高频电子线路第四章LC正弦波振荡器.ppt

1、4.2 LC正弦波振荡器,以LC谐振回路作选频网络的反馈振荡器称为LC正弦波振荡器,1MHz , Po较小,1MHz , Po较大,fo 精确稳定,主要要求：,了解变压器反馈式振荡器的工作原理和分析方法,掌握三点式振荡器的组成原则和工作原理,掌握电感三点式和电容三点式振荡器的典型 电路、工作原理、工作特点和分析方法。,4.2 LC正弦波振荡器,了解集成LC振荡器,P6770 变压器反馈式振荡器,P6770 变压器反馈式振荡器,一、电路组成,三极管、LC谐振回路构成选频放大器，变压器Tr构成反馈网络。,放大器在小信号时工于甲类，以保证起振时有较大的环路增益。,二、工作原理,二、工作原理,起振时放

2、大器工作于甲类，T1。随着振荡幅度的增大，放大器进入非线性状态，且由于自给偏置效应进入乙类或丙类非线性工作状态，使T减小，直至T=1，进入平衡状态,在回路谐振频率上构成正反馈，满足了振荡的相位条件。,振荡电路起振工作状态的变化,三、振荡条件的分析,为集电极电流基波分量； Z 为回路对基波电流呈现的阻抗。,三、振荡条件的分析,Yfe 为晶体管的正向传输导纳,三、振荡条件的分析,r 为电感线圈L的等效损耗电阻。 忽略r 时， 。 如互感为全耦合，则 说明忽略r 时， 为实数，fe0；且 为常数。,三、振荡条件的分析,故,在小信号时为常数，在大信号非线性工作状态时，随振荡幅度增大而减小，故能满足T的

3、频率特性要求。,三、振荡条件的分析,实际电路中， fe 和f 都很小，故相位平衡条件可近似为,可得该振荡器相位平衡条件为,因此采用LC谐振回路作选频网络的振荡器，其振荡频率 约等于回路谐振频率。,当 LC回路调谐于f0上时，即可满足此条件。,例4.1.1,试分析下图电路是否可能产生振荡,解：,该电路由共基放大电路和LC反馈选频网络构成，,在LC回路的谐振频率上构成正反馈，满足相位平衡条件。,而共基放大电路具有较大增益，又具有内稳幅作用，,因此合理选择电路参数可满足振幅起振和平衡调节,故此电路可能产生振荡。,作业,备P96 4.1(a),4.2.1 三点式振荡器的基本工作原理,三点式振荡器组成原

4、则：与放大器同相输入端相连的为同性质电抗，不与同相输入端相连的为异性质电抗。,与E相连的为同性质电抗，不与E端相连的为异性质电抗。,？,只有这样，才能构成正反馈！,4.2.1 三点式振荡器的基本工作原理,为便于说明，忽略电抗元件的损耗及管子输入、输出阻抗的影响。,通常Q值很高，故回路谐振电流远大于B、C、E极电流,并联谐振回路谐振时，回路电流为输入电流的Q倍,4.2.1 三点式振荡器的基本工作原理,为便于说明，忽略电抗元件的损耗及管子输入、输出阻抗的影响。,通常Q值很高，故回路谐振电流远大于B、C、E极电流,4.2.1 三点式振荡器的基本工作原理,有电感三点式和电容三点式两种,4.2.1 三点

5、式振荡器的基本工作原理,4.2.2 电感三点式振荡器 (Hartley 哈脱莱),哈脱莱电路,交流通路,哈脱莱电路,4.2.2 电感三点式振荡器 (Hartley 哈脱莱),优点： 易起振，频率易调（调C）,缺点：,高次谐波成分较大， 输出波形差。,交流通路,4.2.3 电容三点式振荡器 (Colpitts 考毕兹),考毕兹电路,考毕兹电路,增大 C1/ C2 ，可增大反馈系数，提高输出幅值，但会使三极管输入阻抗的影响增大，使Q值下降，不利于起振，且波形变差，故C2/ C1不宜过大，一般取0.10.5 。,4.2.3 电容三点式振荡器 (Colpitts 考毕兹),考毕兹电路,优点： 高次谐波

6、成分小， 输出波形好。,缺点：,频率不易调 （调L，调节范围小）,4.2.3 电容三点式振荡器 (Colpitts 考毕兹),例4.2.1,解：,1. 求振荡频率,考毕兹电路,2. 验证振幅起振条件,交流通路,2. 验证振幅起振条件,2. 验证振幅起振条件,而,故,因此电路满足振幅起振条件。,通常T取35,例,解：,该电路由共基极小信号谐振放大电路和电容分压式反馈电路构成，符合电容三点式构成原则，且具有较大的起振环路增益，因此可能产生振荡。其振荡频率为,分析下图电路是否可能产生振荡。若可能产生,振荡，试求其振荡频率。,交流通路,解：,该电路由共基极小信号谐振放大电路和电容分压式反馈电路构成，符

7、合电容三点式构成原则，且具有较大的起振环路增益，因此可能产生振荡。其振荡频率为,分析下图电路是否可能产生振荡。若可能产生,振荡，试求其振荡频率。,放大器采用共基组态， 可产生更高频率的振荡。,例,4.2.4 改进型电容三点式振荡器 (Clapp 克拉泼),考毕兹电路,考毕兹电路中，晶体管极间电容与回路电容并联， 会使振荡频率偏移，且极间 电容随晶体管工作状态而 变，会使振荡频率不稳定。,4.2.4 改进型电容三点式振荡器 (Clapp 克拉泼),C3 C1 ， C3 C2,说明极间电容的影响很小，且调节反馈系数时基本不影响频率,实际振荡频率必定略高于 f 0，因为要使L、C3支路呈感性,克拉泼

8、电路的改进,调频率时，不调C3 ，调 C4 。故调频率时谐振回路反映到晶体管C、E间的等效阻抗变化很小，对放大器增益影响不大，从而保持振荡幅度的稳定。,西勒（Seiler）振荡器,一般C4与C3相同数量级，且都远大于C1 、 C2 ，故,例4.2.2,解：,分析下图电路，并求其振荡频率。,该电路采用负电源供电，C2、LC1、C3构成电源滤波器。,R1、R2、R4构成晶体管偏置电路，使放大器起振时工作于甲类。,R3、LC2 构成放大器直流负载电路，,C1为基极旁路电容。,LC2为高频扼流圈。,例4.2.2电路的交流通路,C4、C5组成正反馈网络。,因此电路构成改进型电容三点式振荡器。,习题4-6 图为三谐振回路振荡器的交流通路，分析电路参数在如下四种关系下能否振荡，振荡频率和各回路故有频率的关系。,1. L1C1 L2C2 L3C3 2. L1C1 L3C3 4. L1C1 L2C2 = L3C3,分析：,0 时, 回路呈容性； 0 时, 回路呈感性；,习题4-6 图为三谐振回路振荡器的交流通路，分析电路参数在如下四种关系下能否振荡，振荡频率和各回路故有频率的关系。,1. L1C1 L2C2 L3C3