第四章 高频电子――正弦波振荡器PPT课件

（3）起振条件 ——为了振荡起来必需满足的条件
由振荡的建立过程可知，为了使振荡器能够起 振，起振之初反馈电压Uf与输入电压Ui在相位上应 同相（即为正反馈）；在幅值上应要求Uf＞Ui，即：
起振条件 φA+φF＝2nπ（n＝0，1，2，···）
AF＞1
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3、稳定条件
平衡状态有稳定平衡和不稳定平衡，振荡器工作 时要处于稳定平衡状态。
振幅稳定条件：AF与Ui的变化方向相反。 相位稳定条件：相位与频率的变化方向相反。
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4、频率准确度与稳定度
（1）频率准确度
绝对频率准确度： Δf＝f－f0
相对频率准确度： f f f0
f0
f0
（2）频率稳定度
振荡频率的稳定度= fmax /时间间隔 f0
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4.2 LC正弦波振荡器
1、变压器反馈式正弦波振荡器 ①相位条件：
a.判断Uf和Ui是否同相
b.判断是否为正反馈
②起振条件：
rberc M L
③振荡频率：
f0 2
1 LC
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④电路特点：
优点：结构简单，易起振，输出幅度大，调节方便。 缺点：频率稳定性差，适用于中、短波段不是很高
的场合。
⑤电路的三种形式
第4章 正弦波振荡器
➢ 4.1 反馈式振荡器的工作原理 ➢ 4.2 LC正弦波振荡器 ➢ 4.3 石英晶体振荡器 ➢ 4.4 RC振荡器 ➢ 4.5 负阻正弦波振荡器
➢ 本章小结 ➢ 思考题
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4.1 反馈式振荡器的工作原理
1、组成与分类
(1) 组成
(2) 分类
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集电极调谐型 发射极调谐型 基极调谐型
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2、三点式振荡器
(1) 三点式振荡器一般组成原则:
设回路谐振时有电流 I在流动，则有：
（jX1+jX2+jX3)=0 即：X1+X2+X3=0 一般形式
根据：U U of
jX2 0X2
jX1
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X1
0
得三点式的一般组成原则：
➢ X1与X2电抗性质相同 ➢ X3与X1（或X2）电抗
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二、导致振荡频率不稳定的因素
振荡频率主要取决于谐振回路的参数Ｌ、Ｃ、Ｒ， 也与有源器件以及电路其他元件的参数有关。 （包括外界和电路本身）
外界因素： 1.温度变化的影响
环境温度的温度、设备自然产生的温度变化 影响原因： （１）温度变化会改变谐振回路的电感线圈和电容
器几何尺寸以及电容的介电常数。 （２）温度变化还严重地影响着有源器件的参数和
➢ 缺点：调节频率影响反馈系数，受三极管等效输入 电容和输出电容影响。
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(3) 电感三点式（Hartley，哈特莱电路）
①交流通路的基本形式：
三极管三个电极分别与电感三个引
出端相连，反馈电压取自L2上。
②振荡频率：
f0
2
1 LC
其中： LL 1L 22 M
③反馈系数：
F Uf /Uo (L 2M )/L (1M )
平衡状态。
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(2)平衡条件
——为维持等幅振荡所需满足的条件
因为: UO AUi Uf FUO 所以: Uf AFUi
又 所因以:为平衡时AF有＝:AFU/φf AU+φi F＝1
因而可得:
相位平衡条件：φA+φF＝2nπ(n＝0,1,2,3,···)
振幅平衡条件： AF＝1
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工作点。
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2.电源电压变化的影响 电源电压发生变化时，必定引起有源器件参数和
振荡器工作状的变化从而使振荡频率发生变化。
3.负载阻抗变化的影响 任何与振荡器相耦合的电路，它们都会吸取振荡
器的振荡的振荡功率，成为振荡回路的品质因数、 还影响了回路谐振频频和相角ψf、ψz，所以振荡 频率也将发生变化。
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4.其它外界因素的影响
（１）机械振动：使电感和电容产生形变，Ｌ、Ｃ 值会改变
（２）温度和气压的变化：改变了电容器中介质材 料的介电系数，使Ｃ值变化
（３）外界磁场感应：引起电感量的变化
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三、提高频率稳定度的主要措施
1．尽可能减小外界因素的变化 2. 提高谐振回路的标准性 谐振回路的标准性——是指谐振回路在外界因素变化
f
相对频率准确度： f1
f1f0 f1
f1f0 f0
其中:f1为实际工作频率,f0为指定频率
应反复多次实测，取平均值
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2. 频率稳定度 频率稳定度——是指振荡器实际振荡频率偏离其
标称频率而变化的程度，它定义为在一段时间隔 内，振荡频率的相对变化变化量的最大值。 频率稳定度=一般按时间的长短不同,通常可分 为三种频率稳定度:
长期稳定度:一般指几天或几个月 短期稳定度: 指一天内,以小时,分,秒计. 瞬时稳定度: 一般以秒或毫秒计. 一般关注的是短期频率稳定度
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对振荡频率稳定度的要求视振荡器的用途不同而不 同。
一般中波广播电台发射机：１０－５数量级 电视发射机：１０－７ 普通信号发生器：１０－３～１０－５ 精密信号发生器：１０－８～１０－９ 移动式超频波通信机：１０－４～１０－５ 单边带通信机：优于１０－６
④电路特点：
优点：易起振，调节频率基本不影响反馈系数。
缺点：采用电感反馈，输出波形差，谐波成份多。
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f f1f0
4.3 振荡器的频率稳定度
一、频率准确度和频率稳定度
1. 频率准确度（频率精度） 是指振荡器在规定的条件下，实际振荡频率f
与要求的标称频率f0之间的偏差（或称频率误差） 绝对频率准确度：f f1f0
性质相反
“射同它 第四章 正弦波振荡器
(2) 电容三点式（ Colpitts，考毕兹电路）
①交流通路的基本形式
三极管三极分别与电容的三个引出 端相连，反馈电压取自C2上。
②振荡频率：
f0
2
1 LC
③反馈系数：
C C1C2 C1C2
F Uf /Uo C1/C2
④电路特点：
➢ 优点：高次谐波成份小，波形好。
2、平衡条件与起振条件
（1）振荡的建立过程
当接通电源时，回路内的各种电扰动信号经选频网络选频后，
将其中某一频率的信号反馈到输入端，再经放大→反馈→放大
→反馈的循环，该信号的幅度不断增大，振荡由小到大建立起
来。随着信号振幅的增大，放大器将进入非线性状态，增益下
降，当反馈电压正好等于输入电压时，振荡幅度不再增大进入