第3章2012.4.22正弦波振蕩器(1)

1、13.1 概述概述3.2 反饋型振蕩器的基本工作原理反饋型振蕩器的基本工作原理3.3 具體具體LC正弦振蕩電路正弦振蕩電路:互感互感,三點式三點式3.4 振蕩器的改進:克拉潑克拉潑,西勒西勒,晶體振蕩器晶體振蕩器3.5 RC振蕩電路振蕩電路3.6 章末小結章末小結第3章 正弦波振蕩器2音 頻 放 大高 頻 振 蕩倍 頻高 頻 放 大調 制緩 沖傳 輸 線話 筒聲 音（ 直 流 電 源 未 畫 ） 高頻放大 fs fs 本地振蕩 fo 混頻 fofs=fi fi 低頻放大 檢波 中頻放大 F F 高頻電路高頻電路高功放高功放定義：不需外加激勵，自身將直流電能轉換為交流電能定義：不需外加激勵，自身

2、將直流電能轉換為交流電能。3.1 概述 3.1.1.定義3正弦波振蕩器正弦波振蕩器非正弦波振蕩器非正弦波振蕩器振蕩器振蕩器波形波形產生機理產生機理反饋式振蕩器反饋式振蕩器負阻式振蕩器負阻式振蕩器反饋型反饋型LC振蕩器振蕩器反饋型反饋型RC振蕩器振蕩器 本章重點掌握反饋型本章重點掌握反饋型LCLC振蕩器的工作原理。振蕩器的工作原理。石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器3.1.2.振蕩器的分類振蕩器的分類4n正弦波振蕩器可分成兩大類：n一類是利用正反饋原理構成的反饋型振蕩器，它是目前應用最多的一類振蕩器（本課程）（本課程）；n另一類是負阻振蕩器（見下頁），它是將負阻器件直接接到諧振回路中，利用負阻器件的負

3、電阻效應去抵消回路中的損耗，從而產生等幅的自由振蕩，這類振蕩器主要工作在微波頻段。從原理上分類圖 電阻器件的伏安特性 （a）正電阻器件 （b）電壓控制型負阻器件 (c) 電流控制型負阻器件 負電阻是流過其間的電流越大，電阻兩端電壓越小，故電流、電壓增量的方向相反，兩者的乘積為負值，如圖（b）、(c)所示： VI R 本頁了解6振蕩器本質n正弦波振蕩器是一種將直流電能自動轉換成所需交流電能的電路。它與放大器的區(qū)別在于這種轉換不需外部信號的控制。振蕩器輸出的信號頻率、波形、幅度完全由電路自身的參數(shù)決定。7n應用場合： 正弦波振蕩器在各種電子設備中有著廣泛的應用。例如，無線發(fā)射機中的載波信號源，接收

4、設備中的本地振蕩信號源，各種測量儀器如信號發(fā)生器、頻率計、T測試儀中的核心部分以及自動控制環(huán)節(jié)，都離不開正弦波振蕩器。n指標：輸出f范圍;輸出幅度范圍; f穩(wěn)定度。 振蕩器的應用和指標高頻低頻大小功率醫(yī)療、微波基準源83.2 反饋型振蕩器的基本工作原理n反饋型振蕩器是通過正反饋聯(lián)接方式實現(xiàn)等幅正弦振蕩的電路。這種電路由兩部分組成，一是放大電路，二是反饋網(wǎng)絡，見圖3.1(a)。 Xo 基基本本放放大大 電電路路 Xid A Xf+Xi反反饋饋網(wǎng)網(wǎng)絡絡F180018009圖3.1 反饋振蕩器的組成方框圖及相應電路(a)放大器反饋網(wǎng)絡UfUiUoUfUfUoUiUfLfLC諧振放大器反饋網(wǎng)絡(b)反

5、饋振蕩器框圖振蕩電路是單口網(wǎng)絡，起振的信號源來自接通電源瞬間的電擾動振蕩電路是單口網(wǎng)絡，起振的信號源來自接通電源瞬間的電擾動10平平衡衡n起振要求起振要求：(1) 接通電源后能夠從無到有，從小到大建立起具有某一固定頻率的正弦波輸出。 (信號源信號源,正反饋正反饋,放大放大,選頻選頻)n平衡要求平衡要求： (2)振蕩器在變大后能進入穩(wěn)態(tài)，能維持一個等幅連續(xù)的振蕩（從變大到保持不變）。(環(huán)路增益隨著輸出的增大而減小環(huán)路增益隨著輸出的增大而減小)n穩(wěn)定要求穩(wěn)定要求：(3)當外界因素發(fā)生變化時，電路的穩(wěn)定狀態(tài)不受到破壞（保持輸出不變）。(負反饋負反饋)振蕩器保證性能的三點要求起振起振穩(wěn)定穩(wěn)定振蕩器工作

6、示意圖振蕩器工作示意圖11振蕩電路是單口網(wǎng)絡，無須輸入信號就能起振，振蕩電路是單口網(wǎng)絡，無須輸入信號就能起振，起振的信號源來自何處？起振的信號源來自何處？接通電源瞬間引起的電壓、電流突變，電路器件內部噪聲等。接通電源瞬間引起的電壓、電流突變，電路器件內部噪聲等。 初始信號中，滿足相位平衡條件的某一頻率初始信號中，滿足相位平衡條件的某一頻率 0的信號被保的信號被保留（被選出），成為等幅振蕩輸出信號。留（被選出），成為等幅振蕩輸出信號。（從無到有）（從無到有）一般電路初始信號很微弱，放大很小，易被干擾信號淹沒，不能形成一定幅一般電路初始信號很微弱，放大很小，易被干擾信號淹沒，不能形成一定幅度的輸出

7、信號。因此，振蕩器起振階段要求度的輸出信號。因此，振蕩器起振階段要求（由弱到強放大）（由弱到強放大） 起振條件起振條件1)()(00FA2)()(0f0an3.2.1 振蕩器的起振條件振蕩器的起振條件 （正反饋）（正反饋）12起振和平衡條件推導振蕩過程描述（A是放大系數(shù)；F是反饋系數(shù)）第一次循環(huán)：UiAUiAFUi第二次循環(huán)：AFUiA2FUi（AF）2Ui第n次循環(huán)：（AF）（n-1）UiA（AF）（n-1）UiAF（AF）（n-1）（AF）nUi放大電路A選頻網(wǎng)絡0正反饋網(wǎng)絡FUi Ui =AUi Ui =AUi Ui=AFUi 對任意第n次循環(huán)，信號由小到大（起振）的條件：AF1第n次后

8、信號由變大到不變（平衡）的條件：AF=113負反饋穩(wěn)定電路。負反饋穩(wěn)定電路。正反饋產生自激振蕩。正反饋產生自激振蕩。若環(huán)路增益若環(huán)路增益1 FA則則， fidXX去掉去掉， iXoX仍有穩(wěn)定的輸出。仍有穩(wěn)定的輸出。 又又fafa AFFAFA所以等幅振蕩條件為所以等幅振蕩條件為1)()( FA振幅平衡條件振幅平衡條件2)()(fan相位平衡條件相位平衡條件 Xo 基基本本放放大大 電電路路 Xid A Xf+Xi反反饋饋網(wǎng)網(wǎng)絡絡F同學們注意與負反饋同學們注意與負反饋方框圖的角度差別方框圖的角度差別3.2.2 振蕩器的平衡條件振蕩器的平衡條件1800180014n在接通電源后，依據(jù)放大器大振幅的

9、非線性抑制作用，環(huán)路增益T(j)具有隨振蕩器電壓振幅Ui增大而下降的（非線性）特性，n結論： 振蕩器起振后，振蕩幅度不會無限增長下去（因為放大器大振幅的非線性的失真抑制作用），而是在某一點處于平衡狀態(tài)。因此，反饋振蕩器可以既滿足起振條件，又滿足平衡條件。 平衡條件分析UiAT(j)Ui10AA點15 平衡表示，平衡表示，第n次循環(huán)時輸出信號與輸入相等，輸出信號與輸入相等，所以：振幅平衡條件從所以：振幅平衡條件從 AF1 到到AF=1 。（由增到不（由增到不增增）平衡條件分析（黃色底紋部分）第n次循環(huán)前后信號通式：（AF）（n-1）Ui（AF）nUi輸出大到一定程度輸出大到一定程度(A點點)時時

10、,放大倍數(shù)放大倍數(shù)A下降，下降， 且且AF從大于從大于1變?yōu)樽優(yōu)锳F等于等于116 以上分析了保證振蕩器由弱到強地建立起以上分析了保證振蕩器由弱到強地建立起振蕩的起振條件和產生等幅振蕩的平衡條件。振蕩的起振條件和產生等幅振蕩的平衡條件。 實際上，平衡狀態(tài)下的振蕩器仍然受到外界因素實際上，平衡狀態(tài)下的振蕩器仍然受到外界因素變化的影響而可能引起幅度和頻率不穩(wěn)。因此，還應變化的影響而可能引起幅度和頻率不穩(wěn)。因此，還應該分析保證振蕩器的平衡狀態(tài)不因外界因素變化而受該分析保證振蕩器的平衡狀態(tài)不因外界因素變化而受到破壞的穩(wěn)定條件到破壞的穩(wěn)定條件(這里這里,外界因素變化有一定限制外界因素變化有一定限制)。

11、穩(wěn)定條件也分為穩(wěn)定條件也分為振幅穩(wěn)定振幅穩(wěn)定與與相位穩(wěn)定相位穩(wěn)定兩種。以兩種。以下分別討論之。下分別討論之。3.2.3振蕩器的穩(wěn)定條件振蕩器的穩(wěn)定條件穩(wěn)定不穩(wěn)定17 要保證外界因素變化時振幅相對穩(wěn)定，就是要：當振幅變要保證外界因素變化時振幅相對穩(wěn)定，就是要：當振幅變化時，化時，AF的大小朝反方向變化（平衡點附近）。的大小朝反方向變化（平衡點附近）。0:omQomomVVVA振幅穩(wěn)定條件1）振幅穩(wěn)定條件）振幅穩(wěn)定條件-保持振幅平衡保持振幅平衡一般要避免硬自激輸出大到一定程度輸出大到一定程度(Q點點)時時,放大倍數(shù)下降，反向變化放大倍數(shù)下降，反向變化 且且AF從大于從大于1變?yōu)樽優(yōu)锳F小于小于1(

12、小于小于Q點點AF1，Q點點AF=1，大于大于Q點點AF1)另為了使另為了使振蕩器的環(huán)路增益T 隨信號的變化曲線變陡，產生變陡，產生自偏壓效應，自偏壓效應，一般加入一般加入RE電阻。電阻。具體分析見下頁具體分析見下頁在實際電路中，為了幫助振蕩器在起振過程中，將1fTAk1fTAk狀態(tài)快速調節(jié)為平衡時的狀態(tài)，從而減弱管子的非線性工作程度，以改善輸出信號波形，減少失真，通常采用圖3.1.9所示的電路形式，這是一帶有直流負反饋電阻ER的振蕩電路。 圖3.1.9 振蕩器的偏置效應 18、 電阻的作用是：電路在剛起振時，讓正反饋占主導；而在起振過程中，隨著幅度的增大，使負反饋量隨之增加，從而降低放大器增

13、益，達到平衡，圖中偏置電阻 、 、 使晶體管的靜態(tài)工作點為 ，工作點處的偏置電壓是 1BR2BRERQBEQBBBQBEQEVVIRIR21221/BBBBBBCCBBRRRRRRVV，圖3.1.9 振蕩器的偏置效應（b）偏置電路 其中19 起振時晶體管處于甲類狀態(tài)，增益較高，起振后，隨著 不斷增大，晶體管進入非線性區(qū)，導致電流 正負半周不對稱（見圖3.1.9（c）， 的平均分量 增大，使 ，在發(fā)射極電阻 上的壓降 增大。同理， 的平均分量 也相應增大。結果是在起振過程中晶體管的直流工作點變?yōu)閕V()ECiiEi0EI0EEQII0EEIRERBi0BI00BEBBBBEEVVIRIR圖3.1

14、.9 振蕩器的自偏置效應20截止區(qū)的rbe大，等于負載大，Qe減小少 直流偏置隨著起振的過程不斷降低，工作點不斷左移，放大器工作狀態(tài)從甲類向乙類，甚至丙類過渡（見右圖）。上述現(xiàn)象稱之為振蕩器中的自偏自偏壓效應。壓效應。工作點越低，放大器的增益越小，從而在起振的過程中環(huán)路增益不斷降低，最終達到振幅平衡。圖3.1.9 振蕩器的自偏置效應圖3.1.10 具有自偏壓的振蕩器環(huán)路增益iV 振蕩器的環(huán)路增益T 隨 的變化曲線如圖3.1.10中虛線所示。21 這樣，對選頻回路 值的影響就很小，也即對選頻回路的選頻性能影響就很小，從而對振蕩器的頻率穩(wěn)定性有益。Q 由圖3.1.10知，環(huán)路增益的變化率要比固定偏

15、置的振蕩器陡。 采用自偏置方法的優(yōu)點優(yōu)點是避免了通過晶體管的飽和來達到振幅平衡，而是讓晶體管在振蕩周期的一周內有一部分時間是截止的（截止時（截止時R相對飽和時相對飽和時R要大，按照要大，按照Qe公式，截止時公式，截止時Qe較大）較大）。2223 相位穩(wěn)定條件是指相位平衡條件遭到破壞時，相位平相位穩(wěn)定條件是指相位平衡條件遭到破壞時，相位平衡能重新建立，且仍能保持相對穩(wěn)定的振蕩頻率。衡能重新建立，且仍能保持相對穩(wěn)定的振蕩頻率。外部外部擾動擾動 穩(wěn)定原理：穩(wěn)定原理： 頻率頻率 相位相位 頻率頻率 tttd)()(2）相位平衡的穩(wěn)定條件）相位平衡的穩(wěn)定條件由公式推導由并聯(lián)選頻電路得相位角下標的含義見書

16、P25624 12QQ 0011L0jQAAvv00arctanQ外界因素的變化同樣會破壞相位平衡條件，使環(huán)路相移偏離2n。相位穩(wěn)定條件是指相位條件一旦被破壞時環(huán)路能自動恢復T=2n所應具有的條件。25n 振蕩電路中，振幅的穩(wěn)定依靠放大電路自身非線性，相位穩(wěn)定條件是依靠具有負斜率相頻特性的并聯(lián)諧振回路來滿足，且越大，Z()隨增加而下降的斜率就越大，振蕩器的穩(wěn)定度也就越高。振蕩器穩(wěn)定條件小結振蕩器穩(wěn)定條件小結263.2.3 正弦振蕩電路的基本組成 從上面的討論可知，要使反饋振蕩器能夠產生持續(xù)的等幅從上面的討論可知，要使反饋振蕩器能夠產生持續(xù)的等幅振蕩，必須滿足振蕩的起振條件、平衡條件和穩(wěn)定條件，

17、它們振蕩，必須滿足振蕩的起振條件、平衡條件和穩(wěn)定條件，它們是缺一不可的。因此，反饋型正弦波振蕩器應該包括：是缺一不可的。因此，反饋型正弦波振蕩器應該包括： (1)放大電路； (2)選頻網(wǎng)絡； (3)正反饋網(wǎng)絡；（有時與選頻網(wǎng)絡合二為一，如三點式）（有時與選頻網(wǎng)絡合二為一，如三點式） (4)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)（有時與上面網(wǎng)絡合二為一與上面網(wǎng)絡合二為一,如：并聯(lián)選頻如：并聯(lián)選頻 網(wǎng)絡的負斜網(wǎng)絡的負斜率相位特性）。率相位特性）。見書P60頁271、放大（合適偏置-軟自激,放大倍數(shù)隨輸入大小自動調整-放大的非線性,在不同時間滿足條件AF1，AF=1； AF / Ui0）2、反饋（正）支路（T=n 2，使AF1

18、）3、選頻（并聯(lián)）支路（ / f0穩(wěn)定相位，選出所需頻率 ）滿足條件的對應實際電路框圖分析電路名稱放大（平衡點附近A隨輸入變化反向變化）反饋（正）支路選頻（并聯(lián)）支路滿足條件（或電路目的）AF1，AF=1； AF / Ui0T=n 2AF始終穩(wěn)定大于等于1 / f0選出所需頻率，穩(wěn)定相位條件的分析放大到一定程度失真自身非線性限幅；負斜率（軟自激）必須正反饋w=wo時輸出最大，選出需要的信號；并聯(lián)諧振電路負斜率的相頻特性 28反饋型振蕩器原理小結反饋型振蕩器是由放大器和反饋網(wǎng)絡組成的一個閉合環(huán)路, 放大器通常是以某種選頻網(wǎng)絡作負載, 是一調諧放大器, 反饋網(wǎng)絡一般是由無源器件組成的線性網(wǎng)絡。 2

19、9振蕩器具體電路分析振蕩器具體電路分析3.3.1 互感耦合振蕩器互感耦合振蕩器(圖見書圖見書P61)3.3.2 LC三端式振蕩器相位平衡條件三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則的判斷準則(圖見書圖見書P62)3.3.3 電感反饋式三端振蕩器電感反饋式三端振蕩器 ( (哈特萊振蕩器哈特萊振蕩器) )3.3.4 電容反饋式三端振蕩器電容反饋式三端振蕩器 ( (考畢茲振蕩器考畢茲振蕩器) )3.3 具體具體LC正弦振蕩電路正弦振蕩電路本節(jié)重點：具體電路圖、原理、正常振蕩的條件判斷30 放大器與振蕩器本質上都是將直流電能轉化為交流電放大器與振蕩器本質上都是將直流電能轉化為交流電能，不同在于：放大器需要外

20、加控制信號而振蕩器不能，不同在于：放大器需要外加控制信號而振蕩器不需要。因此，將放大回路的輸出正反饋回輸入端，以需要。因此，將放大回路的輸出正反饋回輸入端，以提供控制能量轉換的信號，就可能形成振蕩器。提供控制能量轉換的信號，就可能形成振蕩器。 如果由如果由LC諧振回路通過電感互相耦合將輸出信諧振回路通過電感互相耦合將輸出信號送回輸入回路，所形成的是互感耦合振蕩器。號送回輸入回路，所形成的是互感耦合振蕩器。 由互感耦合同名端定義可判知，反饋網(wǎng)絡形成由互感耦合同名端定義可判知，反饋網(wǎng)絡形成正反饋時，滿足相位平衡條件。如果再滿足振幅的正反饋時，滿足相位平衡條件。如果再滿足振幅的起振和平衡條件，就符合

21、振蕩器基本條件。起振和平衡條件，就符合振蕩器基本條件。 互感耦合振蕩器定義互感耦合振蕩器定義313.3.1互感耦合振蕩器分為：互感耦合振蕩器分為： 調集電路，調集電路和調集電路（看選頻電路在三極管哪個極來區(qū)分）(a)調集電路(c)調發(fā)電路(b)調基電路并聯(lián)諧振接在基極的為調基，余類推（其他條件（其他條件-靜靜態(tài)、旁路等條件同態(tài)、旁路等條件同低頻，這里不再重低頻，這里不再重復，可簡單復習）復，可簡單復習）看書P61，會判斷類型和正常振蕩條件3.3 具體具體LC正弦振蕩電路正弦振蕩電路:互感互感,三點式三點式 反饋振蕩器的組成框圖如反饋振蕩器的組成框圖如圖所示。 其主網(wǎng)絡一般由放其主網(wǎng)絡一般由放大

22、器件和選頻網(wǎng)絡組成的放大器大器件和選頻網(wǎng)絡組成的放大器, 反饋網(wǎng)絡一般由無源器反饋網(wǎng)絡一般由無源器件組成。件組成。a、b圖圖為變壓器（互感）耦合調集反饋振蕩器。為變壓器（互感）耦合調集反饋振蕩器。(a)原理電路 (b)交流通路 組成框圖由正反饋的觀點來分析振蕩的條件互感耦合振蕩器只需要同名端互感耦合振蕩器只需要同名端合適，合適，要滿足正反饋要滿足正反饋要求會分析具體收音機電路圖中的同名端3233復習同名端概念12i1u212111(a)ABCD12i1u212111(b)ABCD互感線圈的同名端是這樣規(guī)定的：如果兩個互感線圈的電流i1和i2所產生的磁通是相互增強的，那么，兩電流同時流入(或流出

23、)的端鈕就是同名端；如果磁通相互削弱，則兩電流同時流入(或流出)的端鈕就是異名端。同名端用標記“”、“*”或“”標出，另一端則無須再標。 引入互感線圈的同名端目的：示意圖不需畫出線圈繞向也知流向。本課程應用：互感線圈的同名端極性相同，同為正或同時為負互感線圈的同名端極性相同，同為正或同時為負34復習復習瞬時極性法判斷正負反饋瞬時極性法判斷正負反饋 反饋：輸出的一部分被返回到輸入端，削弱輸入的為反饋，加強輸入的為正反饋；正負反饋的應用不同.。 正負反饋的判斷：正負反饋的判斷： 用瞬時極性法用瞬時極性法正負分別表示上升、下降（先設輸入正負分別表示上升、下降（先設輸入為上升為上升+，然后逐級判斷上升

24、、下降，然后逐級判斷上升、下降( (正、負），返回到正、負），返回到輸入為正的為正反饋）。輸入為正的為正反饋）。 特別提醒：先設定原點（第一點），最后回到原點瞬時極性法判斷時大致分有源器件和無源器件瞬時極性法判斷時大致分有源器件和無源器件無源器件的極性無源器件的極性-正負不變正負不變有源器件的極性會變有源器件的極性會變-正負會變正負會變有源器件的正負變化見下頁三極管和集成電路復習有源器件的正負變化見下頁三極管和集成電路復習跳轉到第一頁跳轉到第一頁上上一一張張幻幻燈燈片片下下一一張張幻幻燈燈片片2021-11-1636RbRcuitOOiBIBQiBtiCICQtuBEtUBEQbeciCuCE

25、UCEQOuotO UCCC1C2OtO三極管共射放大電路動態(tài)時的波形示意圖分析-輸入與輸出電壓方向相反，輸入與輸出電壓方向相反，輸入（輸入（b點）為正則輸出（點）為正則輸出（c點）為負，點）為負，如發(fā)射極接電阻，則（e點）為正。 uCE=VCCiCRc，負反饋放大器負反饋放大器uiR1Rf3R2Rf2Rf1uo+(c)A1A2R4圖 用瞬時極性法判斷反饋極性的幾個例子 38(a)放大器反饋網(wǎng)絡UfUiUoUfUfUoUiUfLfLC諧振放大器反饋網(wǎng)絡(b)調集電路調集電路1交流等效圖交流等效圖具體分析振蕩電路是否正反饋：本課程：互感耦合振蕩器只需要同名端合適，滿足正反饋本課程：互感耦合振蕩器

26、只需要同名端合適，滿足正反饋39-+調集電路調集電路2交流等效分析交流等效分析分析具體收音機電路圖練習：40（互感耦合振蕩器分三類：調基、調發(fā)、調集）（互感耦合振蕩器分三類：調基、調發(fā)、調集）調基、調發(fā)電路調基、調發(fā)電路判斷正負反饋時，判斷正負反饋時，遇到有遇到有LC串聯(lián)的支路應避串聯(lián)的支路應避開，選單一的開，選單一的L支路，另習慣從發(fā)射極回到初始端。支路，另習慣從發(fā)射極回到初始端。分析書上P92 3.9題互感式LC振蕩器優(yōu)缺（引出三點式LC振蕩器）優(yōu)點：起振容易，電路簡單缺點：因為是電感耦合，高頻特性差，一般頻率較高時不常用。三點式LC振蕩器，特別是電容三點式LC振蕩器的原理電路。下面進行介

27、紹：3.3.3 3.2 .2 三點式振蕩電路三點式振蕩電路電路組成法則（主要是滿足相位條件）電路組成法則（主要是滿足相位條件） 三點式振蕩器是指三點式振蕩器是指LC回路的三個端點與晶體管的回路的三個端點與晶體管的三個電極分別連接而組成的一種振蕩器。其特點是無三個電極分別連接而組成的一種振蕩器。其特點是無單獨的反饋支路，工作頻率可達到幾百兆赫。單獨的反饋支路，工作頻率可達到幾百兆赫。 在三點式電路中，回路中與發(fā)射極相連接的兩個電抗元件必須為同性質，另外一個電抗元件必須為異性質。同同時滿足時滿足 0cebebcXXX圖3.3. 1 三點式振蕩器的原理圖電路組成法則電路組成法則簡稱：射同它異42見書

28、P61433.3.2 LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則 LC三端式振蕩器 1.三點式振蕩器的原理電路 圖（）所示為電容三點式電路，又稱為考畢茲電路，它的反饋電壓取自C1和C2組成的分壓器；圖（）所示為電感三點式電路，又稱為哈脫萊電路，它的反饋電壓取自L1和L2組成的分壓器。從結構上可以看出,三極管的發(fā)射極相接兩個相同性質的電抗元件，而集電極與基極則接不同性質的電抗元件。 44圖 三點式振蕩器的原理電路C1C2iUfUoULL1L2iUfUoUCVV(a)(b)三點式振蕩器的條件示意圖-射同他異45由正反饋的觀點來推導振蕩的條

29、件18001800這里是共射電路4三點式振蕩器條件推導Ic.VUb.Uc.X2X1X3I.IjXUIjXUcb12條件是正反饋條件是正反饋（輸出應該與輸入相差360度），由圖知Ub與Uc應該相差180度（本身經過三極管反向已經有180度） Ub/Uc 0 ，代入上公式，有：X2/X10 推導結果表示X2與X1位于同一象限，即X2與X1為同性元件，又諧振時4結論：結論：4Xeb與與Xce同性質，同性質，4它們與它們與Xcb相異；相異；I為并聯(lián)諧振回路電流，較大，所以忽略三極管支路電流0cbcebeXXX所以X3與X1X2相異相異推導可見書6247 L1和和C1支路應為容性，振蕩器

30、的總振蕩頻率應低于支路應為容性，振蕩器的總振蕩頻率應低于L1和和C1支路支路的串聯(lián)諧振頻率，此時，該支路呈容性，整個回路滿足電容三的串聯(lián)諧振頻率，此時，該支路呈容性，整個回路滿足電容三端式的相位條件。端式的相位條件。振蕩器的振蕩頻率振蕩器的振蕩頻率2121210)(1CCCCLL實際電路不可能是純電容或純電感，實際電路不可能是純電容或純電感，具體振蕩條件具體振蕩條件舉例與分析舉例與分析:)1(wcwLjrRZ阻抗公式48 如果正反饋網(wǎng)絡由如果正反饋網(wǎng)絡由LC諧振回路中的電感分壓電路將輸出信號諧振回路中的電感分壓電路將輸出信號送回輸入回路，所形成的是電感反饋式三端振蕩器。送回輸入回路，所形成的是

31、電感反饋式三端振蕩器。(+)(-)(+)(+)MLMLF12 3.3.3具體分析：電感反饋式三端振蕩器 (哈特萊振蕩器)49L1L2CMLMLF1212LL4容易起振容易起振FA1變電容而不影響變電容而不影響F。4調整頻率方便調整頻率方便4振蕩波形不夠好振蕩波形不夠好高次諧波反饋較強，高次諧波反饋較強，波形失真較大。波形失真較大。4不適于很高頻率工作不適于很高頻率工作分布電容和極間電容并聯(lián)于分布電容和極間電容并聯(lián)于L1與與L2兩端，兩端，F(xiàn)隨頻率變化而改變。甚至改變極性不能振蕩隨頻率變化而改變。甚至改變極性不能振蕩ieCoeCL1L2CoVfV)(HPF 高通電感反饋式三端振蕩器電感反饋式三端

32、振蕩器特點特點:012122fLCLLLM50211211CCwCwCF 如果正反饋網(wǎng)絡由如果正反饋網(wǎng)絡由LC諧振回路中的電容分壓電路將輸出信號諧振回路中的電容分壓電路將輸出信號送回輸入回路，所形成的是電容反饋式三端振蕩器。送回輸入回路，所形成的是電容反饋式三端振蕩器。3.3.4具體分析：電容三點式(考畢茲振蕩器)旁路電容和耦合電容的電容值至少要比回路電容值大一個數(shù)量級以上。旁路電容和耦合電容的電容值至少要比回路電容值大一個數(shù)量級以上。 有些電路里有些電路里Rc為高頻扼流圈，其作用是為直流提供通路而又不影響諧振回路工作特性。對于高為高頻扼流圈，其作用是為直流提供通路而又不影響諧振回路工作特性。

33、對于高頻振蕩信號，旁路電容和耦合電容可近似為短路，高頻扼流圈可近似為開路。頻振蕩信號，旁路電容和耦合電容可近似為短路，高頻扼流圈可近似為開路。 51C1C2LC1C2L電路的特點電路的特點: :ieCoeCoVfV變電容影響變電容影響F，變電感不便。，變電感不便。4調整頻率不太方便調整頻率不太方便4輸出波形較好輸出波形較好高次諧波反饋較弱，高次諧波反饋較弱，波形接近正弦波。波形接近正弦波。4頻率穩(wěn)定度較好頻率穩(wěn)定度較好分布電容和極間電容并聯(lián)于分布電容和極間電容并聯(lián)于C1與與C2兩端，被較大兩端，被較大C1與與C2 吸收。吸收。4適用于較高的工作頻率適用于較高的工作頻率甚至可只利用器件的輸入電容

34、甚至可只利用器件的輸入電容和輸出電容達到振蕩目的。和輸出電容達到振蕩目的。電容三端振蕩器電路特點523.2.1 C1C2VTL3C3L1L2L3C2C1L1VTVTa）b）c）答：答：由圖a可知， X1為電容， X2為電容，X3為電感，不符合三點式電路的組成原則-射同它異射同它異，故圖a）不能振蕩。 由圖b可知，X1為電感，X2為電感，X3為電容，符合三點式電路的組成原則，故b）的電路能振蕩。 由圖c可知X2為電容，X3為電感，若X1支路中L1C1呈容性時，則圖c）的電路符合三點式電路的組成原則，故能振蕩。例題分析例題分析回路總導納回路總導納LCLCRBGY1jj Is C L Rp 1) p

35、時，時， B p時，時， B 0呈容性。呈容性。電納性質隨頻率變化的規(guī)律：電納性質隨頻率變化的規(guī)律：并聯(lián)選頻電路：電納性質隨頻率變化規(guī)律注意與串聯(lián)注意與串聯(lián)諧振的區(qū)別諧振的區(qū)別諧振時，電感、電容消失了！呈純電阻特性諧振時，電感、電容消失了！呈純電阻特性53LCB10回路失諧（回路失諧（）時，串聯(lián)回路阻抗增加，相移值）時，串聯(lián)回路阻抗增加，相移值( )0 00( )0 時，時，串聯(lián)回路阻抗呈容性。，串聯(lián)回路阻抗呈容性。當當54XRZj)1( jCLR + C Vs L R CLX1551) 0時，時， X 0時，時， X 0呈感性。呈感性。阻抗性質隨頻率變化的規(guī)律：阻抗性質隨頻率變化的規(guī)律：諧振

36、時，電感、電容作用抵消！呈純電阻特性諧振時，電感、電容作用抵消！呈純電阻特性阻抗性質隨頻率變化規(guī)律LCLCBGY1jrj)1( jjCLRXRZB 0呈容性。呈容性。電納性質隨頻率變化的規(guī)律：電納性質隨頻率變化的規(guī)律：串聯(lián)串聯(lián)并聯(lián)并聯(lián)LCB1CLX1 例例 3.2.2 在例圖3.2.4所示振蕩器交流等效電路中，三個LC并聯(lián)回路的諧振頻率分別是： 1111(2)fLC2221(2)fL C3331(2)fL C試問 1f2f3f、 、 滿足什么條件時該振蕩器能正常工作？ 圖3.2.4 例3.2.2圖56思路：設L1C1支路的串聯(lián)諧振頻率為f01，其他類推，振蕩回路的總頻率f0看成工作頻率f，因為

37、是并聯(lián)選頻電路，當f f0 1時，一支路為容性，其他類推 。解解：由圖可知，只要滿足三點式組成法則，該振蕩器就能正常工作。 一、若組成電容三點式， 則在振蕩頻率 處 1oscf11CL回路與 22CL回路應呈現(xiàn)容性， 33CL回路應呈現(xiàn)感性。所以應滿足 1213oscffff或 2113oscffff二、若組成電感三點式，則在振蕩頻率 2oscf處， 11CL回路與 22CL回路應呈現(xiàn)感性， 33CL回路應呈現(xiàn)容性，所以應滿足 1223oscffff2123oscffff或 57在這里，振蕩頻率f0sc1是工作頻率58 評價振蕩器頻率的主要指標有兩個，即：準確度與評價振蕩器頻率的主要指標有兩個

38、，即：準確度與穩(wěn)定度。振蕩器實際工作頻率穩(wěn)定度。振蕩器實際工作頻率f與標稱頻率與標稱頻率 f 0之間的偏之間的偏差，稱為振蕩頻率準確度。差，稱為振蕩頻率準確度。 通常分為絕對頻率準確度與相對頻率準確度兩種，其表通常分為絕對頻率準確度與相對頻率準確度兩種，其表達式為達式為 振蕩器的頻率穩(wěn)定度是指在一定時間間隔內，頻率準確振蕩器的頻率穩(wěn)定度是指在一定時間間隔內，頻率準確度的變化。度的變化。3.4振蕩器的改進：頻率穩(wěn)定問題定義：書P6959根據(jù)所指定的時間間隔不同，頻率穩(wěn)定度可分為長期根據(jù)所指定的時間間隔不同，頻率穩(wěn)定度可分為長期頻率穩(wěn)定度、短期頻率穩(wěn)定度和瞬間頻率穩(wěn)定度三種。頻率穩(wěn)定度、短期頻率穩(wěn)

39、定度和瞬間頻率穩(wěn)定度三種。影響振蕩頻率的有如下三種因素：影響振蕩頻率的有如下三種因素：）振蕩回路參數(shù)）振蕩回路參數(shù)與與;）回路電阻）回路電阻；）有源器件的參數(shù)。）有源器件的參數(shù)。頻率穩(wěn)定問題60提高頻率穩(wěn)定度的措施 兩方面入手（含電路設計和元器件的選擇） ：減少外界干擾；提高自身電路的標準性 1. 提高振蕩回路的標準性提高振蕩回路的標準性 振蕩回路的標準性是指回路元件和電容的標準性。溫度是影響的主要因素:溫度的改變,導致電感線圈和電容器極板的幾何尺寸將發(fā)生變化,而且電容器介質材料的介電系數(shù)及磁性材料的導磁率也將變化,從而使電感、電容值改變。 2. 減少晶體管的影響減少晶體管的影響 極間電容將影

40、響頻率穩(wěn)定度,在設計電路時應盡可能減少晶體管和回路之間的耦合。另外,應選擇fT較高的晶體管,fT越高,高頻性能越好,可以保證在工作頻率范圍內均有較高的跨導,電路易于起振;而且fT越高,晶體管內部相移越小。 書P6961提高頻率穩(wěn)定度的措施3. 提高回路的品質因數(shù)提高回路的品質因數(shù) 我們先回顧一下相位穩(wěn)定條件,要使相位穩(wěn)定,回路的相頻特性應具有負的斜率,斜率越大,相位越穩(wěn)定。根據(jù)LC回路的特性,回路的Q值越大,回路的相頻特性斜率就越大,即回路的Q值越大,相位越穩(wěn)定。4. 減少電源、負載等的影響減少電源、負載等的影響 電源電壓的波動,會使晶體管的工作點、電流發(fā)生變化,從而改變晶體管的參數(shù),降低頻率

41、穩(wěn)定度。為了減小其影響,振蕩器電源應采取必要的穩(wěn)壓措施。負載電阻并聯(lián)在回路的兩端,這會降低回路的品質因數(shù),從而使振蕩器的頻率穩(wěn)定度下降。 5.使用改進電路使用改進電路（此為課程研究重點詳見下面改進電路敘述）改進電路改進電路1 -晶體振蕩器；改進電路晶體振蕩器；改進電路2-克拉潑電路；克拉潑電路；改進電路改進電路3-西勒電路西勒電路62 盡管電容盡管電容三端式振蕩器較三端式振蕩器較電感電感三端式振蕩器的穩(wěn)定性好，三端式振蕩器的穩(wěn)定性好，但是它是調節(jié)但是它是調節(jié)電容電容C1C1和和C2C2使頻率改變，而調使頻率改變，而調C1C1，C2C2會使反會使反饋系數(shù)改變饋系數(shù)改變 （F= F= C1/C2

42、C1/C2 ）1.1. 克拉潑電路克拉潑電路（也稱串聯(lián)改進型振蕩電路也稱串聯(lián)改進型振蕩電路 ） 3.4.1改進電路改進電路1-克拉潑電路克拉潑電路振蕩電路改進電路改進電路該電路的特點是在電感支路中串接一個容量較小的電容C3。此電路又稱為克拉潑電路。其交流通路見圖63克拉潑電路特點（調（調f時，反饋系數(shù)不變，但時，反饋系數(shù)不變，但接入系數(shù)會變接入系數(shù)會變 ） 3211111CCCC21CCF131ceCCCCp232beCCCCp311LCLCn回路總電容C為031122fLCLC64VC1C2LC3ReRb2CbRb1Rc(a)UCCLC3C1C2CbeCceVCcb(b)圖 克拉波電路及交流

43、通路克拉波電路及交流通路65 2.2.西勒電路西勒電路（并聯(lián)改進型振蕩電路） LC1C2C3C4AB3.4.2改進電路改進電路2-西勒電路西勒電路 通常,C3大于C4，但為同一數(shù)量級的電容，故回路總電容CC3+C4。西勒電路的振蕩頻率為)(1143CCLLC131ceCCCCp232beCCCCp改進電路改進電路2-西勒（Selier）電路（也稱（也稱并聯(lián)改進型振蕩電路書P74） 西勒電路是在克拉潑電西勒電路是在克拉潑電路基礎上，在電感兩端并聯(lián)路基礎上，在電感兩端并聯(lián)了一個小電容了一個小電容C4 回路等效電容回路等效電容 123434122313CC CCCCCCCC CCC振蕩頻率振蕩頻率3

44、41122()oscfLCL CC3.3.4 通常,C3大于C4，但為同一數(shù)量級的電容，故回路總電容CC3+C4。西勒電路的振蕩頻率為由于調頻率時，C1C2不變，所以反饋系數(shù)不變；又C4與L并聯(lián)且C3大于C4 ，所以接入系數(shù)也不變，故此電路反饋系數(shù)和接入系數(shù)均不變，目前實際電路最常采用。圖3.3.3 西勒振蕩電路6667西勒電路西勒電路電路特點（調（調f時，反饋系數(shù)和時，反饋系數(shù)和接入系數(shù)均接入系數(shù)均不變）不變）)(1143CCLLC131ceCCCCp232beCCCCp 與克拉潑電路相比，西勒電路不僅頻率穩(wěn)定性高，頻率調節(jié)方便，而且調頻率時，反饋系數(shù)和接入系數(shù)均不變 ，因此，是目前應用廣泛

45、的一種三點式振蕩電路。 4332141111CCCCCCC21CCF68圖 西勒振蕩電路及交流通路VC1C2LC3ReRb2CbRb1RcC2C4(a)UCCLC3C1C2CbeCceVC4(b)西勒振蕩電路及交流通路693.4.3改進電路改進電路3 -晶體振蕩器石英諧振器的特性 石英諧振器（簡稱晶體）是利用石英晶體（二氧化硅）的壓電效應而制成的一種諧振元件。它的內部結構如圖所示，在一塊石英晶片的兩面涂上銀層作為電極，并從電極上焊出引線固定于管腳上，通常做成金屬封裝的小型化元件。 70圖 石英諧振器 晶片石英諧振器結構71q1q3q5C0LqCqrqC0(a)(b)基次和泛音諧振的示意圖基次諧

46、振的示意圖基次和泛音諧振的示意圖72圖 晶體的阻抗頻率特性感性Xe容性容性ps晶體的阻抗頻率特性73n1.并聯(lián)型晶體振蕩電路n 并聯(lián)型晶振電路的工作原理和一般三點式LC振蕩器相同，只是把其中的一個電感元件用晶體置換，目的是保證反饋電壓中僅包含所需要的基音頻率或泛音頻率，而濾除其它的奇次諧波分量。n由于由于晶體很穩(wěn)定，晶體很穩(wěn)定，Q值極高，通頻帶很窄，值極高，通頻帶很窄，使得輸出的頻率非常穩(wěn)定。使得輸出的頻率非常穩(wěn)定。 具體晶體振蕩電路74UCCVC1C2R3CbLcR1BCcR2C1C2LR3C0LqCqrqV晶 體RLRL(a)(b)晶體振蕩實例：并聯(lián)型圖皮爾斯晶體振蕩電路見書

47、P76并聯(lián)型晶體三點式振蕩電路，晶體當電感用75泛音泛音：晶體振動的機械諧波。泛音頻率與基頻頻率之比接近整數(shù)倍但不是整數(shù)倍，這是它與電氣諧波的主要區(qū)別。泛音振動有3次泛音，5次泛音，7次泛音，9次泛音-基次基頻（n-1）f0等。 q1q3q5C0LqCqrqC0(a)(b)76 從基次和泛音諧振的示意圖 中可以看到, 在石英晶振的完整等效電路中, 不僅包含了基頻串聯(lián)諧振支路, 還包括了其它奇次諧波的串聯(lián)諧振支路, 這就是前面所說的石英晶振的多諧性。但泛音晶體所工作的奇次諧波頻率越高, 可能獲得的機械振蕩和相應的電振蕩越弱。 在工作頻率較高的晶體振蕩器中, 多采用泛音晶體振蕩電路。泛音晶振電路與

48、基頻晶振電路有些不同。在泛音晶振電路中, 為了保證振蕩器能準確地振蕩在所需要的奇次泛音上, 不但必須有效地抑制掉基頻和低次泛音上的寄生振蕩, 而且必須正確地調節(jié)電路的環(huán)路增益, 使其在工作泛音頻率上略大于1, 滿足起振條件, 而在更高的泛音頻率上都小于1, 不滿足起振條件。 泛音晶振電路條件泛音晶振電路條件77 在實際應用時, 可在三點式振蕩電路中, 用一選頻回路來代替某一支路上的電抗元件, 使這一支路在基頻和低次泛音上呈現(xiàn)的電抗性質不滿足三點式振蕩器的組成法則, 不能起振； 而在所需要的泛音頻率上呈現(xiàn)的電抗性質恰好滿足組成法則, 達到起振。 圖（）給出了一種并聯(lián)型泛音晶體振蕩電路。 假設晶體

49、基頻為MHz,所需泛音晶振為五次泛音, 標稱頻率為MHz, 則1回路必須調諧在三次和五次泛音頻率之間。這樣, 在 MHz 頻率上, 1回路呈容性, 振蕩電路滿足組成法則。對于基頻和三次泛音頻率來說, 1回路呈感性, 電路不符合組成法則, 不能起振。 泛音振蕩電路分析78 而在七次及其以上泛音頻率, LC1回路雖呈現(xiàn)容性, 但等效容抗減小, 從而使電路的電壓放大倍數(shù)減小, 環(huán)路增益小于1, 不滿足振幅起振條件。 LC1回路的電抗性如(b)圖所示。 泛音振蕩電路分析79泛音晶體振蕩電路分析 a泛音晶體振蕩電路 b圖LC一支路的電抗頻率特性（橫坐標1、2、3為泛頻次數(shù)） C1C2L1BV(a)012

50、34567fXe(b)加了限頻電路加了限頻電路L1C1，只有頻率大于某值（為泛頻）時，只有頻率大于某值（為泛頻）時，該電路呈容性，才滿足射同它異。該電路呈容性，才滿足射同它異。（基頻和（基頻和3次泛頻時，一支路為感性，不滿足振蕩的相位條件）次泛頻時，一支路為感性，不滿足振蕩的相位條件）按電抗頻率特性圖，本電路5次泛音時能夠振蕩而在七次及其以上泛音頻率而在七次及其以上泛音頻率, LC1回路雖呈現(xiàn)容性回路雖呈現(xiàn)容性, 但等效容抗減小但等效容抗減小, 從從而使電路的電壓放大倍數(shù)減小而使電路的電壓放大倍數(shù)減小, 環(huán)路增益小于環(huán)路增益小于1, 不滿足振幅起振條件不滿足振幅起振條件。 80n 2. 串聯(lián)型

51、晶體振蕩電路n 頻率穩(wěn)定度完全取決于晶體的穩(wěn)定度。諧振回路的頻率為012fLC串聯(lián)型晶體振蕩電路81VC1C2LC3ReCbR1UCCR2RC4VBBLC3C1C2Re(a)(b)串聯(lián)型晶體振蕩-晶體當導線用823.5 振蕩電路振蕩電路（本部分了解）（本部分了解） 當要求產生頻率在幾十千赫以下的正弦波信號時, 如仍采用回路作選頻網(wǎng)絡, 則所需回路電感量很大, 使元件體積增大, 且使用不方便。 這時, 可以改用電路作選頻網(wǎng)絡, 同時采用晶體管或集成電路作為放大器, 組成振蕩器。振蕩器也是一種反饋型振蕩器, 用于產生低頻正弦波信號。 下 圖 是三種常用的選頻網(wǎng)絡電路及其電壓傳輸系數(shù)（j）和頻率特性

52、。其中, 導前移相電路和滯后移相電路分別具有高通濾波和低通濾波的特性, 其幅頻特性分別是單調遞增和單調遞減曲線, 選頻特性很差； 串并聯(lián)選頻電路具有類似回路的帶通濾波特性, 但選擇性能不如回路。 三種電路均具有負斜率的相頻特性, 滿足振蕩器的相位穩(wěn)定條件。 83三種常用選頻網(wǎng)絡頻率特性84 由圖可知, 串并聯(lián)選頻電路在=0處的相移為零, 所以, 為了形成正反饋, 必須采用同相放大器。通?？梢圆捎脙杉壒采潆娐方M成, 或者采用同相集成運算放大器。后者所組成的振蕩電路如圖（）所示。（）圖可以改畫成如（）圖所示的文氏電橋電路形式, 因而稱為文氏電橋振蕩器。 與振蕩器相同, 振蕩器也必須滿足起振、 平衡

53、和穩(wěn)定三個條件。 3.5.1文氏電橋振蕩器文氏電橋振蕩器85圖文氏電橋振蕩器圖文氏電橋振蕩器圖86 文氏電橋振蕩器的反饋系數(shù)（即串并聯(lián)選頻電路的傳輸系數(shù)）為：)(3100wwwwjF其中振蕩角頻率RCw10或RCf210所以200)(911wwwwF振蕩器頻率87 所以, 在N()= 處, 有1=0.30, 2=3.30。21 可見, 串并聯(lián)選頻電路的幅頻特性不對稱, 且選擇性較差。 由于串并聯(lián)選頻電路組成的反饋網(wǎng)絡在振蕩頻率0處的增益為, 所以同相運放的起始增益必須大于, 才能滿足環(huán)路增益大于的振幅起振條件。振蕩器的振幅平衡和穩(wěn)定條件是依靠晶體管的非線性特性來滿足的, 而文氏電橋振蕩器由于串

54、并聯(lián)選頻電路的選頻特性差, 不能有效地濾除高次諧波分量, 所以, 放大器必須工作在線性區(qū), 才能保證輸出波形非線性失真小。為此,采用了以下兩個方法：振蕩器振幅起振條件88 () 引入負反饋以減小和限制放大器的增益, 使在開始時放大器增益略大于, 這樣, 環(huán)路增益僅在振蕩頻率0及其附近很窄的頻率段略大于, 滿足振幅起振條件, 而在其余頻段均不滿足正反饋振幅起振條件。 () 在負反饋支路上采用具有負溫度系數(shù)的熱敏電阻（如圖 (a)中的t）。 起振后, 振蕩電壓振幅逐漸增大, 加在t上的平均功率增加, 溫度升高, 使t阻值減小, 負反饋加深, 放大器增益迅速下降。 這樣, 放大器在線性工作區(qū)就會具有

55、隨振幅增加而增益下降的特性, 滿足振幅平衡和穩(wěn)定條件。 振蕩器分析89 可見, 文氏電橋振蕩器是依靠外加熱敏電阻形成可變負反饋來實現(xiàn)振幅的平衡和穩(wěn)定, 這種方法稱為外穩(wěn)幅； 而像振蕩器那樣依靠晶體管本身的非線性特性來穩(wěn)定振幅的方法稱為內穩(wěn)幅。 串并聯(lián)選頻電路的相頻特性具有負斜率, 所以滿足相位穩(wěn)定條件。 振蕩器相位穩(wěn)定條件90 由下圖可知, 一節(jié)導前移相或滯后移相電路實際能產生的相移量小于90(當相移趨近90時, 增益已趨于零）, 所以, 至少要三節(jié)移相電路才能產生180相移。由三節(jié)移相電路和反相放大器就可以組成正反饋振蕩器。 圖473給出了由三節(jié)導前移相電路和集成運放組成的相移振蕩器。該振蕩

56、器的振蕩頻率0和振幅起振條件分別為： RCf6210相移振蕩器相移振蕩器91圖相移振蕩器圖相移振蕩器圖92 相移振蕩器是采用內穩(wěn)幅的振蕩電路, 移相電路的選頻性能又很差, 因而輸出波形不好, 頻率穩(wěn)定度低, 只能用在性能要求不高的設備中。 29RRf相移振蕩器特點933.6 章末小結章末小結 -本章本章重點重點重點：重點： 產生振蕩的條件與原理產生振蕩的條件與原理以及判斷準則以及判斷準則（本課程是相（本課程是相位條件的判斷與分析），位條件的判斷與分析），幾幾種類型振蕩器的典型電路分種類型振蕩器的典型電路分析和比較。析和比較。 本章重點介紹了反饋型正弦波振蕩器原理和本章重點介紹了反饋型正弦波振蕩

57、器原理和幾種常用電路類型。幾種常用電路類型。 分類：分類： 按輸出波形分按輸出波形分 正弦波振蕩器非正弦波振蕩器按選頻回路元件分按選頻回路元件分 RCLC振蕩器振蕩器按原理、性質分按原理、性質分 反饋振蕩器負阻振蕩器振蕩器的定義振蕩器的定義： 振蕩器是一種能自動的將直流電源的能量振蕩器是一種能自動的將直流電源的能量轉變?yōu)樘囟l率和振幅的正弦交變能量的電路。轉變?yōu)樘囟l率和振幅的正弦交變能量的電路。指標：輸出f范圍;輸出幅度范圍; 穩(wěn)定度（特別是頻率）。 943.1 概述定義、分類與指標定義、分類與指標95平平衡衡3. 2反饋型振蕩器的基本工作原理反饋型振蕩器的基本工作原理振蕩器保證性能的三點要

58、求（文字描述的條件）起振起振穩(wěn)定穩(wěn)定振蕩器工作示意圖振蕩器工作示意圖n起振要求起振要求：(1) 接通電源后能夠從無到有，從小到大建立起具有某一固定頻率的正弦波輸出。 (信號源信號源,正反饋正反饋,放大放大,選頻選頻)n平衡要求平衡要求： (2)振蕩器在變大后能進入穩(wěn)態(tài)，能維持一個等幅連續(xù)的振蕩（從變大到保持不變）。(環(huán)路增益隨著輸環(huán)路增益隨著輸出出的增大而減小的增大而減小)n穩(wěn)定要求穩(wěn)定要求：(3)當外界因素發(fā)生變化時，電路的穩(wěn)定狀態(tài)不受到破壞（保持輸出不變）。(負反饋負反饋)96振蕩器的振蕩條件振蕩器的振蕩條件（公式描述的條件）（公式描述的條件）1)()(00FA2)()(0f0an0omQ

59、omomVVVA起振條件起振條件振蕩器的平衡條件振蕩器的平衡條件1)()( FA振幅平衡條件振幅平衡條件2)()(fan相位平衡條件相位平衡條件振蕩器的振蕩器的 穩(wěn)定條件穩(wěn)定條件0)(ZFZY 放大電路A選頻網(wǎng)絡0正反饋網(wǎng)絡FUi Ui =AUi Ui =AUi Ui=AFUi 振幅起振條件振幅起振條件相位起振條件相位起振條件振幅穩(wěn)定條件振幅穩(wěn)定條件相位穩(wěn)定條件相位穩(wěn)定條件97振蕩電路是單口網(wǎng)絡，無須輸入信號就能起振，振蕩電路是單口網(wǎng)絡，無須輸入信號就能起振，起振的信號源來自何處？起振的信號源來自何處？接通電源瞬間引起的電壓、電流突變，電路器件內部噪聲等。接通電源瞬間引起的電壓、電流突變，電路

60、器件內部噪聲等。 初始信號中，滿足相位平衡條件的某一頻率初始信號中，滿足相位平衡條件的某一頻率 0的信號被保的信號被保留（被選出），成為等幅振蕩輸出信號。留（被選出），成為等幅振蕩輸出信號。（從無到有）（從無到有）初始信號很微弱，一般電路是阻尼振蕩，初始信號很微弱，一般電路是阻尼振蕩，初始信號越初始信號越來越小直到消失。不能來越小直到消失。不能形成一定幅度的輸出信號。但振蕩器卻越來越大，振蕩器起振要求如下：形成一定幅度的輸出信號。但振蕩器卻越來越大，振蕩器起振要求如下：（由弱到強放大）（由弱到強放大） 起振條件起振條件1)()(00FA2)()(0f0an振蕩器的起振條件小結與分析振蕩器的起振