通信電子線路講義5-1

1、第五章第五章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第五章第五章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第第1節(jié)節(jié) 概述概述第第2節(jié)節(jié) 反饋型反饋型LC振蕩原理振蕩原理第第3節(jié)節(jié) 反饋型反饋型LC振蕩器振蕩器第第4節(jié)節(jié) 振蕩器的頻率穩(wěn)定原理振蕩器的頻率穩(wěn)定原理第第5節(jié)節(jié) 高穩(wěn)定度的高穩(wěn)定度的LC振蕩器振蕩器第第6節(jié)節(jié) 晶體振蕩電路晶體振蕩電路教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求掌握掌握反饋式正弦波振蕩器的基本工作原理反饋式正弦波振蕩器的基本工作原理。掌握掌握LC振蕩器、晶體振蕩器的電路組成、工振蕩器、晶體振蕩器的電路組成、工作原理和性能特點(diǎn)作原理和性能特點(diǎn)。了解了解頻率穩(wěn)定度的概念、影響頻率穩(wěn)定度的頻率穩(wěn)定度的概念、影響頻率穩(wěn)定度的

2、因素，因素，掌握掌握改善頻率穩(wěn)定度的措施改善頻率穩(wěn)定度的措施。振蕩器的應(yīng)用：振蕩器的應(yīng)用： 載波發(fā)生器（發(fā)射機(jī)）載波發(fā)生器（發(fā)射機(jī)） 本地振蕩器（接收機(jī)）本地振蕩器（接收機(jī)） 測(cè)量儀器信號(hào)源（時(shí)間測(cè)量儀器信號(hào)源（時(shí)間/頻率標(biāo)準(zhǔn)）頻率標(biāo)準(zhǔn)）5.1 概述概述振蕩器的主要技術(shù)指標(biāo)：振蕩器的主要技術(shù)指標(biāo)： 振蕩頻率振蕩頻率 頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度 振蕩幅度振蕩幅度 振蕩波形振蕩波形suiufuou( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )1( ) ( )11( )( )( )ooioofffoifoiiou su su sA sA sA su su su su su sA s F

3、 su su s u s 放大器放大器A(s)反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)F(s)5.2 反饋型反饋型LC振蕩原理振蕩原理 )21 , 0(21，nnAFFA為了得到自激振蕩的輸出電壓，使振蕩能夠?yàn)榱说玫阶约ふ袷幍妮敵鲭妷海拐袷幠軌蚪⒔⑵饋?，需滿足：起來，需滿足： )21 , 0(210，nnFAFA為振蕩器的為振蕩器的起振條件起振條件，其中：，其中：A0是電源接通時(shí)的電壓增益。是電源接通時(shí)的電壓增益。增幅振蕩增幅振蕩正反饋正反饋 振蕩建立的振蕩建立的起振條件起振條件 自激振蕩器無輸入信號(hào)條件下，滿足維持振蕩條件，振蕩能否建立起自激振蕩器無輸入信號(hào)條件下，滿足維持振蕩條件，振蕩能否建立起來？來？(a

4、) 通電后，集電極電流產(chǎn)生躍變?cè)谥C振回路中激起振蕩。通電后，集電極電流產(chǎn)生躍變?cè)谥C振回路中激起振蕩。(b) 諧振回路選頻作用。諧振回路選頻作用。(c) 因?yàn)椋阂驗(yàn)椋篣c （n+1）= AUi= AUf = AFUc （n） 所以：所以：Uc （n+1）= AFUc （n） 數(shù)值很小，不可能得到振蕩輸出電壓。數(shù)值很小，不可能得到振蕩輸出電壓。因?yàn)椋阂驗(yàn)椋?Uc (n+1) = A0Ui= A0Uf = A0FUc (n) 所以：所以： Uc (n+1) Uc (n) 起振過程起振過程:微小的擾動(dòng)電壓經(jīng)微小的擾動(dòng)電壓經(jīng)放大放大 選頻選頻 反饋反饋 再放大再放大 再選頻再選頻 再反再反饋饋 如此循環(huán)

5、，振蕩電壓就會(huì)增長起來，建立了振蕩。如此循環(huán)，振蕩電壓就會(huì)增長起來，建立了振蕩。 )2 , 1 , 0(21nnAFFA2. 振蕩的平衡與平衡條件振蕩的平衡與平衡條件(1) 起振后，振蕩是否無限增大下去？起振后，振蕩是否無限增大下去？ （A0F1為增幅震蕩）為增幅震蕩）平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)（大信號(hào)工作）（大信號(hào)工作） 平衡后工作在什么狀態(tài)？平衡后工作在什么狀態(tài)？平衡平衡時(shí)：時(shí)：)()()cos1 ()(11max11cPcpcccimpccimpmCiCRgRgURIURIUUA起振起振時(shí)為小信號(hào)放大，時(shí)為小信號(hào)放大，A=A0，甲類狀態(tài)，甲類狀態(tài)，c=180o，所以，所以A0=gcRp由于晶體管的

6、非線性，振蕩從線性放大進(jìn)入失真的非線性狀態(tài)。由于晶體管的非線性，振蕩從線性放大進(jìn)入失真的非線性狀態(tài)。波形失真，其電流的直流分量產(chǎn)生負(fù)反饋，使工作點(diǎn)向負(fù)變化。波形失真，其電流的直流分量產(chǎn)生負(fù)反饋，使工作點(diǎn)向負(fù)變化。A，直到，直到AF=1達(dá)到等幅震蕩。達(dá)到等幅震蕩。A0AuBEic2A0F1時(shí)，時(shí)，1 (c)0.5，所以，所以180o c 90o ，平衡后為，平衡后為甲乙類甲乙類；A0F=2時(shí)，時(shí)， (c)=0.5，所以所以 c = 90o ， 平衡后為平衡后為乙類乙類；A0F2時(shí)，時(shí)， (c)0.5，所以所以 c 1，滿足起振條件，滿足起振條件 平衡時(shí)：平衡時(shí)：AF=A0n(q)F=1 則：則：

7、n(q)=0.625= (1-cosqc)a1(qc) 則：則：qc=101.5o 則：則：平衡時(shí)放大器工作在甲乙類狀態(tài)平衡時(shí)放大器工作在甲乙類狀態(tài))()()()cos1 ()(011max11ccPcpcccimpccimpmCiCARgRgURIURIUUA1)(0cFAAF（1）A0=10，F(xiàn)=0.2時(shí)時(shí)分析：分析：起振時(shí)：起振時(shí)：A0F=21，滿足起振條件，滿足起振條件 平衡時(shí)：平衡時(shí)：AF=A0n(q)F=1 則：則：n(q)=0. 5= (1-cosqc)a1(qc) 則：則：qc=90o 則：則：平衡時(shí)放大器工作在乙類狀態(tài)平衡時(shí)放大器工作在乙類狀態(tài)（1）A0=20，F(xiàn)=0.2時(shí)時(shí)

8、分析：分析：起振時(shí)：起振時(shí)：A0F=41，滿足起振條件，滿足起振條件 平衡時(shí)：平衡時(shí)：AF=A0n(q)F=1 則：則：n(q)=0. 25= (1-cosqc)a1(qc) 則：則：qc=66.3o 則：則：平衡時(shí)放大器工作在丙類狀態(tài)平衡時(shí)放大器工作在丙類狀態(tài)3. 振蕩平衡的穩(wěn)定條件振蕩平衡的穩(wěn)定條件（1）穩(wěn)定平衡定義：）穩(wěn)定平衡定義：指某一外因的變化使指某一外因的變化使振蕩的原平衡條件遭到破壞，振蕩器能在新振蕩的原平衡條件遭到破壞，振蕩器能在新的條件下建立新的平衡。當(dāng)外因去掉后，電的條件下建立新的平衡。當(dāng)外因去掉后，電路能自動(dòng)返回原平衡狀態(tài)。路能自動(dòng)返回原平衡狀態(tài)。振幅穩(wěn)定條件振幅穩(wěn)定條件

9、:包括：包括：振幅穩(wěn)定條件振幅穩(wěn)定條件和和相位穩(wěn)定條件相位穩(wěn)定條件相位穩(wěn)定條件：相位穩(wěn)定條件：c cc c0 0YFYFYFYFz zYFYFUcUcA0A0AAQ2QQ1UcQ2UcQ1UcQ1/FQQ1B1/F0CQcUUcUA0Z4. 振蕩電路分析實(shí)例振蕩電路分析實(shí)例 ifoccbiuuuiiiu1 VTRb1Rb2ReCeCL1LfECCbM主網(wǎng)絡(luò)主網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)+ui- -ic- -uo+uf- -ibifuu 有uiuoA1/F1iu 3iu 2iu 4iu 03u 02u 01u 04u 1fu 2fu 3fu 121011fifiuuuuu 232022fifiuuuuu

10、 343033fifiuuuuu 123123,oooiiiuuuuuu 即即有有可見起振初期是一個(gè)增幅的振蕩過程可見起振初期是一個(gè)增幅的振蕩過程 丙丙類類狀狀態(tài)態(tài)乙乙類類甲甲乙乙類類甲甲類類總結(jié)總結(jié))2 , 1 , 0(2nnFA0CQCUUcUA0CZ10FA1AF)2 , 1 , 0(2nnFA起振條件起振條件平衡條件平衡條件平衡的穩(wěn)定條件平衡的穩(wěn)定條件5.3 反饋型反饋型LC振蕩器振蕩器 電源電源有源器件有源器件 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)1. 互感耦合振蕩電路互感耦合振蕩電路共基調(diào)集共基調(diào)集利用利用L1和和L2之間的互感來實(shí)之間的互感來實(shí)現(xiàn)正反饋，適用于短波段以現(xiàn)正反饋，適用于

11、短波段以下下。優(yōu)點(diǎn)：互感耦合振蕩電路在優(yōu)點(diǎn)：互感耦合振蕩電路在調(diào)整反饋（改變調(diào)整反饋（改變M）時(shí)，基）時(shí)，基本不影響振蕩頻率本不影響振蕩頻率判斷是否可能振蕩的方法，以能否滿足相位平衡條件，即是判斷是否可能振蕩的方法，以能否滿足相位平衡條件，即是否構(gòu)成正反饋為判斷準(zhǔn)則。否構(gòu)成正反饋為判斷準(zhǔn)則。瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法來判斷是否為正反饋。來判斷是否為正反饋。振蕩頻率的估算：振蕩頻率的估算：共基放大電路為同向放大。共基放大電路為同向放大。 L1和和L2的的同名端同名端接法決定是接法決定是否滿足正反饋的要求。否滿足正反饋的要求。CLf1021共射調(diào)基共射調(diào)基共基調(diào)射共基調(diào)射注意：注意：L1和和L2的同名端

12、接法，從而滿足相位平衡條件；的同名端接法，從而滿足相位平衡條件； 由于輸入阻抗低，采用部分接入法，不影響由于輸入阻抗低，采用部分接入法，不影響Q值。值。其它電路形式其它電路形式+-+-+-C1C2LLECRb1Rb2ReCeCbC2C1Lc2. 電容反饋振蕩電路電容反饋振蕩電路(Colpitts Oscillators)+uce- -+ube - -LECRb1Rb2ReCeCbC2C1LciUXbeXcefUcUXbcoU三點(diǎn)式振蕩器的原理電路三點(diǎn)式振蕩器的原理電路 假定假定LC回路由純電抗元件組成回路由純電抗元件組成, 其電抗值其電抗值分別為分別為ce, be和和bc, 同時(shí)不考慮晶體管同

13、時(shí)不考慮晶體管的電抗效應(yīng)的電抗效應(yīng), 則當(dāng)回路諧振則當(dāng)回路諧振(=0)時(shí)時(shí), 回路回路呈純阻性呈純阻性, 有：有：ce+bebc=0，因此：，因此： cebebc 由于由于 是是 在在bebc支路分配在支路分配在Xbe上的電壓上的電壓, 有有fUcUccebebcbecbefUXXXXjUjXU)(因要求是一個(gè)正反饋反相放大器因要求是一個(gè)正反饋反相放大器, 與與 同相同相, 與與 反相反相, 所以所以 iUfUcUiU0cebeXX即即be與與ce必須是同性質(zhì)電抗必須是同性質(zhì)電抗, 因而因而Xbc必須是異性質(zhì)電抗。必須是異性質(zhì)電抗。 ebU振蕩器的等效電路電壓向量圖C1C2LC2C1Lgieg

14、Lgoegmube+uce- -+ube- -iC1LgiegLgmubegoe+ube- -i+uce- -C2+uce- -C2LC1gLgoegmubep2gie+ube- -ifecoiyUUg.A電壓增益電壓增益0A102.1feyCA FgC2200111()()feoeLieoeLieCyggggp ggggFgCFF起振條件起振條件 得得總結(jié)：總結(jié)：（1）滿足起振條件是選取晶體管的）滿足起振條件是選取晶體管的（2）晶體管一旦選定）晶體管一旦選定(參數(shù)參數(shù) 一定一定)可以改變可以改變F和和 來保證起振。來保證起振。F一般選取一般選取0.1-0.5。即適當(dāng)選擇。即適當(dāng)選擇C1和和C

15、2的值的值（5）振蕩頻率的估算）振蕩頻率的估算01LC1222CCCCC01()feoeLieygggFgFieoefeggy、Lg其中其中：ECL1L2CRb1Rb2CbCeReL1L2C3. 電感三點(diǎn)式振蕩電路電感三點(diǎn)式振蕩電路(Hartly Oscillators)L2L1CgLgoegmubep2gie+ube- -+uce- -+uce- -+ ube - -iigL=gL+gO|yfe|=gm（4 4）振蕩頻率的估算）振蕩頻率的估算122LLLMLCf210其中：其中：21()()beceui LMFui LM L2L1CgLgoegmubep2gie+ube- -+uce- -i

16、要求要求 ，忽略，忽略 、 的影響，可得：的影響，可得：01()feoeLieygggFgFieC01A F oeCgL=gL+gO|yfe|=gm注意注意：（：（1）電感三點(diǎn)式與電容三點(diǎn)式振蕩電路的比較電感三點(diǎn)式與電容三點(diǎn)式振蕩電路的比較電容三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式電感三點(diǎn)式電感三點(diǎn)式波形波形較好較好較差較差頻率頻率較高較高較低較低頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度較好較好較差較差起振、調(diào)節(jié)起振、調(diào)節(jié)較難較難較易較易這是用來判斷三點(diǎn)式振蕩器這是用來判斷三點(diǎn)式振蕩器有沒有可能振蕩的基本原則有沒有可能振蕩的基本原則（2）LC三點(diǎn)式振蕩器相位平衡條件的判斷準(zhǔn)則三點(diǎn)式振蕩器相位平衡條件的判斷準(zhǔn)則 Xce與與Xbe的電抗性

17、質(zhì)相同；的電抗性質(zhì)相同； Xcb與與Xce、Xbe的電抗性質(zhì)相反；的電抗性質(zhì)相反； 對(duì)于振蕩頻率，滿足對(duì)于振蕩頻率，滿足Xce+Xbe+Xcb=0。5.4 振蕩器的頻率穩(wěn)定性振蕩器的頻率穩(wěn)定性短短 波波 發(fā)發(fā) 射射 機(jī)：機(jī)：10-410-5軍用大型通信：軍用大型通信：10-8 放大器放大器LC選頻選頻 反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)YZ F uiic1ZLuouf()ZYFYF Z )(FA 0 1 ()ZYFYF 0arctan2ZQ 0arctan20YFQ0tan2YFQ0tan2YFQ001(1tan)2cYFQ00ccccYFYFQQ011tan2cYFQ 0212coscYFYFQ02tan2c

18、YFQQ 000221tan2cos2cYFYFYFQQQ 1tan12YFQ02200tan12cos2cYFYFYFQQQ其中：其中：且：且：22tan12cos2ccYFYFccYFQQQ000Z YF0 1 0 1 1 1 QQ1 1 0Y FQo 1 1 （1）減小外因的變化）減小外因的變化 溫度變化可以采用恒溫措施；溫度變化可以采用恒溫措施； 濕度變化采用將電感線圈密封或固化；濕度變化采用將電感線圈密封或固化； 電源電壓變化采用穩(wěn)壓電源；電源電壓變化采用穩(wěn)壓電源； 機(jī)械振動(dòng)采用減震措施；機(jī)械振動(dòng)采用減震措施； 負(fù)載變化采用射隨器隔離。負(fù)載變化采用射隨器隔離。（2）提高電路參數(shù)抗外因

19、變化的能力）提高電路參數(shù)抗外因變化的能力 選用正溫度系數(shù)的電感和負(fù)溫度系數(shù)的電容組成諧振回路進(jìn)行選用正溫度系數(shù)的電感和負(fù)溫度系數(shù)的電容組成諧振回路進(jìn)行 溫度補(bǔ)償。溫度補(bǔ)償。oeCieCC 減小晶體管極間電容不穩(wěn)定量減小晶體管極間電容不穩(wěn)定量 、 對(duì)回路總電容對(duì)回路總電容 的影的影響，可采用部分接入方式的克拉潑電路、西勒電路和晶體振蕩器。響，可采用部分接入方式的克拉潑電路、西勒電路和晶體振蕩器。YF 選用高選用高Q的元件。的元件。 選用選用 小的電容三點(diǎn)式振蕩電路形式。小的電容三點(diǎn)式振蕩電路形式。 5.5 高穩(wěn)定度的高穩(wěn)定度的LC振蕩器振蕩器1. 一般電容三點(diǎn)式振蕩電路頻率穩(wěn)定性的分析一般電容三

20、點(diǎn)式振蕩電路頻率穩(wěn)定性的分析22ieCCC當(dāng)當(dāng) 、 沒變化時(shí)，回沒變化時(shí)，回路總電容路總電容 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)振蕩頻率為振蕩頻率為:11oeCCCoeCieC1222C CCCC1LC而而 、 與晶體管工作狀態(tài)與晶體管工作狀態(tài)和外界條件有關(guān)。和外界條件有關(guān)。ieCoeCoeC當(dāng)當(dāng) 變化變化Co， 變化變化Ci時(shí)，時(shí)，總電容的增量總電容的增量: ieC21211CCCCCp21122CCCCCpiOCpCpC2221結(jié)論：結(jié)論：一般電容三點(diǎn)式振蕩電路一般電容三點(diǎn)式振蕩電路 p1 、p2 不可能同時(shí)減小，不可能同時(shí)減小，故頻率穩(wěn)定度不可能做得較高。故頻率穩(wěn)定度不可能做得較高。2. 克拉潑（克拉潑（Clap

21、p）振蕩電路）振蕩電路在電感支路串接小電容在電感支路串接小電容C3滿足滿足C3C1，C3C2 回路總電容為：回路總電容為：(1) 電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)3313221321CCCCCCCCCCCceXbeXcbXceXbeX(2) 相位平衡條件（正反饋）相位平衡條件（正反饋） 為容抗，為容抗， 為容抗同性質(zhì)。為容抗同性質(zhì)。 可等可等效為感抗，與效為感抗，與 、 反性質(zhì)。反性質(zhì)。滿足電容三點(diǎn)式振蕩器相位平衡條件判滿足電容三點(diǎn)式振蕩器相位平衡條件判斷準(zhǔn)則，為電容三點(diǎn)式振蕩電路。斷準(zhǔn)則，為電容三點(diǎn)式振蕩電路。(3) 振蕩頻率振蕩頻率因?yàn)橐驗(yàn)?CC 3021LCf所以振蕩頻率為：所以振蕩頻率為：LCf210

22、(4) 穩(wěn)頻原理穩(wěn)頻原理3111CCpCC3222CCpCCiOCpCpC2221總的電容增量為：總的電容增量為：其中其中p1 、p2可以同時(shí)減小，可以同時(shí)減小， 可很小，故頻率穩(wěn)定度比一般電容三點(diǎn)式高。可很小，故頻率穩(wěn)定度比一般電容三點(diǎn)式高。C結(jié)論結(jié)論：p1 、p2 的減小受到電路起振條件的限制，頻率穩(wěn)定度不可能很高。的減小受到電路起振條件的限制，頻率穩(wěn)定度不可能很高?？死瓭婋娐分饕米骺死瓭婋娐分饕米鞴潭l率振蕩器。固定頻率振蕩器。3. 西勒（西勒（Siler）振蕩電路）振蕩電路4C4C434133221321CCCCCCCCCCCCCceXbeXcbXceXbeX(2) 相位平衡條件（

23、正反饋）相位平衡條件（正反饋） 為容抗，為容抗， 為容抗同性質(zhì)。為容抗同性質(zhì)。 可等效為感抗，與可等效為感抗，與 、 反性質(zhì)。滿足電容反性質(zhì)。滿足電容三點(diǎn)式振蕩器的相位平衡條件判斷準(zhǔn)則，為電容三點(diǎn)式振蕩電路。三點(diǎn)式振蕩器的相位平衡條件判斷準(zhǔn)則，為電容三點(diǎn)式振蕩電路。(3) 振蕩頻率振蕩頻率3C4C)(2121430CCLLCf(1) 電路特點(diǎn)：電路特點(diǎn)：西勒電路是在克拉潑電路基礎(chǔ)上，在電感西勒電路是在克拉潑電路基礎(chǔ)上，在電感 L 兩端并聯(lián)一個(gè)電容兩端并聯(lián)一個(gè)電容 。 電路條件仍是電路條件仍是C3C1，C3C2， 與與 同數(shù)量級(jí)。同數(shù)量級(jí)?；芈房傠娙轂椋夯芈房傠娙轂椋?4) 總結(jié)總結(jié) 這種電路保

24、持了克拉潑電路中晶體管與回路耦合弱的特點(diǎn)，頻率穩(wěn)這種電路保持了克拉潑電路中晶體管與回路耦合弱的特點(diǎn)，頻率穩(wěn)定度高。調(diào)頻時(shí)，輸出振蕩電壓幅度基本平穩(wěn)，可作為定度高。調(diào)頻時(shí)，輸出振蕩電壓幅度基本平穩(wěn)，可作為變頻振蕩器變頻振蕩器 。CoCgCoCg5Cg3CgLgLg3Lg5LgRg 5.6 晶體振蕩器晶體振蕩器 (Crystal Oscillator)CoCqLqRq1qqqL C11(1)2qqpqqoooqqoqCCCCC CLCC00(1)22qqpqpqqCCCCSo：qqqqqqq1CLrrLQ （12 50025 000） 如：國產(chǎn)如：國產(chǎn)B45 1MHz中等精度晶體的等效參數(shù)：中等精

25、度晶體的等效參數(shù)：Lq= 4.00H，Cq=0.0063pF， rq100200 ，Co=23 pF。因而晶體的品。因而晶體的品質(zhì)因數(shù)質(zhì)因數(shù)Qq很大，一般為幾萬至幾百萬。很大，一般為幾萬至幾百萬。CoCqLqrqfqfp電容性電容性電容性電容性電感性電感性 fXeO忽略忽略rq時(shí)：時(shí)：qp0eX 當(dāng)當(dāng) 和和 時(shí)，時(shí)， ，晶體等效為電容；，晶體等效為電容；q0eX 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ， 晶體等效為短路；晶體等效為短路；pq0eX 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ， 晶體等效為電感；晶體等效為電感；peX 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ， 晶體為并聯(lián)諧振。晶體為并聯(lián)諧振?？偨Y(jié)：總結(jié)：晶體使用的兩種模式：晶體使用的兩種模式：q時(shí)，

26、時(shí)， 晶體晶體 短路線短路線pq時(shí)，時(shí)， 晶體晶體 電感電感22221111111qqqeepooqqojLCZjjXj CCjLCC CLJTC1C2JT3. 并聯(lián)型晶體振蕩器并聯(lián)型晶體振蕩器(Parallel of Crystal Oscillators)ECJTC2C3C1Rb1Rb2CbReLc晶體晶體C1C2JTC3LqCqrqCoC1C2C3LoqqLoLoqqqLoqLoqqoCCCCCCCCCLCCCCCCL 11)(1 )(21(LoqqoCCC 2112qoLqCCpCC CCC 電路的諧振頻率的估算電路的諧振頻率的估算: :1212qoLqCCpCC CCC C1CcCe

27、Rb1Rb2ReL1LEcJTC2C1C2L1JTC1C2C3JTLRb1Rb2RcReCbCcC1C2C3JTCoLEc4. 串聯(lián)型晶體振蕩器串聯(lián)型晶體振蕩器(Series of Crystal Oscillators)CoCgCoCg5Cg3Cg3LgLg3Lg5Lg3Rg35. 泛音晶振電路泛音晶振電路實(shí)際應(yīng)用時(shí)：實(shí)際應(yīng)用時(shí)：在三點(diǎn)式振蕩電路中在三點(diǎn)式振蕩電路中, , 用一選頻回路來用一選頻回路來代替代替某一支某一支路上的電抗元件，使該支路在基頻和低次泛音上呈現(xiàn)的電抗性質(zhì)路上的電抗元件，使該支路在基頻和低次泛音上呈現(xiàn)的電抗性質(zhì)不滿足不滿足三點(diǎn)式振蕩器的組成法則，三點(diǎn)式振蕩器的組成法則，不

28、能起振不能起振；而在所需要的泛音；而在所需要的泛音頻率上呈現(xiàn)的電抗性質(zhì)恰好滿足組成法則，頻率上呈現(xiàn)的電抗性質(zhì)恰好滿足組成法則，達(dá)到起振達(dá)到起振。 泛音泛音石英片振動(dòng)的機(jī)械諧波石英片振動(dòng)的機(jī)械諧波設(shè)泛音晶振為五次泛音，標(biāo)稱頻率設(shè)泛音晶振為五次泛音，標(biāo)稱頻率5MHz，基頻，基頻1MHz，則，則LC1回路回路必須調(diào)諧在三次和五次泛音頻率之間。這樣在必須調(diào)諧在三次和五次泛音頻率之間。這樣在5MHz頻率上，頻率上，LC1回路呈容性，振蕩電路滿足組成法則?；芈烦嗜菪裕袷庪娐窛M足組成法則。對(duì)于基頻和三次泛音頻率來說，對(duì)于基頻和三次泛音頻率來說，LC1回路呈感性，電路不符合組成回路呈感性，電路不符合組成法則

29、，不能起振。法則，不能起振。在七次及以上泛音頻率，在七次及以上泛音頻率，LC1回路雖呈容性，但等效容抗減小，從回路雖呈容性，但等效容抗減小，從而使電壓放大倍數(shù)減小，環(huán)路增益小于而使電壓放大倍數(shù)減小，環(huán)路增益小于1，不滿足振幅起振條件。，不滿足振幅起振條件。 圖中：圖中：6. 石英晶體使用注意事項(xiàng)石英晶體使用注意事項(xiàng)(1) 石英晶體諧振器的標(biāo)稱頻率都是在出廠前，石英晶體諧振器石英晶體諧振器的標(biāo)稱頻率都是在出廠前，石英晶體諧振器上并接一定負(fù)載電容條件下測(cè)定的，實(shí)際使用時(shí)也必須外加負(fù)載上并接一定負(fù)載電容條件下測(cè)定的，實(shí)際使用時(shí)也必須外加負(fù)載電容，并經(jīng)微調(diào)后才能獲得標(biāo)稱頻率。電容，并經(jīng)微調(diào)后才能獲得標(biāo)

30、稱頻率。 (2) 石英晶體諧振器的激勵(lì)電平應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。石英晶體諧振器的激勵(lì)電平應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。(3) 在并聯(lián)型晶體振蕩器中，石英晶體起等效電感的作用，若作在并聯(lián)型晶體振蕩器中，石英晶體起等效電感的作用，若作為容抗，則在石英晶片失效時(shí)，石英諧振器的支架電容還存在，為容抗，則在石英晶片失效時(shí)，石英諧振器的支架電容還存在，線路仍可能滿足振蕩條件而振蕩，石英晶體諧振器失去了穩(wěn)頻作線路仍可能滿足振蕩條件而振蕩，石英晶體諧振器失去了穩(wěn)頻作用。用。(4) 晶體振蕩器中一塊晶體只能穩(wěn)定一個(gè)頻率，當(dāng)要求在波段中晶體振蕩器中一塊晶體只能穩(wěn)定一個(gè)頻率，當(dāng)要求在波段中得到可選擇的許多頻率時(shí)，就要采取別的電路措施，

31、如頻率合成得到可選擇的許多頻率時(shí)，就要采取別的電路措施，如頻率合成器，它是用一塊晶體得到許多穩(wěn)定頻率，頻率合成器的有關(guān)內(nèi)容器，它是用一塊晶體得到許多穩(wěn)定頻率，頻率合成器的有關(guān)內(nèi)容將在第將在第8章介紹。章介紹。本章小結(jié)本章小結(jié) 本章介紹了反饋振蕩原理和反饋型正弦波振蕩器的幾種本章介紹了反饋振蕩原理和反饋型正弦波振蕩器的幾種常用電路類型常用電路類型, 要點(diǎn)如下：要點(diǎn)如下： (1) 反饋振蕩器是由放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成的具有選反饋振蕩器是由放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成的具有選頻能力的正反饋系統(tǒng)。反饋振蕩器必須滿足起振、平衡和頻能力的正反饋系統(tǒng)。反饋振蕩器必須滿足起振、平衡和穩(wěn)定三個(gè)條件穩(wěn)定三個(gè)條件, 每個(gè)條件

32、中應(yīng)分別討論振幅和相位要求。每個(gè)條件中應(yīng)分別討論振幅和相位要求。 在振蕩頻率點(diǎn)在振蕩頻率點(diǎn), 環(huán)路增益的環(huán)路增益的幅值幅值在起振時(shí)必須大于在起振時(shí)必須大于1, 且具有負(fù)斜率的增益且具有負(fù)斜率的增益振幅特性振幅特性, 這是振幅方面的要求。這是振幅方面的要求。 在振蕩頻率點(diǎn)在振蕩頻率點(diǎn), 環(huán)路增益的環(huán)路增益的相位相位應(yīng)為應(yīng)為2的整數(shù)倍的整數(shù)倍, 且具且具有負(fù)斜率的相頻特性有負(fù)斜率的相頻特性, 這是相位方面的要求。這是相位方面的要求。 (2) 三點(diǎn)式振蕩電路是三點(diǎn)式振蕩電路是LC正弦波振蕩器的主要形式正弦波振蕩器的主要形式, 可可分成電容三點(diǎn)式和電感三點(diǎn)式兩種基本類型。分成電容三點(diǎn)式和電感三點(diǎn)式兩種基本類型。 頻率穩(wěn)定度是振蕩器的主要性能指標(biāo)之一。為了提高頻率穩(wěn)定度是振蕩器的主要性能指標(biāo)之一。為了提高頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度, 必須采取一系列措施必須采取一系列措施, 包括減小外界因素變化包括減小外界因素變化的影響和提高電路