物理學(xué)院高頻電子線路g4-2

1、高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器一、振蕩器的組成原則一、振蕩器的組成原則 Ic.VUb.Uc.X2X1X3I.（1）三端式振蕩器組成原則）三端式振蕩器組成原則為保證相位平衡條件，實(shí)現(xiàn)正反饋為保證相位平衡條件，實(shí)現(xiàn)正反饋，發(fā)射極所聯(lián)兩電抗性質(zhì)相同發(fā)射極所聯(lián)兩電抗性質(zhì)相同，其余電其余電極所聯(lián)電抗性質(zhì)與其相反極所聯(lián)電抗性質(zhì)與其相反。（射同余（射同余反）反）基本電路就是通常所說(shuō)的三端式基本電路就是通常所說(shuō)的三端式(又稱(chēng)三點(diǎn)式又稱(chēng)三點(diǎn)式)的振蕩器的振蕩器, 即即LC回路的三個(gè)端點(diǎn)與晶體管的三個(gè)電極分別連接而成的電回路的三個(gè)端點(diǎn)與晶體管的三個(gè)電極

2、分別連接而成的電路。路。 第二節(jié)第二節(jié) LC 振蕩器振蕩器高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器Ic.VUb.Uc.X2X1X3I.不考慮晶體管的極間電容的影響，在電路諧振時(shí)：不考慮晶體管的極間電容的影響，在電路諧振時(shí)：f0 根據(jù)諧振回路的性質(zhì)根據(jù)諧振回路的性質(zhì), , 諧振時(shí)回路應(yīng)呈純電阻性諧振時(shí)回路應(yīng)呈純電阻性, , 因而有因而有123L0, 0XXX 即根據(jù)正反饋要求根據(jù)正反饋要求fLFF00 因?yàn)椋阂驗(yàn)椋焊哳l電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器Ic.VUb.Uc.X2X1X3I.b2

3、c1jjUXIUX I 因此因此X1、 X2應(yīng)為同性質(zhì)的電抗元件。應(yīng)為同性質(zhì)的電抗元件。 2211c(j )(j )bX IXUFFXX IU F0 要求一般情況下一般情況下, , 回路回路Q(chēng) Q值很高值很高, , 因此回路電流遠(yuǎn)大于晶體管的基極因此回路電流遠(yuǎn)大于晶體管的基極電流電流 ? ?b b 、集電極電流、集電極電流 ? ? c c以及發(fā)射極電流以及發(fā)射極電流 ? ?e e, , 故由圖故由圖4 54 5有有高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器（2 2） 三端式振蕩器有兩種基本電路三端式振蕩器有兩種基本電路, , 反饋網(wǎng)絡(luò)由電容構(gòu)成

4、的，稱(chēng)為反饋網(wǎng)絡(luò)由電容構(gòu)成的，稱(chēng)為電容電容反饋振蕩器（反饋振蕩器（三點(diǎn)式）三點(diǎn)式）反饋網(wǎng)絡(luò)由電感構(gòu)成的，稱(chēng)為反饋網(wǎng)絡(luò)由電感構(gòu)成的，稱(chēng)為電感電感反饋振蕩器（反饋振蕩器（三點(diǎn)式）三點(diǎn)式）。LC2C1V(a)CL2L1V(b)X2X1X3X3X1X2 (a) 電容反饋振蕩器; (b) 電感反饋振蕩器 高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器 圖 4 7是一些常見(jiàn)振蕩器的高頻電路, 判斷它們是由哪種基本線路演變而來(lái)的。 (d)Cbc(a)(b)(c)(e)(f)高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩

5、器例例4-1 4-1 三回路振蕩器的等效電路如圖，設(shè)有以下四種情況：三回路振蕩器的等效電路如圖，設(shè)有以下四種情況：112233112233112233112233(1 ) ( 2 ) (3 ) ( 4 ) L CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL C試分析分析上述四種情況是否都能振蕩，振蕩頻率試分析分析上述四種情況是否都能振蕩，振蕩頻率f1與與回路諧振頻率有何關(guān)系？屬于何種類(lèi)型的振蕩器?；芈分C振頻率有何關(guān)系？屬于何種類(lèi)型的振蕩器。高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器1 1223301020301021031 1

6、22330102030102103 (1) (2) 解 ：取電 容 三 點(diǎn) 式取電 感 三 點(diǎn) 式LCLCLCfffffffLCLCLCfffffff高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器1 1223301020301021031 12233010203 (3) (4) 解：取電容三點(diǎn)式 不符合三點(diǎn)式組成原則LCLCLCfffffffLCLCLCfff高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器二、電容反饋振蕩器二、電容反饋振蕩器 CbR1R2CeReC1C2EcLLc(a)V共發(fā)射極放大器共

7、發(fā)射極放大器(V,(V,C Ce e , ,R Re e，R RB1B1, ,R RB2B2) )諧振回路諧振回路(L,C1 ,C2)反饋支路反饋支路(C1、C2)Cb 耦合電容，起隔耦合電容，起隔直作用。直作用。交流通路：交流通路：耦合電容、旁路電耦合電容、旁路電容、直流電源短路，高頻扼流容、直流電源短路，高頻扼流圈開(kāi)路。圈開(kāi)路。LC2C1V(b)(1)電路組成電路組成高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器忽略晶體管輸入輸出電容，忽略晶體管輸入輸出電容，或等效到或等效到C1、C2。（2）振蕩頻率及起振條件分析）振蕩頻率及起振條件分析忽略內(nèi)

8、部反饋：忽略內(nèi)部反饋：Yre=0起振時(shí)放大器工作在小信號(hào)線性區(qū)，可以用小信號(hào)等效起振時(shí)放大器工作在小信號(hào)線性區(qū)，可以用小信號(hào)等效電路分析。電路分析。晶體管的簡(jiǎn)化晶體管的簡(jiǎn)化Y參數(shù)模型參數(shù)模型femyg高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器計(jì)算環(huán)路增益的等效電路計(jì)算環(huán)路增益的等效電路斷開(kāi)輸入端，將晶體管輸入阻抗作為反饋網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)輸入端，將晶體管輸入阻抗作為反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，接在反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出端。的負(fù)載，接在反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出端。高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器oeL1Cbmbcie2b11j

9、jj (1)11gj0 (2)jj ggCUULLgUUCULL 求環(huán)路增益求環(huán)路增益T().b1b( j)UTU 高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器oeL1ie2bmb111j() jgj()jbggCLCUUg ULLL 1b1T1b( j)1 ,()0UTU 諧振時(shí)：諧振時(shí)：iL1120120122012()1 =11ieoeLggggLCC CgCC CCCCCLC ，求出：求出：高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器一般情況：一般情況：i eL2012()1o egggCC

10、 工程估算近似認(rèn)為工程估算近似認(rèn)為：11oLC121120,001,fFLC CCCCLC根據(jù)滿足以上條件：滿足以上條件：高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器起振的振幅條件起振的振幅條件1()1FKk起振條件：起振條件：當(dāng)不考慮當(dāng)不考慮g gie ie的影響時(shí)的影響時(shí), , 反饋系數(shù)反饋系數(shù)F F(j)(j)的大小為的大小為1()/cmbLmLbbLUgURKggUUg放 大 器 的 總 的 負(fù) 載 電 導(dǎo)21211()1bFcUCCkFjUCC 高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器

11、將將g gie ie折算到放大器輸出端折算到放大器輸出端, , 有有22()bi ei eFi ecUggkgU因此因此, , 放大器總的負(fù)載電導(dǎo)放大器總的負(fù)載電導(dǎo)g gL L為為2LFieoeLgkggg則由振蕩器的振幅起振條件則由振蕩器的振幅起振條件12()1() /Fi eLo emFFLLo eFi eLmFFFgKkkkggggkggggkkgk高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器三、電感反饋振蕩器三、電感反饋振蕩器 （自學(xué)）（自學(xué)）（1）電感反饋振蕩器的實(shí)際電路和交流等效電路。）電感反饋振蕩器的實(shí)際電路和交流等效電路。CbR1

12、R2CeReL1CEc(a)VL2Ucb.Ub.CL2L1V(b)高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器結(jié)論：結(jié)論：1、判斷三點(diǎn)式振蕩器是否可能振蕩的方法：在、判斷三點(diǎn)式振蕩器是否可能振蕩的方法：在電路供電電路供電正確正確前提下，前提下， 判斷電路是否滿足判斷電路是否滿足三點(diǎn)式電路的構(gòu)成法則。三點(diǎn)式電路的構(gòu)成法則。2、無(wú)論是什么形式的三點(diǎn)式振蕩器、無(wú)論是什么形式的三點(diǎn)式振蕩器振幅的起振條件振幅的起振條件均均應(yīng)滿足：應(yīng)滿足： 不同的僅僅是不同的僅僅是 、 、 由不同的電路求得的由不同的電路求得的值也不相值也不相同。同。FkLg1()moeLi

13、eFFgggg kk高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器3、振蕩角頻率、振蕩角頻率kF不宜太大也不宜太小，否則導(dǎo)致停振。不宜太大也不宜太小，否則導(dǎo)致停振。1/ LC電容三點(diǎn)式和電感三點(diǎn)式區(qū)別參考電容三點(diǎn)式和電感三點(diǎn)式區(qū)別參考P125一般取一般取kF=0.10.5， 起振時(shí)起振時(shí)T( )=3 5高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器4-4(a)解：解：直流偏置有錯(cuò)誤直流偏置有錯(cuò)誤同名端有錯(cuò)誤同名端有錯(cuò)誤高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器

14、振蕩器（b）直流無(wú)錯(cuò)誤直流無(wú)錯(cuò)誤交流有錯(cuò)誤交流有錯(cuò)誤高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器（c）直流無(wú)錯(cuò)誤直流無(wú)錯(cuò)誤交流有錯(cuò)誤交流有錯(cuò)誤高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器說(shuō)明：檢查振蕩電路的錯(cuò)誤應(yīng)按以下步驟。說(shuō)明：檢查振蕩電路的錯(cuò)誤應(yīng)按以下步驟。（1）判斷放大器是否能工作）判斷放大器是否能工作 直流偏置是否正確；偏置電壓是否被電感短路，直流偏置是否正確；偏置電壓是否被電感短路，輸出和輸出和 反饋是否被電容旁路；放大管公共電極是否交反饋是否被電容旁路；放大管公共電極是否交流接地。流接地。（2）檢查是否滿足組成法則。）檢查是否滿足組成法則?！吧渫瓷渫础薄啊薄吧浠┩浠┩保?）交流通路）交流通路旁路電容；耦合電容；直流電源短路，高頻扼旁路電容；耦合電容；直流電源短路，高頻扼流圈開(kāi)路。流圈開(kāi)路。高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器4-7試問(wèn)試問(wèn)IEQ應(yīng)滿足什么要求時(shí)振蕩器才能振蕩？應(yīng)滿足什么要求時(shí)振蕩器才能振蕩？解：解：1()mo eLieFFgg