電容三點(diǎn)式電路課件

5.2LC正弦波振蕩器采用LC諧振回路作為選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩器。LC正弦波振蕩器有三種實(shí)現(xiàn)電路:LC振蕩器可用來產(chǎn)生幾十千赫到幾百兆赫的正弦波信號。5.25.2LC正弦波振蕩器采用LC諧振回路作為選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩5.2.1互感耦合振蕩器常見的互感耦合振蕩器電路。的作用。如果將短路，即基極直接與變壓器次級相連，則基極通過變壓器次級直流接地，三極管不工作，振蕩電路不能起振。5.2.1圖5.1.3集電極調(diào)諧互感耦合振蕩器電路注意：耦合電容振蕩頻率：共發(fā)射極放大電路5.2.1互感耦合振蕩器常見的互感耦合振蕩器電路。的作用。圖5.1.3變壓器耦合反饋振蕩器(a)原理電路(b)交流通路考慮交流輸出電壓的正負(fù)極，及其與輸入電壓的相位關(guān)系圖5.1.3變壓器耦合反饋振蕩器考慮交流輸出電壓的正負(fù)其他形式的電路電路缺點(diǎn)：都不利于及時(shí)濾除三極管集電極輸出的諧波電流成分。從而電路的電磁干擾大，集電極電壓加大?；鶚O選頻發(fā)射極選頻發(fā)射極接地，基極輸入，集電極輸出，共發(fā)射極電路基極接地，發(fā)射極輸入，集電極輸出，共基極電路其他形式的電路基極選頻發(fā)射極選頻發(fā)射極接地，基極輸入，集電極

例5.2.1

判斷圖例3.2.2所示兩極互感耦合振蕩電路能否起振。5.2.1

解：這是一個(gè)共基—共集反饋電路，容易滿足振幅條件。相位條件判斷：可見電路是負(fù)反饋，不能產(chǎn)生振蕩。

圖5.2.2例5.2.1圖怎樣修改才能能產(chǎn)生振蕩？

在“輸入端”斷開先從斷開處向左看例5.2.1判斷圖例3.2.2所示兩極互感耦5.2.2三點(diǎn)式振蕩電路一、電路組成法則（相位條件）

三點(diǎn)式振蕩器的工作頻率可達(dá)到幾百兆赫，由LC回路的三個(gè)端點(diǎn)與晶體管三個(gè)電極分別相連而構(gòu)成。

在三點(diǎn)式電路中，ＬＣ回路中與發(fā)射極相連接的兩個(gè)電抗元件必須為同性質(zhì)，另外一個(gè)電抗元件必須為異性質(zhì)。同時(shí)滿足5.2.2圖5.2.3三點(diǎn)式振蕩器的原理圖5.2.2三點(diǎn)式振蕩電路一、電路組成法則（相位條件）假定LC回路由純電抗元件組成，分別為同時(shí)忽略晶體管的電抗效應(yīng)，則當(dāng)回路諧振時(shí)，回路呈純阻性，有即由于是在支路分配在上的電壓，即Xbe是正反饋支路。要使得與同相，必須使即必須是同性質(zhì)電抗，因而必須是異性質(zhì)的電抗。5.2.2證明：本質(zhì)上是共發(fā)射極放大電路（基極輸入，集電極輸出），Vc和Vi反相Vo是振蕩器的輸出震蕩電壓考慮回路品質(zhì)因數(shù)高，諧振時(shí)電抗器件的電流特別大，三極管內(nèi)阻幾乎不會分流。類似阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的分析方法假定LC回路由純電抗元件組成，分別為同時(shí)忽略晶體管的電抗效應(yīng)圖3.2.4例3.2.2圖

例5.2.2在例圖3.2.4所示振蕩器交流等效電路中，三個(gè)LC并聯(lián)回路的諧振頻率分別是：試問、、滿足什么條件時(shí)該振蕩器能正常工作？解：若組成電容三點(diǎn)式，則在振蕩頻處，所以應(yīng)滿足或5.2.2若組成電感三點(diǎn)式，則在振蕩頻率處，所以應(yīng)滿足或圖3.2.4例3.2.2圖例5.2圖5.2.5電容三點(diǎn)式電路（ａ）原理電路（ｂ）高頻等效電路二、電容三點(diǎn)式電路（又稱考畢茲電路，Coplitts）

與發(fā)射極相連接的兩個(gè)電抗元件同為電容時(shí)的三點(diǎn)式電路，稱為電容三點(diǎn)式電路。5.2.2回路電容Ｌ回路電感

高頻旁路電容

耦合電容發(fā)射極輸入，集電極輸出，共基極放大電路圖5.2.5電容三點(diǎn)式電路二、電容三點(diǎn)式電路（又5.2.2電容三點(diǎn)式電路高頻等效電路用微變等效電路取代三極管5.2.2電容三點(diǎn)式電路高頻等效電路電容三點(diǎn)式電路高頻等效電路5.2.21、考畢茲電路的近似分析用晶體管共基極組態(tài)的簡化等效電路替代晶體三極管。在×處斷開，并考慮到負(fù)載作用，得到:圖5.2.6小信號等效電路

晶體管輸出電容未考慮。

其中電容三點(diǎn)式電路高頻等效電路（通常

）

接入系數(shù)式中5.2.2等效電路的簡化：由（a）到（b）：由（b）到（c）：圖5.2.6推導(dǎo)

的等效電路

（通常）接入系數(shù)式中5.2.2等效電路的簡化：由（a等效電納因?yàn)樗粤罘帜傅奶摬繛榱?，即可得到振蕩器的振蕩角頻率為令即可求得振幅起振的條件為：

5.2.2環(huán)路增益計(jì)算：圖5.2.6推導(dǎo)

的等效電路

等效電納因?yàn)樗粤罘帜傅奶摬繛榱悖纯傻玫秸袷幤鞯恼袷幤鹫駰l件又可以表示為其中本電路的反饋系數(shù)一般要求

為3～5。

的取值一般為。5.2.2起振條件又可以表示為其中本電路的反饋系數(shù)一般要求為32、實(shí)際考慮

5.2.2在圖5.2.6(a)中，令得到（b）圖。2、實(shí)際考慮5.2.2在圖5.2.6(a)中所以由（b）圖求得反饋電壓將、、代入上式整理后得所以由（b）圖求得反饋電壓將、、代入上式整理后得式中且5.2.2根據(jù)起振條件，令B=0可以求得振蕩器的振蕩角頻率為振幅起振條件為式中且5.2.2根據(jù)起振條件，令B=0可以求得振蕩器的振蕩上述分析表明，電容三點(diǎn)式振蕩器的振蕩角頻率不僅與有關(guān)，還與、即回路固有諧振電阻、外接電阻和三極管輸入電阻有關(guān)，且在實(shí)際電路中，一般滿足因此，工程估算時(shí)可近似認(rèn)為：5.2.2上述分析表明，電容三點(diǎn)式振蕩器的振蕩角頻率不僅與有關(guān)，還三、電感三點(diǎn)式電路（哈特萊電路，Hartley）

與發(fā)射極相連接的兩個(gè)電抗元件同為電感時(shí)的三點(diǎn)式電路，稱為電感三點(diǎn)式電路，也稱為哈特萊電路。（ｂ）圖為其共基組態(tài)交流等效電路5.2.2圖3.2.7電感三點(diǎn)式振蕩器電路回路電感回路電容旁路電容耦合電容耦合電容高頻扼流圈高頻扼流圈三、電感三點(diǎn)式電路（哈特萊電路，Hartley）起振條件接入系數(shù)5.2.2

該電路的振蕩角頻率其中為互感系數(shù)。反饋系數(shù)起振條件接入系數(shù)5.2.2該電路的振蕩角頻率其中為四、三點(diǎn)式電路的特點(diǎn)5.2.2四、三點(diǎn)式電路的特點(diǎn)5.2.2

例3.2.3在圖例3.2.8所示電容三點(diǎn)式振蕩電路中,已知，試求起振的頻率范圍。5.2.2圖5.2.8例5.2.3圖例3.2.3在圖例3.2.8所示電解:題圖的交流等效電路為當(dāng)時(shí)，

5.2.2電路的有關(guān)參數(shù)如下接入系數(shù)在此圖的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步只畫晶體管的電極，不直接畫晶體管符號，以便于分析。晶體管的輸出端（bc端）用等效電流源表示?；鶚O接地，發(fā)射極輸入，集電極輸出解:題圖的交流等效電路為當(dāng)時(shí)所以根據(jù)振幅起振條件

5.2.2因?yàn)榭梢姇r(shí)，電路滿足起振條件。相應(yīng)的振蕩頻率：

參見P43所以根據(jù)振幅起振條件5.2.2因?yàn)榭梢姇r(shí)，（2）當(dāng)

時(shí)，可求出相應(yīng)的參數(shù)這時(shí)電路不滿足起振條件。所以在頻率低端滿足起振條件的臨界值為5.2.2（2）當(dāng)時(shí)，可求出相應(yīng)的參數(shù)這時(shí)電路不滿足起振條件。所以對應(yīng)的振蕩頻率

所以，振蕩電路的頻率范圍為16.59～28.53MHz。5.2.2對應(yīng)的總等效電容對應(yīng)的可變電容對應(yīng)的振蕩頻率所以，振蕩電路的頻率范圍為16.59～28.5.2.3單片集成振蕩器一、差分對管振蕩電路（共集電極-共基極反饋電路）為恒流源的交流等效電阻。

根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷，在管基極斷開,有

5.2.3圖5.2.10差分對管振蕩電路綜上所述，此振蕩器電路能正常工作。5.2.3單片集成振蕩器一、差分對管振蕩電路（共集電極-圖5.2.11單片集成振蕩器E1648內(nèi)部電路圖二、E1648單片集成振蕩器圖5.2.11單片集成振蕩器E1648內(nèi)部電路圖二、基極電位。若基極電位受到干擾而升高，則有這一負(fù)反饋?zhàn)饔檬够鶚O電位保持恒定。5.2.3與管組成互補(bǔ)穩(wěn)定電路，穩(wěn)定需要說明的是：電路的振蕩頻率其中是10、12腳之間的輸入電容。E1648的最高振蕩頻率可達(dá)225MHz。E1648有1腳與3腳兩個(gè)輸出端。由于1腳和3腳分別是片內(nèi)管的集電極和發(fā)射極所以1腳輸出電壓的幅度可大于3腳的輸出?；芈窇?yīng)調(diào)諧在振蕩頻率上?；鶚O電位。若基極電位受到干擾而升高，則有這一負(fù)反饋?zhàn)饔檬箞D3.2.12E1648組成的正弦波振蕩

如果10腳與12腳外接包括變?nèi)荻O管在內(nèi)的LC元件，可以構(gòu)成壓控振蕩器。顯然，利用E1648也可以構(gòu)成晶體振蕩器。5.2.3圖5.2.12是利用E1648組成的正弦波振蕩器。圖3.2.12E1648組成的正弦波振蕩如果15.2LC正弦波振蕩器采用LC諧振回路作為選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩器。LC正弦波振蕩器有三種實(shí)現(xiàn)電路:LC振蕩器可用來產(chǎn)生幾十千赫到幾百兆赫的正弦波信號。5.25.2LC正弦波振蕩器采用LC諧振回路作為選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩5.2.1互感耦合振蕩器常見的互感耦合振蕩器電路。的作用。如果將短路，即基極直接與變壓器次級相連，則基極通過變壓器次級直流接地，三極管不工作，振蕩電路不能起振。5.2.1圖5.1.3集電極調(diào)諧互感耦合振蕩器電路注意：耦合電容振蕩頻率：共發(fā)射極放大電路5.2.1互感耦合振蕩器常見的互感耦合振蕩器電路。的作用。圖5.1.3變壓器耦合反饋振蕩器(a)原理電路(b)交流通路考慮交流輸出電壓的正負(fù)極，及其與輸入電壓的相位關(guān)系圖5.1.3變壓器耦合反饋振蕩器考慮交流輸出電壓的正負(fù)其他形式的電路電路缺點(diǎn)：都不利于及時(shí)濾除三極管集電極輸出的諧波電流成分。從而電路的電磁干擾大，集電極電壓加大?；鶚O選頻發(fā)射極選頻發(fā)射極接地，基極輸入，集電極輸出，共發(fā)射極電路基極接地，發(fā)射極輸入，集電極輸出，共基極電路其他形式的電路基極選頻發(fā)射極選頻發(fā)射極接地，基極輸入，集電極

例5.2.1

判斷圖例3.2.2所示兩極互感耦合振蕩電路能否起振。5.2.1

解：這是一個(gè)共基—共集反饋電路，容易滿足振幅條件。相位條件判斷：可見電路是負(fù)反饋，不能產(chǎn)生振蕩。

圖5.2.2例5.2.1圖怎樣修改才能能產(chǎn)生振蕩？

在“輸入端”斷開先從斷開處向左看例5.2.1判斷圖例3.2.2所示兩極互感耦5.2.2三點(diǎn)式振蕩電路一、電路組成法則（相位條件）

三點(diǎn)式振蕩器的工作頻率可達(dá)到幾百兆赫，由LC回路的三個(gè)端點(diǎn)與晶體管三個(gè)電極分別相連而構(gòu)成。

在三點(diǎn)式電路中，ＬＣ回路中與發(fā)射極相連接的兩個(gè)電抗元件必須為同性質(zhì)，另外一個(gè)電抗元件必須為異性質(zhì)。同時(shí)滿足5.2.2圖5.2.3三點(diǎn)式振蕩器的原理圖5.2.2三點(diǎn)式振蕩電路一、電路組成法則（相位條件）假定LC回路由純電抗元件組成，分別為同時(shí)忽略晶體管的電抗效應(yīng)，則當(dāng)回路諧振時(shí)，回路呈純阻性，有即由于是在支路分配在上的電壓，即Xbe是正反饋支路。要使得與同相，必須使即必須是同性質(zhì)電抗，因而必須是異性質(zhì)的電抗。5.2.2證明：本質(zhì)上是共發(fā)射極放大電路（基極輸入，集電極輸出），Vc和Vi反相Vo是振蕩器的輸出震蕩電壓考慮回路品質(zhì)因數(shù)高，諧振時(shí)電抗器件的電流特別大，三極管內(nèi)阻幾乎不會分流。類似阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的分析方法假定LC回路由純電抗元件組成，分別為同時(shí)忽略晶體管的電抗效應(yīng)圖3.2.4例3.2.2圖

例5.2.2在例圖3.2.4所示振蕩器交流等效電路中，三個(gè)LC并聯(lián)回路的諧振頻率分別是：試問、、滿足什么條件時(shí)該振蕩器能正常工作？解：若組成電容三點(diǎn)式，則在振蕩頻處，所以應(yīng)滿足或5.2.2若組成電感三點(diǎn)式，則在振蕩頻率處，所以應(yīng)滿足或圖3.2.4例3.2.2圖例5.2圖5.2.5電容三點(diǎn)式電路（ａ）原理電路（ｂ）高頻等效電路二、電容三點(diǎn)式電路（又稱考畢茲電路，Coplitts）

與發(fā)射極相連接的兩個(gè)電抗元件同為電容時(shí)的三點(diǎn)式電路，稱為電容三點(diǎn)式電路。5.2.2回路電容Ｌ回路電感

高頻旁路電容

耦合電容發(fā)射極輸入，集電極輸出，共基極放大電路圖5.2.5電容三點(diǎn)式電路二、電容三點(diǎn)式電路（又5.2.2電容三點(diǎn)式電路高頻等效電路用微變等效電路取代三極管5.2.2電容三點(diǎn)式電路高頻等效電路電容三點(diǎn)式電路高頻等效電路5.2.21、考畢茲電路的近似分析用晶體管共基極組態(tài)的簡化等效電路替代晶體三極管。在×處斷開，并考慮到負(fù)載作用，得到:圖5.2.6小信號等效電路

晶體管輸出電容未考慮。

其中電容三點(diǎn)式電路高頻等效電路（通常

）

接入系數(shù)式中5.2.2等效電路的簡化：由（a）到（b）：由（b）到（c）：圖5.2.6推導(dǎo)

的等效電路

（通常）接入系數(shù)式中5.2.2等效電路的簡化：由（a等效電納因?yàn)樗粤罘帜傅奶摬繛榱?，即可得到振蕩器的振蕩角頻率為令即可求得振幅起振的條件為：

5.2.2環(huán)路增益計(jì)算：圖5.2.6推導(dǎo)

的等效電路

等效電納因?yàn)樗粤罘帜傅奶摬繛榱?，即可得到振蕩器的振蕩起振條件又可以表示為其中本電路的反饋系數(shù)一般要求

為3～5。

的取值一般為。5.2.2起振條件又可以表示為其中本電路的反饋系數(shù)一般要求為32、實(shí)際考慮

5.2.2在圖5.2.6(a)中，令得到（b）圖。2、實(shí)際考慮5.2.2在圖5.2.6(a)中所以由（b）圖求得反饋電壓將、、代入上式整理后得所以由（b）圖求得反饋電壓將、、代入上式整理后得式中且5.2.2根據(jù)起振條件，令B=0可以求得振蕩器的振蕩角頻率為振幅起振條件為式中且5.2.2根據(jù)起振條件，令B=0可以求得振蕩器的振蕩上述分析表明，電容三點(diǎn)式振蕩器的振蕩角頻率不僅與有關(guān)，還與、即回路固有諧振電阻、外接電阻和三極管輸入電阻有關(guān)，且在實(shí)際電路中，一般滿足因此，工程估算時(shí)可近似認(rèn)為：5.2.2上述分析表明，電容三點(diǎn)式振蕩器的振蕩角頻率不僅與有關(guān)，還三、電感三點(diǎn)式電路（哈特萊電路，Hartley）

與發(fā)射極相連接的兩個(gè)電抗元件同為電感時(shí)的三點(diǎn)式電路，稱為電感三點(diǎn)式電路，也稱為哈特萊電路。（ｂ）圖為其共基組態(tài)交流等效電路5.2.2圖3.2.7電感三點(diǎn)式振蕩器電路回路電感回路電容旁路電容耦合電容耦合電容高頻扼流圈高頻扼流圈三、電感三點(diǎn)式電路（哈特萊電路，Hartley）起振條件接入系數(shù)5.2.2

該電路的振蕩角頻率其中為互感系數(shù)。反饋系數(shù)起振條件接入系數(shù)5.2.2該電路的振蕩角頻率其中為四、三點(diǎn)式電路的特點(diǎn)5.2.2四、三點(diǎn)式電路的特點(diǎn)5.2.2

例3.2.3在圖例3.2.8所示電容三點(diǎn)式振蕩電路中,已知，試求起振的頻率范圍。5.2.2圖5.2.8例5.2.3圖例3.2.3在圖例3.2.8所示電解:題圖的交流等效電路為當(dāng)時(shí)，

5.2.2電路的有關(guān)參數(shù)如下接入系數(shù)在此圖的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步只畫晶體管的電極，不直接畫晶體管符號，以便于分析。晶體管的輸出端（bc端）用等效電流源表示?；鶚O接地，發(fā)射極輸入，集電極輸出解:題圖的交流等效電路為當(dāng)時(shí)所以根據(jù)振幅起振條件

5.2.2因?yàn)榭梢姇r(shí)，電路滿足起振條件。相應(yīng)的振蕩頻率：

參見P43所以根據(jù)振幅起振條件5.2.2因?yàn)榭梢姇r(shí)，（2）當(dāng)

時(shí)，可求出相應(yīng)的參數(shù)