荡器的相位抖动或相位噪声。频率稳定度的定量表示方法通常用建立在大量测量基础上的统计值来表征。经常采用的表征频率稳定度的方法之一是方均根值法,它是在指定的时间间隔内,用测得各频率准确度与其平均值的偏差的方均根值来表示的,即式中:n为测量次数;为第i次(1≤i≤n)所测得的相对频率稳定度;为n个测量数据的平均值。(3-16)频率稳定度的单位为ppm(partpermillion,百万分之一,即10-6),如广播电台的日频率稳定度一般要求不劣于10-6,即±1ppm。对振荡器频率稳定度的要求视用途而异,一般短波、超短波发射机的相对频率稳定度为10-4~10-5
数量级;电视信号发射机为10-7
数量级;卫星通信发射机为10-9~10-11数量级;普通信号发生器为10-4~10-5
数量级;高精度信号发生器为10-7~10-9数量级;用于国家时间标准的频率源,要求在10-12数量级。思考与练习
1.什么是频率稳定度?什么是长期、短期和瞬间频率稳定度?
2.怎样表示频率稳定度?3.4石英晶体振荡器LC振荡器的频率稳定度大约为10-2~10-3数量级,如果要求的频率稳定度更高,就必须采用高稳定度振荡器,如石英晶体振荡器的稳定度可达10-9
~10-10数量级。3.4.1石英晶体的特性
将二氧化硅(SiO2)结晶体按一定的方向切割成很薄的晶片,再将晶片两个对应的表面抛光,涂敷银层,并做两个电极引脚,加以封装,就构成了石英晶体谐振器。其结构示意图和符号如图3-11所示。图3-11石英晶体结构示意图和符号
石英晶体的等效电路如图3-12所示。图中,Co称为静态电容,其值取决于晶片的几何尺寸和电极面积,一般约为几皮法到几十皮法。石英晶体是靠压电效应工作的,关于压电效应,在第1章已讲解。将石英晶体机械振动的惯性等效为电感Lq,其值为几毫亨。晶片的弹性等效为电容Cq,其值仅0.01~0.1pF,因此,Cq<<Co。晶片的摩擦损耗等效为电阻Rq,其值约为100W。图3-12石英晶体等效电路当加在晶体两端的信号频率很低时,图3-12中两条支路的容抗都很大,电路总的等效阻抗为容性,随着信号频率的增加,容抗减小,当Cq的容抗等于Lq的感抗时,Lq、Cq支路发生串联谐振,此时的谐振频率称为晶体的串联谐振频率,用fs表示,其值为(3-17)随着频率继续升高,Lq、Cq支路呈感性,当串联总感抗刚好等于Co的容抗时,电路再次发生谐振,此时的谐振频率称为晶体的并联谐振频率,用fp表示,其值为(3-18)当频率继续升高时,总的电抗呈容性。根据以上分析可得石英晶体的频率—电抗特性曲线,如图3-13所示。由式(3-17)和式(3-18)可知,fs和fp几乎相等。图3-13石英晶体频率—电抗特性曲线3.4.2石英晶体振荡器的类型由石英晶体构成的振荡器称为石英晶体振荡器。根据石英晶体在振荡器中的连接方式不同,将其分为并联型石英晶体振荡器和串联型石英晶体振荡器。
1.并联型石英晶体振荡器并联型石英晶体振荡器的工作原理和一般三点式LC振荡器相同,只是把其中的一个电感元件用晶体置换,并与回路其它元件一起按照三点组成原则组成振荡器。图3-14为一并联型石英晶体振荡器,图3-14(a)为其原理电路,图3-14(b)为其交流通路。可以看出,石英晶体在电路中等效成一个电感,此电路实质上是一个西勒电路。其中C3用来微调振荡频率,同时减小石英晶体与晶体管之间的耦合。石英晶体振荡器的振荡频率f0为
又知一般Cq(Co+C3),故有f0≈fs。可见,该振荡器的频率近似等于晶体的串联谐振频率fs,与其它参数关系不大,因此并联型石英晶体振荡器的频率稳定度很高。(3-19)图3-14并联型石英晶体振荡器
2.串联型石英晶体振荡器
图3-15(a)所示是串联型石英晶体振荡器原理电路,图3-15(b)为它的交流通路。图3-15串联型石英晶体振荡器由图3-15可见,该电路与电容三点式振荡器十分相似,只是反馈信号要经过石英晶体后才送到三极管的输入端,电路的工作频率只有等于晶体的串联谐振频率fs时,才能满足相位条件,且正反馈最强烈。可见,振荡器的振荡频率以及振荡频率的稳定度完全取决于石英晶体,振荡器的频率稳定度大大提高了。3.4.3泛音晶体振荡器石英晶体的工作频率与其几何尺寸有关,其工作频率越高,要求晶片越薄。频率太高时,晶片的厚度太薄,使得加工困难,而且振荡过程中容易振碎。因此在要求更高的工作频率时,一种方法是通过倍频器提高频率,另一种常用的方法是让晶体工作在它的泛音频率上,构成泛音晶体振荡器。所谓泛音指石英晶片振荡的机械波。石英晶体在外加电压的作用下,除了产生基频的机械振动外,还有许多近似为基波频率奇数倍的机械波,通常被称为泛音。它与电气谐波的区别在于电气谐波是基波的整数倍,且谐波和基波同时并存;而泛音则与基波不成整数倍关系,只是在基波奇数倍附近,且它与基波不能同时存在。泛音晶体是一种特制的晶体,如果要求工作频率高于6MHz,大都采用泛音晶体振荡器。思考与练习
1.什么是压电效应?
2.为什么石英晶体的频率稳定度高?
3.若Lq=9H,Cq=4×10-2pF,Co=3pF,Rq=100Ω,C3=3pF,试求出图3-14的振荡器频率。
4.图3-14(a)中,晶体的作用是什么?
5.图3-15(a)中,晶体的作用是什么?3.5集成电路振荡器
3.5.1集成振荡器E1648
1.E1648的引脚分布及引脚功能
E1648由振荡电路、放大电路和偏置电路组成,其引脚分布如图3-16所示。E1648各引脚的功能如下所述。
·引脚1:外加LC并联谐振电路,该电路应调谐在振荡器的振荡频率f0上。此LC并联谐振电路为高频功率放大器的选择性负载。
·引脚2、4、6、9、11、13:空引脚。
·引脚3:E1648的输出端。
·引脚5:接0.1μF的电容。
·引脚7、8:接地端。
·引脚10、12:外接LC并联电路,此处的LC值决定了振荡器的振荡频率。
·引脚14:接+15V电源电压图3-16
E1648引脚分布图
2.E1648正弦波振荡器
E1648正弦波振荡器电路如图3-17所示。其振荡频率为
式中,Ci为10、12引脚之间的输入电容。引脚1外接的LC电路频率应调谐在f0。E1648正弦波振荡器的最高频率可达225MHz。图3-17
E1648正弦波振荡器3.5.2
F733组成的高频正弦波振荡器
1.F733的引脚分布
F733分10引脚封装和14引脚封装,如图3-18所示。图3-18
F733引脚封装
F733组成的正弦波振荡器如图3-19所示。图中,LC网络决定了振荡器的振荡频率,其振荡频率可高达120MHz。图3-19
F733组成的正弦波振荡器思考与练习查找其它集成电路振荡器的相关资料及典型的振荡器电路。3.6正弦波振荡器的仿真电容三点式振荡器仿真电路如图3-20所示,其振荡波形如图3-21所示。图3-20电容三点式振荡器仿真电路图3-21电容三点式振荡器的振荡波形1.振荡器起振过程仿真用瞬态分析法分析振荡器的起振过程,仿真参数设置如下:起始时间为0,终止时间为5μs,仿真结果如图3-22所示。可以清楚地看到振荡器的起振过程。图3-22起振过程2.静态工作点对振荡器的影响按照表3-1改变静态工作点,测图3-20中节点7与地之间的输出电压,将测试结果记录在表3-1中,并分析静态工作点的变化对振荡器的影响。表3-1静态工作点对振荡器影响的仿真2.反馈系数对振荡器的影响按照表3-2改变反馈系数大小,测图3-20中节点7与地之间的输出电压,将测试结果记录在表3-2中,并分析反馈系数变化对振荡器的影响。表3-2反馈系数对振荡器的影响3.7习题
3.1判断正误
(1)任何振荡器的幅度稳定都是基于晶体管本身的非线性特性。(错)
(2)电容三点式振荡器适用于工作频率高的电路,但输出谐波成分将比电感三点式振荡器大。(错)
(3)对LC正弦波振荡器,反馈系数越大,必然越易起振。(错)
(4)克拉波振荡电路比考毕兹振荡电路的频率稳定度高,是因为克拉波振荡电路的振荡回路中接入了一个小电容C3,从而能减小晶体管输入、输出电容对振荡回路的影响。(正确)
(5)西勒振荡器的优点是波段范围较宽。(正确)
(6)振荡器具有较稳定振荡的原因是振荡系统中具有选频网络。(错)
(7)对于正弦波振荡器,只要不满足相位平衡条件,即使放大电路的放大倍数很大,也不可能产生正弦波振荡。(正确)
(8)在正弦波振荡电路中,只允许存在正反馈,不允许引入负反馈,而在以放大输入信号为目的的放大电路中,只允许引入负反馈,不允许引入正反馈。(错)
(9)电容三点式振荡电路输出的谐波成分比电感三点式的大,因此波形较差。(错)
(10)晶体振荡器频率稳定度之所以比LC振荡器高几个数量级,是由晶体本身参数稳定决定的。(正确)
3.2电路如题3.2图所示,L1=40μH,L2=15μH,C=470pF,M=10μH。
(1)画出其交流通路,并用相位条件判断该电路能否振荡。
(2)电路若能振荡指出电路类型,并计算出振荡器的振荡频率f0。(电感三点式振荡器,0.85MHz)
(3)试说明图中电感L3的作用。(对直流短路,对高频开路)题3.2图3.3根据题3.3图所示电路,判断振荡器是否满足相位条件。(满足,不满足,不满足,满足,不满足,不满足)题3.3图
3.4试画出题3.4图所示的各电路的交流通路,并用振荡器的相位条件,判
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