第三章正弦波振蕩器

1、第三章第三章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器3.1 3.1 概述概述3.2 3.2 反饋振蕩器的工作原理反饋振蕩器的工作原理3.3 LC3.3 LC正弦波振蕩器正弦波振蕩器3.4 3.4 振蕩器的頻率穩(wěn)定問題振蕩器的頻率穩(wěn)定問題3.5 3.5 石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器3.6 RC3.6 RC正弦波振蕩器正弦波振蕩器3.7 3.7 特殊振蕩現(xiàn)象特殊振蕩現(xiàn)象3.1 3.1 概述概述振蕩器振蕩器 在在沒有外加信號作用沒有外加信號作用下的一種自動將直流電源下的一種自動將直流電源 的能量的能量變換變換為一定波形的交變振蕩能量的裝置為一定波形的交變振蕩能量的裝置振蕩器分類振蕩器分類按原理按原理 反饋式振蕩器

2、反饋式振蕩器 負阻式振蕩器負阻式振蕩器按波形按波形 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RC振蕩器振蕩器LC振蕩器振蕩器石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器微波電子管微波電子管微波半導體器件微波半導體器件各頻段的振蕩器各頻段的振蕩器 本章主要討論正弦波振蕩器的基本原理，并對典型本章主要討論正弦波振蕩器的基本原理，并對典型振蕩電路進行分析。振蕩電路進行分析。3.2 3.2 反饋振蕩器的工作原理反饋振蕩器的工作原理（注意同名端）（注意同名端）主網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)Vo-Vi-Vf- - Vf反饋振蕩器組成方塊圖反饋振蕩器組成方塊圖 閉合環(huán)路成為反饋振蕩器的條件閉合環(huán)路成為反饋振蕩器的條件 組成組

3、成 主網(wǎng)絡(luò)主網(wǎng)絡(luò) 放大器，選頻網(wǎng)絡(luò)放大器，選頻網(wǎng)絡(luò) 反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò) 無源器件無源器件起振條件起振條件平衡條件平衡條件穩(wěn)定條件穩(wěn)定條件一、平衡條件一、平衡條件相位平衡條件相位平衡條件振幅平衡條件振幅平衡條件 T = KF = 1 （開環(huán)增益）（開環(huán)增益）(在諧振頻率點，總相移在諧振頻率點，總相移360度；其他頻率，回路失諧，度；其他頻率，回路失諧，總相移不是總相移不是360度，不能振蕩）度，不能振蕩）設(shè)：放大器的放大倍數(shù)設(shè)：放大器的放大倍數(shù) K，反饋電路的反饋系數(shù)，反饋電路的反饋系數(shù) F自激振蕩條件自激振蕩條件：反饋必須是正反饋；反饋信號足夠大：反饋必須是正反饋；反饋信號足夠大), 2 , 1

4、 ,0n(n2)(oscT二、振蕩的建立和起振條件二、振蕩的建立和起振條件振蕩器閉合電源后，各種電擾動振蕩器閉合電源后，各種電擾動 振蕩器起振的初始激勵振蕩器起振的初始激勵（如晶體管電流的突然增長、電路的熱噪聲等，頻譜很寬）（如晶體管電流的突然增長、電路的熱噪聲等，頻譜很寬） 建立振蕩建立振蕩 LC諧振回路的選頻作用諧振回路的選頻作用 諧振頻率的電壓分量被諧振頻率的電壓分量被選出，幅度微?。淮嬖谶x出，幅度微??；存在正反饋正反饋，經(jīng)反饋和放大的循環(huán)，經(jīng)反饋和放大的循環(huán)過程，建立了振蕩過程，建立了振蕩 起振條件起振條件 KF 1 (且正反饋）且正反饋）振蕩的建立過程振蕩的建立過程Ube增大增大Ub

5、e較小較小起振條件：起振條件：KF 1Ube的幅度增加，振的幅度增加，振蕩電壓增加，但不會蕩電壓增加，但不會無止境增加。因為振無止境增加。因為振蕩幅度增加，晶體管蕩幅度增加，晶體管出現(xiàn)飽和、截止現(xiàn)象，出現(xiàn)飽和、截止現(xiàn)象，ic不是正弦波，但由不是正弦波，但由于諧振回路的選頻性，于諧振回路的選頻性，選出它的基頻分量，選出它的基頻分量，uce仍是正弦形狀。仍是正弦形狀。uce的幅度基本不再增的幅度基本不再增大，振蕩建立過程結(jié)大，振蕩建立過程結(jié)束，波形穩(wěn)定下來。束，波形穩(wěn)定下來。振振 蕩蕩 器器 的的 波波 形形三、穩(wěn)定條件三、穩(wěn)定條件不穩(wěn)定平衡不穩(wěn)定平衡 穩(wěn)定平衡穩(wěn)定平衡 軟激勵放大倍數(shù)放大倍數(shù) K

6、，反饋系數(shù)，反饋系數(shù) F，1/F是一條水平線；是一條水平線；ube較小時，較小時，K1/F，隨著，隨著ube的增長，的增長，K減小，減小，A點：點：KF=1若晶體管的靜態(tài)工作點取得太低，甚至為反偏，而且反饋系數(shù)若晶體管的靜態(tài)工作點取得太低，甚至為反偏，而且反饋系數(shù)F又選得較小時，會出現(xiàn)以下形式，有兩個平衡點又選得較小時，會出現(xiàn)以下形式，有兩個平衡點A、B（一般情況下，都使振蕩電路工作于軟激勵狀態(tài)，避免硬激勵）（一般情況下，都使振蕩電路工作于軟激勵狀態(tài)，避免硬激勵）uB相位穩(wěn)定條件相位穩(wěn)定條件 振蕩角頻率就是相位的變化率振蕩角頻率就是相位的變化率t （相位穩(wěn)定條件（相位穩(wěn)定條件 頻率穩(wěn)定條件頻率

7、穩(wěn)定條件 ） 相位增量相位增量 對頻率的影響：對頻率的影響： 反饋電壓的相位超前了原有電壓相位反饋電壓的相位超前了原有電壓相位 ， 相位超前意味周期縮短相位超前意味周期縮短。若振蕩電壓不斷放大、。若振蕩電壓不斷放大、 反饋、再放大，循環(huán)下去，相位一次比一次超前，反饋、再放大，循環(huán)下去，相位一次比一次超前， 周期縮短，相當于每秒鐘內(nèi)循環(huán)的次數(shù)增加，也周期縮短，相當于每秒鐘內(nèi)循環(huán)的次數(shù)增加，也 即即振蕩頻率不斷地提高。振蕩頻率不斷地提高。 振蕩器的頻率不會因振蕩器的頻率不會因 的出現(xiàn)而不斷的升高或降低的出現(xiàn)而不斷的升高或降低 （諧振回路的相位穩(wěn)定作用）（諧振回路的相位穩(wěn)定作用）穩(wěn)定條件穩(wěn)定條件 曲

8、線斜率為負曲線斜率為負 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0)(oscT0V)(TiAViosc起振條件起振條件平衡條件平衡條件穩(wěn)定條件穩(wěn)定條件 閉合環(huán)路成為反饋振蕩器的條件閉合環(huán)路成為反饋振蕩器的條件 推導：環(huán)路增益推導：環(huán)路增益T隨輸入電壓增加而下降隨輸入電壓增加而下降 由于自給偏壓的作用，振蕩器起振后，隨著振蕩幅度的由于自給偏壓的作用，振蕩器起振后，隨著振蕩幅度的增加，放大器工作狀態(tài)由甲類進入乙類、丙類。增加，放大器工作狀態(tài)由甲類進入乙類、丙類。)cost(cosgUibmc集電極電流集電極電流余弦脈沖電流的幅度余弦脈沖電流的幅度)cos1(gUIbmmaxct（當（當

9、時）時）.bL.c.b.cVRIVV)j(A11平均電壓放大倍數(shù)：平均電壓放大倍數(shù)：max11)(cmcII)cos)(gVIIccbmmaxcmc1111)(A)cos)(gRAcccL1011Ao為小信號線性放大倍數(shù)為小信號線性放大倍數(shù)乙類：乙類：丙類：丙類：50901.)(o301.)(c T=Akf 隨輸入電壓振幅增大而下降隨輸入電壓振幅增大而下降3.3 LC3.3 LC正弦波振蕩器正弦波振蕩器一、一、三點式振蕩電路三點式振蕩電路 定義定義 LC回路引出的回路引出的三個端點三個端點，分別同晶體管，分別同晶體管 的的三個電極三個電極相連相連的振蕩器的振蕩器分類分類 電容三點式電路電容三點

10、式電路 電感三點式電路電感三點式電路電容三點式電容三點式L、C1、C2組成振蕩回路，組成振蕩回路，反饋信號從反饋信號從C2兩端取得，兩端取得，送回到放大器輸入端。扼送回到放大器輸入端。扼流圈流圈Lc避免高頻信號避免高頻信號被旁路、為集電極構(gòu)成直被旁路、為集電極構(gòu)成直流通路（可用流通路（可用Rc代替，但代替，但引入損耗，有載引入損耗，有載Q值下降，值下降，Rc值不能過小值不能過小）。）。 利用利用電容電容C2將諧振回將諧振回路的一部分電壓反饋到基路的一部分電壓反饋到基極上極上電容反饋三點式電容反饋三點式振蕩器振蕩器 等效電路等效電路L振蕩頻率等于振蕩頻率等于 LC諧振諧振頻率時，頻率時，Uce與

11、與Ube（矢量）反相，電流（矢量）反相，電流I滯后滯后Uce90度。反饋電度。反饋電壓壓Uf滯后電流滯后電流I 90度，度，故故Uf與與Ube同相，滿足同相，滿足相位平衡條件。相位平衡條件。 滿足起振條件？滿足起振條件？Uf+ -分析起振條件分析起振條件放大倍數(shù)放大倍數(shù)K、反饋系數(shù)、反饋系數(shù)F，KF1?Rs、Co為晶體管輸出電阻、電容；為晶體管輸出電阻、電容；Ri、Ci為晶體為晶體管輸入電阻、電容；管輸入電阻、電容；Ro為回路諧振電阻。為回路諧振電阻。反饋系數(shù)反饋系數(shù)F等于等于Ueb與與Uce之比，忽略電阻對電容的旁路作用，之比，忽略電阻對電容的旁路作用，可得：可得：i2o1CCCCF把各元件

12、折合到把各元件折合到c-e端端放大倍數(shù)為放大倍數(shù)為iRRK c-e間總電阻間總電阻R為電流放大倍數(shù)為電流放大倍數(shù)得得FF1RRsiF較小時，近似寫為較小時，近似寫為F1RRsisoRnR F)Rn1R1(FRo2si如果如果 時，得時，得F大，等效負載電阻減小，放大倍數(shù)下降，不易起振；大，等效負載電阻減小，放大倍數(shù)下降，不易起振；F過大會使振蕩波形的非線性失真嚴重。因此通常過大會使振蕩波形的非線性失真嚴重。因此通常F選選得較?。ǖ幂^?。?.010.5）。）。iLmnggng1mVIgEQm26電壓分壓比電壓分壓比CCCn211一般取一般取 IEQ = 1 5 mA fT 5fosc RL 1k

13、 n 適中適中一般能滿足起振條件一般能滿足起振條件起振條件起振條件或或12iLmgnggn1fvovk )(A gm為三極管跨導，為三極管跨導，gL為負載等效到振蕩回路的電導，為負載等效到振蕩回路的電導， gi為振蕩器輸入電導，為振蕩器輸入電導，n為反饋系數(shù)。為反饋系數(shù)。振振 蕩蕩 電電 路路電感三點式電感三點式等效電路等效電路 電容三點式電容三點式 電感三點式電感三點式三點式相位判據(jù)三點式相位判據(jù)射同集(基)反兩種三點式振蕩電路比較兩種三點式振蕩電路比較 電容三點式電容三點式 振蕩波形更接近正弦波振蕩波形更接近正弦波 （反饋電壓取自電容，（反饋電壓取自電容， 而電容對高次諧波呈低阻抗，而電容

14、對高次諧波呈低阻抗， 濾除諧波電流能力強）濾除諧波電流能力強） 不便作可變頻率振蕩器不便作可變頻率振蕩器 （用了兩個電容）（用了兩個電容） 電感三點式電感三點式 振蕩波形不好振蕩波形不好 （反饋電壓取自電感，（反饋電壓取自電感， 而電感對高次諧波呈高阻抗，而電感對高次諧波呈高阻抗， 不易濾去高次諧波）不易濾去高次諧波） 可以作可變頻率振蕩器可以作可變頻率振蕩器 （只用一只電容調(diào)頻率）（只用一只電容調(diào)頻率） 考慮輸入、輸出電容考慮輸入、輸出電容CiCi、Co Co （或結(jié)電容（或結(jié)電容CbeCbe、CceCce）CiCo改進電路改進電路克拉潑電路、西勒電路克拉潑電路、西勒電路克拉潑電路克拉潑電路

15、C C3 3C C3 3振蕩器的頻率振蕩器的頻率LC1osci2013CC1CC1C1C13CC3oscLC1其中其中選選 C1 C3，C2 C3 時，時， 振蕩頻率振蕩頻率（與（與 C0 和和 Ci 無關(guān)）無關(guān)） 不穩(wěn)定電容對振蕩頻率的影響減小，且不穩(wěn)定電容對振蕩頻率的影響減小，且C3越小，影響越小。越小，影響越小。 但：但：輸出電阻折算到輸出電阻折算到c-e間的值減小間的值減小 環(huán)路增益減小環(huán)路增益減小 停振停振L,L LR)CCC(RnR2213322)R/R(ReoLLC1、C2愈大愈好？愈大愈好？負載接在負載接在L兩端，折合到兩端，折合到ce端的電阻為：端的電阻為：L2 LRnR接入

16、系數(shù)（分壓比）接入系數(shù)（分壓比）（L兩端的電阻）兩端的電阻）因為因為C1 C3， C2 C3，分壓比可近似為，分壓比可近似為克拉潑電路可以提高頻率穩(wěn)定度，但存在以下缺點：克拉潑電路可以提高頻率穩(wěn)定度，但存在以下缺點：1. C1、C2過大，則振蕩幅度太低（過大，則振蕩幅度太低（n小，小， ?。?。小）。2. 減小減小C來提高來提高fo時，振蕩幅度顯著下降；但時，振蕩幅度顯著下降；但 C減到一定減到一定程度時，可能停振。因此，限制了程度時，可能停振。因此，限制了fo的提高。的提高。3. 用作頻率可調(diào)振蕩器時，振蕩幅度隨頻率增加而下降，用作頻率可調(diào)振蕩器時，振蕩幅度隨頻率增加而下降，在波段范圍內(nèi)幅度不

17、穩(wěn)定。在波段范圍內(nèi)幅度不穩(wěn)定。 LR13CCn )CCCCC(CCCCn323213232西西 勒勒 電電 路路0LCo1C1 C3 ，C2 C3 ，總電容約為，總電容約為C+C3，消除了，消除了Ci、Co對振蕩頻率的影響。對振蕩頻率的影響。 在波段范圍內(nèi)幅度較穩(wěn)定在波段范圍內(nèi)幅度較穩(wěn)定 分壓比分壓比n和和C無關(guān)，調(diào)節(jié)無關(guān)，調(diào)節(jié)C改變頻率時，改變頻率時，n不變。不變。 頻率穩(wěn)定性好頻率穩(wěn)定性好 C3的大小對電路性能有很大影響的大小對電路性能有很大影響 C3不能太大不能太大，否則振蕩頻率有，否則振蕩頻率有C3和和L決定，因而將決定，因而將限制頻率調(diào)節(jié)的范圍。此外，也不利于消除限制頻率調(diào)節(jié)的范圍。

18、此外，也不利于消除Co和和Ci對頻率穩(wěn)定的影響。對頻率穩(wěn)定的影響。 C3過小，過小，分壓比降低，振分壓比降低，振蕩幅度較小。蕩幅度較小?？死瓭婋娐房死瓭婋娐肺骼针娐肺骼针娐?LC3串聯(lián)代替原來的串聯(lián)代替原來的 L C1 C3 ，C2 C3 振蕩頻率主要由振蕩頻率主要由 L、C3 決定決定 （不受輸入、輸出電容影響）（不受輸入、輸出電容影響） 幅度不平穩(wěn)幅度不平穩(wěn)C C3 3 克拉潑電路中增加克拉潑電路中增加C（與（與L并聯(lián)）并聯(lián)） C1 C3 ，C2 C3 振蕩頻率主要由振蕩頻率主要由 L、C+C3 決定決定 n和和C 無關(guān)（調(diào)無關(guān)（調(diào)C改變頻率）改變頻率） 幅度比較穩(wěn)定幅度比較穩(wěn)定 比比 較

19、較3.4 3.4 振蕩器的頻率穩(wěn)定問題振蕩器的頻率穩(wěn)定問題一、振蕩器的頻率穩(wěn)定度一、振蕩器的頻率穩(wěn)定度 絕對頻率穩(wěn)定度絕對頻率穩(wěn)定度 實際振蕩頻率與標準頻率的偏差實際振蕩頻率與標準頻率的偏差 相對頻率穩(wěn)定度相對頻率穩(wěn)定度 在一定條件下，絕對頻率穩(wěn)定度與標準頻率之間的比值在一定條件下，絕對頻率穩(wěn)定度與標準頻率之間的比值（一定的時間范圍，或一定的溫度，或電壓變化范圍）（一定的時間范圍，或一定的溫度，或電壓變化范圍）oscoscfffoscoscff長期頻穩(wěn)度長期頻穩(wěn)度 一天以上一天以上短期頻穩(wěn)度短期頻穩(wěn)度 一天以內(nèi)一天以內(nèi)瞬時頻穩(wěn)度瞬時頻穩(wěn)度 秒級頻穩(wěn)度秒級頻穩(wěn)度頻穩(wěn)度一般指短期頻穩(wěn)度頻穩(wěn)度一般指

20、短期頻穩(wěn)度 二、造成頻率不穩(wěn)定的因素二、造成頻率不穩(wěn)定的因素 LC回路參數(shù)的不穩(wěn)定回路參數(shù)的不穩(wěn)定 （溫度變化、機械振動）（溫度變化、機械振動） 晶體管參數(shù)的不穩(wěn)定晶體管參數(shù)的不穩(wěn)定 （溫度、電源變化，引起靜態(tài)工作點、（溫度、電源變化，引起靜態(tài)工作點、 晶體管結(jié)電容變化）晶體管結(jié)電容變化）三、穩(wěn)頻措施三、穩(wěn)頻措施 減小溫度的影響減小溫度的影響 穩(wěn)定電源電壓穩(wěn)定電源電壓 減小負載的影響減小負載的影響 晶體管與回路之間的連接采用松耦合晶體管與回路之間的連接采用松耦合 提高回路的品質(zhì)因素提高回路的品質(zhì)因素Q 屏蔽、遠離熱源屏蔽、遠離熱源參考參考P138 頻穩(wěn)度定性分析頻穩(wěn)度定性分析3.5 3.5 石

21、英晶體振蕩器石英晶體振蕩器一、石英晶體的壓電效應(yīng)及等效電路一、石英晶體的壓電效應(yīng)及等效電路 以石英晶體諧振器取代以石英晶體諧振器取代LC振蕩器中諧振回路的元件所組成的振蕩器中諧振回路的元件所組成的正弦波振蕩器，頻穩(wěn)度可達正弦波振蕩器，頻穩(wěn)度可達10-10 到到10-11 數(shù)量級。數(shù)量級。 硅石的一種，化學成分硅石的一種，化學成分SiO2 切下薄片的兩個對應(yīng)表面上用切下薄片的兩個對應(yīng)表面上用 噴涂金屬的方法裝上一對金屬噴涂金屬的方法裝上一對金屬 極板極板構(gòu)成石英晶體振蕩元構(gòu)成石英晶體振蕩元 件（如右圖）件（如右圖） 具有正、反壓電效應(yīng)具有正、反壓電效應(yīng) 正：機械力作用正：機械力作用 異號電荷異號

22、電荷反：加不同極性電壓反：加不同極性電壓 機械變形機械變形結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖金屬極板金屬極板石英晶體切片石英晶體切片引線引線基頻等效電路基頻等效電路符號符號 具有固有的振蕩頻率具有固有的振蕩頻率當晶體片的固有頻率與外加電源頻率當晶體片的固有頻率與外加電源頻率相等時，晶片產(chǎn)生諧振，頻率等于晶相等時，晶片產(chǎn)生諧振，頻率等于晶體的機械振蕩的固有頻率（基頻）。體的機械振蕩的固有頻率（基頻）。 基頻等效電路基頻等效電路（如右）（如右） 串聯(lián)串聯(lián)LC回路回路（Lq、Cq、rq 分別為動態(tài)分別為動態(tài) 電感、電容、電阻）電感、電容、電阻）靜態(tài)電容靜態(tài)電容Co （即使不振蕩，仍存在）（即使不振蕩，仍存在） 符

23、號符號（右圖）（右圖） 石英諧振器的主要特點石英諧振器的主要特點 Lq非常大，非常大，Cq和和rq都非常小都非常小 Q值非常高值非常高（幾萬到幾百萬）（幾萬到幾百萬）qqqCLr1Q Co Cq 外電路對晶體電特性的影響小，頻穩(wěn)度高外電路對晶體電特性的影響小，頻穩(wěn)度高串聯(lián)諧振頻率串聯(lián)諧振頻率 （Lq、Cq組成）組成）并聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率 （ Lq、Cq與與Co組成）組成） 二、石英晶體的阻抗特性二、石英晶體的阻抗特性 兩個諧振頻率兩個諧振頻率qqsCL1001CCCCLqqqp 兩諧振頻率相隔很近兩諧振頻率相隔很近 （Co Cq） 石英晶體的電抗特性石英晶體的電抗特性石英晶體的電抗特性石英

24、晶體的電抗特性( rq=0)三、晶體振蕩電路三、晶體振蕩電路并聯(lián)晶振電路并聯(lián)晶振電路 （根據(jù)晶體在電路中的作用分類）（根據(jù)晶體在電路中的作用分類）分類分類串聯(lián)晶振電路串聯(lián)晶振電路 工作在晶體串聯(lián)諧振頻率上工作在晶體串聯(lián)諧振頻率上 晶體用作高選擇性的晶體用作高選擇性的短路元件短路元件 工作在晶體并聯(lián)諧振頻率附近工作在晶體并聯(lián)諧振頻率附近 晶體等效為晶體等效為電感電感 石英諧振器石英諧振器決不能決不能工作于工作于容性區(qū)容性區(qū)原因原因如果振蕩器電路是設(shè)計在晶體呈現(xiàn)的電容性時產(chǎn)生振蕩，如果振蕩器電路是設(shè)計在晶體呈現(xiàn)的電容性時產(chǎn)生振蕩，那么，由于那么，由于晶體在靜止時就是呈現(xiàn)電容性晶體在靜止時就是呈現(xiàn)電

25、容性的，所以這時的，所以這時就就無法判斷晶體是否已經(jīng)在工作無法判斷晶體是否已經(jīng)在工作，從而就不能保證頻率，從而就不能保證頻率穩(wěn)定作用。穩(wěn)定作用。 石英晶體諧振器的主要缺點石英晶體諧振器的主要缺點 不能直接用于波段振蕩器不能直接用于波段振蕩器 （每塊晶體只能提供一個穩(wěn)定的振蕩頻率（每塊晶體只能提供一個穩(wěn)定的振蕩頻率單頻性）單頻性）串聯(lián)型晶體振蕩器實例一串聯(lián)型晶體振蕩器實例一24V兩級共發(fā)放大器，輸出與輸入電壓同相。輸出經(jīng)石英諧振器和負載電容兩級共發(fā)放大器，輸出與輸入電壓同相。輸出經(jīng)石英諧振器和負載電容CL反饋到輸入端，是正反饋。反饋到輸入端，是正反饋。只有在串聯(lián)諧振頻率上，串聯(lián)阻抗最小，正反饋最

26、強。因此，在這個頻率上產(chǎn)生振蕩。只有在串聯(lián)諧振頻率上，串聯(lián)阻抗最小，正反饋最強。因此，在這個頻率上產(chǎn)生振蕩。串聯(lián)型晶體振蕩器實例二串聯(lián)型晶體振蕩器實例二振蕩頻率振蕩頻率等于等于石英諧振器的串聯(lián)頻率石英諧振器的串聯(lián)頻率 （石英晶體阻抗最小，正反饋最強）（石英晶體阻抗最小，正反饋最強）振蕩頻率？振蕩頻率？晶體作用：短路元件晶體作用：短路元件 選頻回路諧振在晶體的串聯(lián)諧振頻率上選頻回路諧振在晶體的串聯(lián)諧振頻率上并聯(lián)型晶體振蕩器實例（皮爾斯電路）并聯(lián)型晶體振蕩器實例（皮爾斯電路）振蕩頻率？振蕩頻率？晶體作用：電感晶體作用：電感諧振回路的電感是諧振回路的電感是Lq，總電容由，總電容由Cq、Co及外接電容

27、及外接電容C、C1、C2組合而成，即組合而成，即210qC1C1C11C1C1C1選選 C C1，C C2，上式近似為，上式近似為 fo 總是處在總是處在 fs 與與 fp 兩頻率之間兩頻率之間 只有在只有在 fp 附近，晶體才具有并聯(lián)諧振回路的特點附近，晶體才具有并聯(lián)諧振回路的特點CCC)CC(CCoqoqCC1C1C10q振蕩頻率振蕩頻率CCC)CC(CLfqqqo00211. 振蕩頻率的確定振蕩頻率的確定2. 頻率微調(diào)頻率微調(diào) 由石英晶體組成的并聯(lián)諧振回路的振蕩頻率一般由石英晶體組成的并聯(lián)諧振回路的振蕩頻率一般不等于不等于 石英諧振器的標稱頻率（標在外殼）石英諧振器的標稱頻率（標在外殼）

28、 用負載電容校正 （上圖負載電容為（上圖負載電容為C，晶體標稱頻率，晶體標稱頻率1MHz，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)C 從從24.5pF到到 44.5pF，使振蕩頻率達到標稱頻率），使振蕩頻率達到標稱頻率）調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)C C可以改變振蕩器的頻率?？梢愿淖冋袷幤鞯念l率。 石英晶體的物理、化學性能雖然穩(wěn)定，但是溫度的變化石英晶體的物理、化學性能雖然穩(wěn)定，但是溫度的變化 仍會改變它的參數(shù)，振蕩頻率不免有較慢的變化仍會改變它的參數(shù)，振蕩頻率不免有較慢的變化為什么要調(diào)節(jié)振蕩頻率？為什么要調(diào)節(jié)振蕩頻率？泛音晶振電路泛音晶振電路 泛音泛音 指石英片振動的機械諧波指石英片振動的機械諧波 與電氣諧波的主要區(qū)別與電氣諧波的主要區(qū)別

29、電氣諧波電氣諧波與基頻是整數(shù)倍的關(guān)系，且諧波和基頻同時并存；與基頻是整數(shù)倍的關(guān)系，且諧波和基頻同時并存； 泛音泛音是在基頻奇數(shù)倍附近，且兩者不能同時并存。是在基頻奇數(shù)倍附近，且兩者不能同時并存。 泛音振蕩電路泛音振蕩電路（設(shè)為（設(shè)為n次泛音晶體）次泛音晶體） 交流通路交流通路與皮爾斯電路不同處：與皮爾斯電路不同處： C1用用LC1并聯(lián)諧振回路代替，并聯(lián)諧振回路代替， 此諧振頻率必須設(shè)計在此諧振頻率必須設(shè)計在 n 次次 和和 (n-2)次泛音之間次泛音之間 （在（在 n 次泛音頻率上，次泛音頻率上，LC1呈容性呈容性; 基頻、低次泛音上，基頻、低次泛音上，LC1呈感性；呈感性； n次以上，呈容抗非常小，起振條次以上，呈容抗非常小，起振條 件、平衡條件不滿足）件、平衡條件不滿足） 3.6 RC3.6 RC正弦波振蕩器正弦波振蕩器 主要優(yōu)點主要優(yōu)點 構(gòu)造簡單，經(jīng)濟方便構(gòu)造簡單，經(jīng)濟方便 振蕩頻率振蕩頻率 較低頻率（幾十較低頻率（幾十kHz或更低）或更低） RC相移振蕩器相移振蕩器 至少用三節(jié)至少用三節(jié)RC相移網(wǎng)絡(luò)才能提供相移網(wǎng)絡(luò)才能提供180相移相移 （單節(jié)（單節(jié)RC電路產(chǎn)生的相移小于電路產(chǎn)生的相移小于90度）度） 文氏電橋振蕩器文氏電橋振蕩器 用串、并