高頻 第4章正弦波振蕩器

1、第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路第第4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器 4.1 反饋振蕩器的原理反饋振蕩器的原理 4.2 LC 振振 蕩蕩 器器4.3 頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度4.5 石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器 第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路振蕩器的分類(lèi)互感耦合振蕩器石英晶體振蕩器三點(diǎn)式振蕩器電容反饋三點(diǎn)式電感反饋三點(diǎn)式基本型西勒振蕩器克拉潑振蕩器第一節(jié)P139第二節(jié)P139第五節(jié)P155第二節(jié)P145第二節(jié)P147第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路4.1.1 反饋振蕩器的原理分析反饋振蕩器的原理分析 4.1 反饋振蕩器的原理反饋振蕩器的

2、原理閉環(huán)輸入電壓反饋電壓第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路)()()()()()()()()()()(sUsUsUsUsUsFsUsUsKsUsUKieioiioSou)()()()()()(1)()()(1)()(sUsUsFsKsTsTsKsFsKsKsKiiu (4 1) (4 2) (4 3) (4 4) (4 5) (4 6)由 得 其中 閉環(huán)電壓放大倍數(shù)T(s)稱(chēng)為環(huán)路增益稱(chēng)為環(huán)路增益1)()()(jwFjwKjwT第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路平衡條件平衡條件 2 , 1 , 021)(1)()()(nnKFjTjFjKjTFKT自激振蕩的

3、條件振幅平衡條件相位平衡條件 2 , 1 , 021nnFRYFLfLf起振條件起振條件1)(FAjT , 2 , 1 , 021)(nnFRYjTFLfTLf起振的相位條件即為正反饋條件。穩(wěn)定條件穩(wěn)定條件0iiAUUiTU瞬時(shí)極性法第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路4.2 LC 振振 蕩蕩 器器 Ic.VUb.Uc.X2X1X3I.圖 4 5三端式振蕩器的組成 4.2.1振蕩器的組成原則振蕩器的組成原則 基本電路就是通常所說(shuō)的三端式(又稱(chēng)三點(diǎn)式)的振蕩器, 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路, 如圖4 5所示。

4、第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路 綜上所述，從相位平衡條件判斷圖4-5電路能否振蕩的原則為： (1) X1、 X2應(yīng)為同性質(zhì)的電抗元件。 即與晶體管發(fā)射極即與晶體管發(fā)射極相連的兩個(gè)電抗元件性質(zhì)相同，要么均為感性元件，要么均為相連的兩個(gè)電抗元件性質(zhì)相同，要么均為感性元件，要么均為容性元件。容性元件。 (2) X3與X1、 X2的電抗性質(zhì)相反。即與晶體管基極相連即與晶體管基極相連的兩個(gè)電抗元件性質(zhì)相反。的兩個(gè)電抗元件性質(zhì)相反。 可以簡(jiǎn)稱(chēng)為：“射同余異” 。對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)管，為“源同余異”Ic.VUb.Uc.X2X1X3I.第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路 LC2

5、C1V(a)CL2L1V(b)X2X1X3X3X1X2 圖 4 6兩種基本的三端式振蕩器(a) 電容反饋振蕩器; (b) 電感反饋振蕩器 2121CCCCC21120111)(1CCCCUUjFKLCcbFLC121MLLL221MLMLjFKF12)(第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路Q(chēng)11OQ2P S Q2 Q1OQ1Q2 Z 當(dāng)L與C串聯(lián)：ww0 感性 ww0容性當(dāng)L與C并聯(lián)：ww0容性感性容性阻性串聯(lián)容性感性感性容性第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路1. 克拉潑振蕩器克拉潑振蕩器 圖4 10是克拉潑振蕩器的實(shí)際電路和交流等效電路 。R2R1ReCbE

6、cRc(a)LC1C2C3(b)LRoC1C2C3V 圖 4 10 克拉潑振蕩器電路(a) 實(shí)際電路; (b) 交流等效電路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路 由圖4-10可知, 回路的總電容為： 332111111213CCCCCCCC(4-35) 3111CCpCC (4-36) (4-37) 晶體管以部分接入的形式接入回路，減少了晶體管與回路間的耦合，其接入系數(shù)為：22301()LoCRp RRC 設(shè)并聯(lián)諧振回路(電感兩端）的諧振阻抗為R0,則等效到晶體管ce兩端的負(fù)載電阻為：第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路 因此，C1過(guò)大，負(fù)載電阻RL將很小，放大

7、器的增益就低，環(huán)路增益就小，可能導(dǎo)致振蕩器停振。 振蕩器的振蕩頻率和反饋系數(shù)分別為：2132111CCKLCLCF (4-38) (4-39) 第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路 2. 西勒振蕩器西勒振蕩器 圖4 11是西勒振蕩器的實(shí)際電路和交流等效電 路。 它的主要特點(diǎn), 就是與電感L并聯(lián)一可變電容C4。 R2R1ReCbEcRc(a)LC1C2C4(b)LC1C2C3VC3C4V 圖 4 11 西勒振蕩器電路(a) 實(shí)際電路; (b) 交流等效電路 第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路 由圖4-11可知, 回路的總電容為 )(111111432143432

8、1CCLLCCCCCCCC(4-40) (4-41) 振蕩器的振蕩頻率為 第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路4.3 頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度 001001ffffffff 絕對(duì)頻率偏差：絕對(duì)頻率偏差：相對(duì)頻率偏差：相對(duì)頻率偏差：第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路3、頻率穩(wěn)定度的分類(lèi) 長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度 短期頻率穩(wěn)定度 瞬時(shí)頻率穩(wěn)定度第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路4.5.2 晶體振蕩器電路 晶體振蕩器的電路類(lèi)型很多,但根據(jù)晶體在電路中的作用,可以將晶體振蕩器歸為兩大類(lèi):并并聯(lián)型晶體振蕩器和串聯(lián)型晶體振蕩器聯(lián)型晶體振蕩器和串聯(lián)型晶體振蕩器。 第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器高頻電子電路q1q3q5C0LqCqr