電子線路-非線性部分(第五版)謝嘉奎-第3章

第三章正弦波振蕩器正弦波振蕩器：無輸入信號情況下，將直流電源的能量轉(zhuǎn)換成按特定頻率和振幅的正弦交變能量。正弦波振蕩器的原理正反饋原理負(fù)電阻原理醫(yī)療儀器高頻加熱設(shè)備電子設(shè)備發(fā)射機(jī)(載波頻率fC）接收機(jī)（本地振蕩頻率fL）儀器儀表振蕩源數(shù)字系統(tǒng)時(shí)鐘信號振蕩器的用途1振蕩器的分類振蕩器正弦波振蕩器非正弦波振蕩器正反饋振蕩器負(fù)阻振蕩器LC振蕩器晶體振蕩器RC振蕩器互感耦合LC差分對管LC三點(diǎn)式振蕩器改進(jìn)三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式（考畢滋）電感三點(diǎn)式（哈特萊）克拉波西勒串聯(lián)型并聯(lián)型皮爾斯密勒移相式串并聯(lián)型（文氏電橋）超前式滯后式（三角波、鋸齒波、方波等）2一以正反饋原理分析正弦波振蕩器環(huán)路增益主網(wǎng)絡(luò)電壓增益為：正反饋網(wǎng)絡(luò)反饋系數(shù)為●●●31一個(gè)實(shí)際的振蕩器電路一個(gè)能量來源一個(gè)選頻回路一個(gè)控制設(shè)備正反饋判斷：瞬時(shí)極性法42振蕩過程分析平衡條件：●起振條件:●

穩(wěn)定條件:●5滿足起振、平衡和穩(wěn)定條件的環(huán)路增益特性1BA0

硬激勵(lì)

軟激勵(lì)6起振：放大器（電路瞬變，小信號線性放大）振蕩電路如何滿足三個(gè)條件(從幅度上）？平衡：放大器增益可變（是振幅的函數(shù)，自給偏置效應(yīng)）穩(wěn)定：放大器的非線性放大特性（甲類乙類、丙類）自給偏置效應(yīng)7諧振回路的特性振蕩電路如何滿足三個(gè)條件(從相位上）？起振、平衡：形成正反饋穩(wěn)定條件：選頻回路總結(jié)電路能否震蕩：——直流偏置是否為放大器——交流通路是否為正反饋8二LC正弦波振蕩器2三點(diǎn)式振蕩電路組成法則：b,c兩頭掛，發(fā)射極接中間與發(fā)射極相連的是同性質(zhì)電抗，不與發(fā)射極相連的是異性質(zhì)電抗。電容三點(diǎn)式（考畢滋）電感三點(diǎn)式（哈特萊）1互感（變壓器）耦合式LC回路有三個(gè)抽頭，分別與晶體管三個(gè)電極相連9－Vo++Vf－+Vi－證明：起振分析：ICQ取1~5mA，C2/C1取1/2~1/8平衡、穩(wěn)定條件——管子非線性、諧振電路相頻特性保證10在判斷三點(diǎn)式振蕩類型時(shí)，交流通路中可不考慮電阻。11p135例3：判斷能否起振，屬于哪種振蕩電路12元件作用：T1、T2差分對管C1L1振蕩回路Reo為L1C1并諧振電阻Cc高頻隔直耦合電容RB構(gòu)成基極電流回路CB旁路電容Io為恒流源2差分對管LC振蕩器13三頻率穩(wěn)定度1定義長期頻率穩(wěn)定度：一般是指一天以上甚至幾個(gè)月的時(shí)間間隔內(nèi)頻率的相對變化。短期頻率穩(wěn)定度：一般是指一天以內(nèi)，以小時(shí)、分鐘或秒記的時(shí)間間隔內(nèi)頻率的相對變化。瞬時(shí)頻率穩(wěn)定度：一般是指秒或毫秒的時(shí)間間隔內(nèi)頻率的相對變化。142提高頻率穩(wěn)定度的措施1）分析外界因素變化引起變化外界因素變化引起變化越大，越大外界因素變化引起變化越大，越小越大，越大盡可能的減小外界因素的影響振蕩回路中的元件標(biāo)準(zhǔn)化溫度補(bǔ)償減小管子與回路之間的耦合2）措施15克拉潑振蕩器3電容三點(diǎn)式振蕩器的改進(jìn)電路西勒振蕩器普通L、C三點(diǎn)式振蕩器頻率穩(wěn)定度只能達(dá)到10－3～10－4克拉潑振蕩器振蕩器頻率穩(wěn)定度可達(dá)10－4～10－516LC振蕩器互感耦合LC差分對管LC三點(diǎn)式振蕩器改進(jìn)三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式（考畢滋）電感三點(diǎn)式（哈特萊）克拉波西勒17用石英晶體諧振器控制并穩(wěn)定高頻振蕩頻率的振蕩器稱為晶體振蕩（簡稱晶振）1石英晶體性能特點(diǎn)穩(wěn)定性好具有壓電效應(yīng)振蕩頻率（基頻）泛音效應(yīng)四晶體振蕩器2石英晶體的電路符號和等效電路183性能參數(shù)和電抗特性Lq：幾十毫亨～幾亨Cq：10-4pF～

10-1pFrq：幾十Ω～幾百Ω支架電容C0為幾皮法19皮爾斯振蕩器（JT等效電容三點(diǎn)式中的電感）4晶體振蕩電路1）并聯(lián)型晶體振蕩器20并聯(lián)型晶體振蕩器的實(shí)用電路(C1、C2與石英晶體構(gòu)成諧振）21密勒振蕩器（JT等效電感三點(diǎn)式中的一個(gè)電感）使LC呈電感L'22泛音晶體皮爾斯振蕩器232）串聯(lián)型晶振電路24使用石英晶體諧振器時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)石英晶體諧振器的標(biāo)稱頻率都是在出廠前,在石英晶體諧振器上并接一定負(fù)載電容條件下測定的,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。(2)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)頻作用。25五RC正弦波振蕩器導(dǎo)前移相網(wǎng)絡(luò)滯后移相網(wǎng)絡(luò)串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)RC正弦波振蕩器采用RC電路作為移相網(wǎng)絡(luò)，主要工作在幾十kHz以下，頻率穩(wěn)定度<10-326RC移相振蕩電路振蕩角頻率：振幅起振條件：27串并聯(lián)RC振蕩電路振蕩角頻率：振幅起振條件：Rt負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，外穩(wěn)幅。28負(fù)阻振蕩器負(fù)電阻的物理意義對交流來說才有意義負(fù)阻器件電壓控制型負(fù)阻器件隧道二極管電流控制型負(fù)阻器件單結(jié)晶體管特點(diǎn)較高工作頻段、體積小、穩(wěn)定度不及反饋式電壓控制型負(fù)阻振蕩器29振蕩器中的幾種現(xiàn)象間歇振蕩當(dāng)高頻振蕩建立較快，而偏壓電路由于時(shí)間常數(shù)過大而變化過慢時(shí)，就會產(chǎn)生間歇振蕩。頻率占據(jù)在一般LC振蕩器中,若從外部引入一頻率為fs的信號,當(dāng)fs接近振蕩器原來的振蕩頻率f1時(shí),會發(fā)生占據(jù)現(xiàn)象,表現(xiàn)為當(dāng)fs接近f1時(shí),振蕩器受外加信號影響,振蕩頻率向接近fs的頻率變化,而當(dāng)fs進(jìn)一步接近原來f1時(shí),振蕩頻率甚至等于外加信號頻率fs,產(chǎn)生強(qiáng)迫同步。寄生振蕩有工作頻率附近的振蕩或者是遠(yuǎn)離工作頻率的低頻或超高頻振蕩30振蕩器總結(jié)振蕩器正弦波振蕩器非正弦波振蕩器