高频电子线路阳昌汉版第5章_正弦波振荡器PPT课件
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正弦波振荡器PPT课件
正弦波振荡器的调谐范围较宽，可以通过 调整电路参数实现不同频率和幅度的输出 ，满足多种应用需求。
输出纯净
易于集成
正弦波振荡器产生的波形失真小，噪声低 ，适用于对信号质量要求高的应用。
正弦波振荡器可以采用集成电路形式实现 ，减小了体积和重量，便于携带和集成到 其他系统中。
缺点
功耗较大
正弦波振荡器需要一定的功耗才 能维持稳定工作，相对于其他类
正弦波振荡器的原理和结构
总结词
正弦波振荡器是一种能够产生正弦波信号的电子装置， 其原理基于自激振荡。为了实现自激振荡，正弦波振荡 器需要满足一定的条件，包括放大倍数大于1、反馈系 数大于0且小于等于1、相位移动大于等于π弧度等。常 见的正弦波振荡器结构有RC电路、LC电路和石英晶体 振荡器等。
详细描述
LC振荡器通过调节电感器和电容器的 大小，可以产生不同频率的正弦波。 其优点是频率稳定性高，适用于产生 高频信号。
晶体振荡器
晶体振荡器利用石英晶体（一种特殊的电介质）的压电效应 产生正弦波。
晶体振荡器的振荡频率由石英晶体的固有频率决定，具有极 高的稳定性和精度。广泛应用于高精度测量和通信领域。
04 正弦波振荡器的应用领域
振荡条件的稳定性分析
• 总结词：稳定性是正弦波振荡器的关键性能指标之一，它决定了输出信号的频 率和幅度的稳定性。为了使正弦波振荡器稳定工作，需要满足一定的条件，包 括放大倍数稳定、相位移动稳定和频率稳定等。这些条件可以通过理论分析和 实验测试来验证和优化。
• 详细描述：稳定性是正弦波振荡器的关键性能指标之一，它决定了输出信号的 频率和幅度的稳定性。在实际应用中，由于受到环境因素、电路参数变化和噪 声干扰等多种因素的影响，正弦波振荡器的输出信号可能会发生频率漂移、幅 度波动等现象，影响其性能表现。因此，为了使正弦波振荡器稳定工作，需要 满足一定的条件，包括放大倍数稳定、相位移动稳定和频率稳定等。这些条件 可以通过理论分析和实验测试来验证和优化，以确保正弦波振荡器在实际应用 中的性能表现达到预期要求。
高频电子线路：第5章 正弦波振荡器
第5章 正弦波振荡器
振荡器组成
放大器 a. 晶体三极管 b. 场效应管 c. 差分放大器 d. 运算放大器
选频网络 a. LC并联谐振回路 b. RC选频网络 c. 晶体滤波器等
反馈网络 a. 电容分压 b. 电感分压 c. 变压器耦合 d. 电阻分压
第5章 正弦波振荡器
5.2.1 互感耦合振荡器 5.2.2 三端式振荡电路 5.2.3 LC正弦波电路的分析举例
第5章 正弦波振荡器
gm＞ gm min
rC
gL M
◎ r越大，M越小，电路起振所需要的跨导gm就越大。 当M＝0时，起振需要的跨导gm为∞。这表明电路已不再是 振荡器了。
◎ 振荡器的振荡频率和晶体管的参数有关， 也与晶体管的输 入输出电导有关，实际上当振荡频率较高时，管子的极间电 容对高频振荡频率影响较大， 这一点是不希望的， 因为这 些参数与温度有关。
正反馈，满足相位平衡条件。如果再满足起振条件， 就符合基本原理。射基(集)同名
第5章 正弦波振荡器
三极管，LC谐振回路
变压器
第5章 正弦波振荡器
1：电路
2：工作原理
3：结论
● 是否可能振荡，取决
于变压器正确的同名端标向
● 是否能起振，在同名端标向正确的前提下，取决于变
压器是否有足够的耦合量M， M L
使振幅平衡条件从 AF>1 到AF=1 。 （由增到稳） End
第5章 正弦波振荡器
当反馈信号等于放大器的输入信号时，振荡电路的输出
电压不再发生变化，电路达到平衡状态。
A
U o U i
,
F
U f U o
A即AV ( j), F即BV ( j),
U f FUo FAUi Ui ,Uo ,U f 即Vi ,Vo ,Vf
高频电子线路阳昌汉版第5章_振幅调制与解调
uc（t）
1 id K (ct )ud rd RL K (ct ) 为周期性的函数，可用傅立叶级数展开 1 2 2 2 K ct cosct cos3ct cos5ct ....... 2 3 5
K ( c t )
1 uc t 0 开关函数K (ct ) 0 uc t 0 1 2 2 2 K ct cosct cos3ct cos5ct ....... 2 3 5
设计时输出功率和效率不是主要指标。重点是提高调制的 线性度，减小不需要的频率分量和提高滤波性能。
高电平调幅电路： 在所需的功率电平上进行调制，调制与 功放合一，一般用于发射机的末级。 一般只能产生AM。 优点：整机效率高。 设计时必须兼顾输出功率、效率和调制线性的要求。
17
5.3.1 低电平调幅电路
通过相乘实现！
5
二、单频调制
1、表达式
uΩ t U Ωm cos Ωt U Ωm cos 2Ft
u t U cm ka uΩ t cos ct
通常 c Ω
U cm kaU Ωm cosΩt cos ct U cm 1 ma cosΩt cos ct
主要用途：可产生AM、 DSB 、 SSB 单二极管开关状态调幅电路 二极管调幅电路 主要电路： 模拟乘法器调幅电路 二极管平衡调幅电路
二极管环型调幅电路
18
一、单二极管开关状态调幅电路 (1)什么是开关状态 当二极管在两个电压共同作用下，其中一个电压振幅足够 大，另一个电压振幅较小，二极管的导通和截止将完全受大 振幅电压的控制，可以近似认为二极管处于理想开关状态。 (2)调幅原理
高频电子线路正弦波振荡器.ppt
• 反馈式振荡的基本原理 • LC正弦波振荡器 • 晶体振荡器
第一节 反馈式振荡的基本原理
一、反馈振荡器的组成
下图所示是一个反馈式放大器的框图。它由放大器和
反馈网络组成。U•o
•
是放大器输出电压，U
i
是放大器输入
电压，U•
f
是反馈网络输出反馈电压，
•
U
i
是外加电压。
5
•
放大器的增益为
•
A
U
•
o
反馈系数F为
克拉泼振荡器与前述的电容三点式振荡器的主要区别是在电感支路 内串入了一个小电容C3，且C3<<C1、C3<<C2。因此回路总电容 C≈C3.
振荡器的工作频率
由于C3<<C1、C3<<C2，谐振回路中三个电容C1、C2 、C3串联，
串联后的等效电容为
C
1
1 1
1
C1C2C3
C3
C1C2 C2C3 C1C3 1 C3 C3
为了克服克拉泼电路的缺点，提出了西勒电路。如下图所 示。西勒电路是在克拉泼电路基础上，在回路电感L两端 并入一个小电容C4(参数值满足C1、C2远大于C4和C3)。
回路的等效电容为
C (C1串C2串C3 )并C4
1
1 1
1
C4
C1C2
C1C2C3 C2C3 C1C3
C4
1
C3 C3
C3
高频电子线路
High-frequency Electronic Circuits
浙江万里学院电子信息学院 高小能
1
第5章 正弦波振荡器
• 不需外加输入信号,便能自行产生输出信号的电路称为 振荡器.
第一节 反馈式振荡的基本原理
一、反馈振荡器的组成
下图所示是一个反馈式放大器的框图。它由放大器和
反馈网络组成。U•o
•
是放大器输出电压，U
i
是放大器输入
电压，U•
f
是反馈网络输出反馈电压，
•
U
i
是外加电压。
5
•
放大器的增益为
•
A
U
•
o
反馈系数F为
克拉泼振荡器与前述的电容三点式振荡器的主要区别是在电感支路 内串入了一个小电容C3，且C3<<C1、C3<<C2。因此回路总电容 C≈C3.
振荡器的工作频率
由于C3<<C1、C3<<C2，谐振回路中三个电容C1、C2 、C3串联，
串联后的等效电容为
C
1
1 1
1
C1C2C3
C3
C1C2 C2C3 C1C3 1 C3 C3
为了克服克拉泼电路的缺点，提出了西勒电路。如下图所 示。西勒电路是在克拉泼电路基础上，在回路电感L两端 并入一个小电容C4(参数值满足C1、C2远大于C4和C3)。
回路的等效电容为
C (C1串C2串C3 )并C4
1
1 1
1
C4
C1C2
C1C2C3 C2C3 C1C3
C4
1
C3 C3
C3
高频电子线路
High-frequency Electronic Circuits
浙江万里学院电子信息学院 高小能
1
第5章 正弦波振荡器
• 不需外加输入信号,便能自行产生输出信号的电路称为 振荡器.
[PPT课件] 高频电子第五章 正弦波振荡器
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互感耦合振荡器的特点和适用性：
变压器分布电容限制了振荡频率的提高， 宜工作在频率不太高的中、短波段本机振 荡。
5.5.2差分对管互感耦合振荡器
1、电路：图5.18 2、元件介绍 3、优点：
§5.6 LC正弦波振荡器
1. 2. 3.
LC正弦波振荡器： 采用 LC 谐振回路作为相移网络的反馈振荡器称 为LC正弦波振荡器。 LC振荡器的分类： 变压器耦合式 差分对管式 三点式（电感三点式、电容三点式及它的改进型）
本节讨论要点：
LC正弦波振荡器的构成原则。 2. 电感三点式和电容三点式振荡器的特点。 3. 改进型电容三点式振荡器――克拉波振荡 器和西勒振荡器。
1.
三点式振荡器
1、何谓三点式振荡器 2、三点式振荡器的基本类型和它的一般电 路：
5.6.1三点式振荡器的组成原则（相 位判据）
LC回路谐振时满足 ：
电感三点式振荡器及其作用：
元件作用：
2、交流等效电路：
3、振荡条件与振荡频率：
g 2 L L 2 M C G G L L 2 M 1 2 ieoe1 2
1
说明： ① g ②
o
G ,G 有关 g与 ie oe
2 C L L 2 M G G L L 2 M 12 ie oe 1 2 通常选取：
2
C C 2 3
C 1 1 g L C Q 0 L O 3
3 2 C C L C O 1 2 1 g ( g ) g g m m m in oe ie C Q 1 0 C 2
《高频电子线路》课件—05正弦波振荡器
相位条件判断：
图5.2.2 例5.2.1图
e1 c1 b2 e2 (e1)
可见电路是负反馈，不能产生振荡。
怎样修改才能能产生振荡？
5.2.2 三点式振荡电路
三点式振荡器的工作频率可达到几百兆赫。
一、电路组成法则（相位条件）
在三点式电路中，ＬＣ回 路中与发射极相连接的两个电 抗元件必须为同性质，另外一 个电抗元件必须为异性质。同 时满足 X ce Xbe Xbc 0
Vi
5.1.3 反馈振荡的条件
一、起振条件和平衡条件 由振荡建立过程的起振循环得出，使振幅不断增 长的条件（起振条件）是 Vf Vi 。
1、起振条件
T
josc
Vf Vi
1
或
或表示为
( AF 1)
T (osc ) 1 T 2n
或 AAF1F(振 2幅n起（振相条位件起）振条件）（n=0,1,2,…）
若组成电感三点式，则在振荡频率 fosc2处，应满足
f1 f2 fosc2 f3 或 f2 f1 fosc2 f3
二、 电容三点式电路（又称考毕兹电路，Coplitts）
1、电路分析
Ｌ回路电感
Cb 高
频旁 路电 容
电耦容合回C路1 电C容2
图5.2.5 电容三点式电路 （ａ）原理电路 （ｂ）高频交流等效电路
由（a）到（b）：
C2 C2 Cbe
V f
1 n
Vf
接入系数 n C1
C1 C2
（通常re Re ）
re
1 n2
(re
//
Re )
1 n2
re
由（b） 到（c）：
G
g L
ge
1 RL
高频 通信电子线路课件Chapter 5 正弦波振荡器
(Y Z F ) 0
一般Y 和F 对频率的敏感性远小于 Z
(Y Z F ) Z 0
–YF Z Q1 o1 Q2 YF YF o1 1 Q1Q2
即要求选频网络的相频特 性曲线在工作频率附近具有负 的斜率，而并联谐振回路正好 具有负的相频特性。故谐振回 路不但决定了振荡频率，还是 稳定频率的机构。 Q值越大，曲线越陡峭， 振荡器稳定性越好。
三端式LC振荡器有多种形式，主要有：
电感三端式，又称哈特莱振荡器(Hartley)； 电容三端式，又称考毕兹振荡器(Coplitts)； 串联型改进电容三端式，又称克拉泼振荡器(Clapp)； 并联型改进电容三端式，又称西勒振荡器(Selier)。
1、电感反馈三端式振荡器(哈特莱电路)
＋VCC Rb1 v1 Cb Rb2 Ce Re C L L1 L2
§5.3 振荡条件分析
一、振荡器的起振条件
Vo 开环增益Ao V
i
Vf 反馈系数F V
Vs
Vi
放大器
Vo
A（s）
o
Vo 闭环增益A f Vs
Vo Af Vs
Vf
反馈网络 F（s）
Vo Vo Vi Ao Ao V Vf Vi 1 Ao F Vo V f f 1 1 Vi Vi Vo
L 若是理想耦合，则 F 2 L1
电感反馈三端电路的起振条件为：
h fe hie h hie L M ie 1 FR R L2 M h fe R p p p
注：F不可太大，也不可太小，通常1/2～1/8。
电感反馈三端电路的振荡频率为：
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•
Uf 正反馈 网络
5
组成：
放大器──是对反馈信号进行放大；
正反馈网络──是将输出回路中的能量取出一部分加 到放大器的输入端；
选频网络── 是获得单一确定的振荡频率； 利用放大器
件的非线性
稳幅环节──使振荡的输出稳定。 内稳幅 外稳幅
6
二、振荡的建立与起振条件
放大器的电压增益：
.
.
A
U
.
o
Ui
反馈系数：
振幅的稳定条件： A
0 即表明:在平衡点附近,放大器增益随信
U o Uo UoQ
号振幅的变化特性具有负斜率.
14
4） 相位平衡的稳定条件 （频率的稳定条件）
相位稳定条件的意义:指当相位平衡条件遭到破坏时，电路本身能
自动地重新建立起相位平衡点的条件。
频率与相位的关系： d
dt
Ui
Uo
当 0
Uf 超前Ui
11
平衡条件的另一种表示形式：
U
i
Y fe Y
Ic1
Zp1 Z
U
c1
F F
U f
Ui 晶体管 Ic1 LC 选 频
Y
网络 Z
U c1
Uf 反馈网络
F
振幅平衡条件: YfeZ p1F 1
相位平衡条件: Y Z F 2n
其中：
: 为集电极基波电流
Ic1与基极输入电压
U
的相角
i
Z :为LC谐振回路基波谐振阻抗 的相角
12
四、 振荡器平衡状态的稳定条件 1) 稳定平衡与不稳定平衡
2) 振荡器的稳定平衡 因某一外因的变化，振荡的原平衡条件遭到破坏，振 荡器能在新的条件下建立新的平衡，当外因去掉后， 电路能自动返回原平衡状态。满足这样条件的平衡称 为稳定平衡。
13
3） 振幅平衡的稳定条件
A
Q点稳定：
1
F
外因变化 F
Y << Z ，
F Z
\
( Y Z F ) @ Z
0
即要求选频网络的相频特性曲线 在工作频率附近应具有负斜率。
实际中的并联LC谐振回路正好具有这种相频特性。
z
2
O
ωo
ω
16
2
总结
1) 正弦振荡器工作条件包括 起振条件： 保证振荡器从无到有建立起振荡
T A F 2nπ n=0,1,2…
1
反馈特性
F
振荡特性
O
Uo
10
放大器进入平衡的原因： （1）放大器固有的非线性特性 （2）自给偏压效应
从起振到平衡，放大器工作状态的变化: 甲类 甲乙类 乙类 丙类
.
..
平衡条件： T A F 1
T AF 1 振幅平衡条件
等幅振荡
T A F 2nπ n=0,1,2…
相位平衡条件
平衡条件： 保证振荡器进入平衡状态，产生持续的等幅振荡
T A F 2nπ n=0,1,2…
稳定条件：保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏
振幅稳定条件
A 0
U o Uo UoQ
相稳定条件
Z 0
17
2) 振荡器的静态工作点应设计在软激励状态 3) 从振荡到平衡是由晶体管非线性与自给反偏压共同作用
刚起振时，起始偏压为正偏置
U BEQ
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
Re IEQ
其中 IEQ 为发射极静态电流.
起振后，由于 A0F 1 , 从而使:
Ui iE IE (IEQ IE0 ) U E ReIE U BE
晶体管进入截止区
A
当A
F
1时,
U
稳定
i
9
A
AF 1即Ui Uf
T A0 F 2nπ n=0,1,2…
相位起振条件
反馈网络
增幅振荡 正反馈
8
三、 振荡的平衡条件
Uo
电路的偏置电压为：
＋
•
＋
•
Uo
Ui
UB
+
IE
－
•
Uf
－
UBE _
+
UE _
U BE
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
Re IE
显然
Re 上的直流电压
UE
是由发射极电流 IE 自己建立的,且随 IE 的变化而变化,故称为自给偏压.
信号周期
信号频率
0
当 0 Uf 滞后Ui
信号周期
Uf
信号频率
0
ui
频率随相位变化的关系：
0 0 0 0
即可得：
0
t
15
相位平衡的稳定条件： 0 或 0 Ui
Uo
A F Y Z F
Uf
又因为一般 Y 和 F 对频率变化的灵敏性远小于 Z ,即有
第 5 章 正弦波振荡器
概述 反馈型LC振荡原理 反馈型LC振荡器 振荡器的频率稳定原理 高稳定度的LC振荡器 晶体振荡电路 RC正弦波振荡器
1
5.1 概 述
一、 振荡器的功能
在无输入信号情况下，将电源的直流能量转换成具有 一定频率、一定波形和一定振幅的交流信号能量输出。
二、振荡器与放大器的区别
相同点： 直流能量
高频能源： 高频加热设备 医疗仪器
五、主要技术指标 振荡频率、振荡波形、振荡幅度、频率稳定度
4
5.2 反馈型LC振荡原理
一、 反馈型正弦波振荡器的组成
定义：从放大器的输出信号中取出一部分反馈到输入端 作为输入信号，无需外部提供激励信号，能产生等幅正 弦波输出称为反馈型振荡器。
•
•
Ui
放大器 Uo
（选频网络）
的结果，称为内稳幅；需要外加稳幅电路的称为外稳幅 4) 判断能否产生正弦振荡的方法 a) 是否可能振荡——首先看电路供电是否正确；二是 看是否满足相位平衡条件（正反馈） b) 是否起振——看是否满足振幅起振条件 c) 是否产生正弦波——看是否有正弦选频网络
Ae jA
.
.
F
Uf
.
Fe jF
Uo
•
•
•
•
当T
Uf
Uf
Uo
..
AF
•
•
•
Ui Uo Ui
环路增益
＋
•
U－i
1
＋
＋
•
•
Uo
－
Uf
－
调谐放大器
反馈网络
这时调谐放大器与反馈网络就构成了自激振荡器。 7
.
.
Uf Ui
＋
＋
•
•
Ui
Uo
－
•
Uf
－
起振条件：
.. .
T A0 F 1
调谐放大器
T A0F 1 振幅起振条件
1/F
AF >1
（增幅振荡） 输出增大
Q1点达到新的平衡
O
外因消失 F
1/F
AF <1
（减幅振荡） 输出减小 回到原平衡状态Q点
Q Q1
Uo
软激励
B点不稳定：
外因变化 F
1/F
AF >1
B
（增幅振荡） 输出增大 Q1点达到新的平衡
稳定
Q Q1
外因消失 F 输出减小
AF<1 （减幅振荡）
硬激励
回到Q点达到平衡 （回不到平衡点B点） （应避免）
交流能量
不同点： 放大器：需外加的激励信号
振荡器：不需外加激励信号
2
三、 振荡器的分类
LC振荡器
晶体振荡器
反馈型 振荡器
RC振荡器 （正反馈原理） 正弦波
振荡器
负阻型振荡器
负阻器件+振荡回路
非正弦波： 产生三角波、锯齿波、矩形波等
3
四、正弦波振荡器的用途 通信系统： 发射机(载波频率fc) 接收机(本地振荡频率fL) 测量仪器：信号源 数字系统：时钟信号
Uf 正反馈 网络
5
组成：
放大器──是对反馈信号进行放大；
正反馈网络──是将输出回路中的能量取出一部分加 到放大器的输入端；
选频网络── 是获得单一确定的振荡频率； 利用放大器
件的非线性
稳幅环节──使振荡的输出稳定。 内稳幅 外稳幅
6
二、振荡的建立与起振条件
放大器的电压增益：
.
.
A
U
.
o
Ui
反馈系数：
振幅的稳定条件： A
0 即表明:在平衡点附近,放大器增益随信
U o Uo UoQ
号振幅的变化特性具有负斜率.
14
4） 相位平衡的稳定条件 （频率的稳定条件）
相位稳定条件的意义:指当相位平衡条件遭到破坏时，电路本身能
自动地重新建立起相位平衡点的条件。
频率与相位的关系： d
dt
Ui
Uo
当 0
Uf 超前Ui
11
平衡条件的另一种表示形式：
U
i
Y fe Y
Ic1
Zp1 Z
U
c1
F F
U f
Ui 晶体管 Ic1 LC 选 频
Y
网络 Z
U c1
Uf 反馈网络
F
振幅平衡条件: YfeZ p1F 1
相位平衡条件: Y Z F 2n
其中：
: 为集电极基波电流
Ic1与基极输入电压
U
的相角
i
Z :为LC谐振回路基波谐振阻抗 的相角
12
四、 振荡器平衡状态的稳定条件 1) 稳定平衡与不稳定平衡
2) 振荡器的稳定平衡 因某一外因的变化，振荡的原平衡条件遭到破坏，振 荡器能在新的条件下建立新的平衡，当外因去掉后， 电路能自动返回原平衡状态。满足这样条件的平衡称 为稳定平衡。
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3） 振幅平衡的稳定条件
A
Q点稳定：
1
F
外因变化 F
Y << Z ，
F Z
\
( Y Z F ) @ Z
0
即要求选频网络的相频特性曲线 在工作频率附近应具有负斜率。
实际中的并联LC谐振回路正好具有这种相频特性。
z
2
O
ωo
ω
16
2
总结
1) 正弦振荡器工作条件包括 起振条件： 保证振荡器从无到有建立起振荡
T A F 2nπ n=0,1,2…
1
反馈特性
F
振荡特性
O
Uo
10
放大器进入平衡的原因： （1）放大器固有的非线性特性 （2）自给偏压效应
从起振到平衡，放大器工作状态的变化: 甲类 甲乙类 乙类 丙类
.
..
平衡条件： T A F 1
T AF 1 振幅平衡条件
等幅振荡
T A F 2nπ n=0,1,2…
相位平衡条件
平衡条件： 保证振荡器进入平衡状态，产生持续的等幅振荡
T A F 2nπ n=0,1,2…
稳定条件：保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏
振幅稳定条件
A 0
U o Uo UoQ
相稳定条件
Z 0
17
2) 振荡器的静态工作点应设计在软激励状态 3) 从振荡到平衡是由晶体管非线性与自给反偏压共同作用
刚起振时，起始偏压为正偏置
U BEQ
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
Re IEQ
其中 IEQ 为发射极静态电流.
起振后，由于 A0F 1 , 从而使:
Ui iE IE (IEQ IE0 ) U E ReIE U BE
晶体管进入截止区
A
当A
F
1时,
U
稳定
i
9
A
AF 1即Ui Uf
T A0 F 2nπ n=0,1,2…
相位起振条件
反馈网络
增幅振荡 正反馈
8
三、 振荡的平衡条件
Uo
电路的偏置电压为：
＋
•
＋
•
Uo
Ui
UB
+
IE
－
•
Uf
－
UBE _
+
UE _
U BE
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
Re IE
显然
Re 上的直流电压
UE
是由发射极电流 IE 自己建立的,且随 IE 的变化而变化,故称为自给偏压.
信号周期
信号频率
0
当 0 Uf 滞后Ui
信号周期
Uf
信号频率
0
ui
频率随相位变化的关系：
0 0 0 0
即可得：
0
t
15
相位平衡的稳定条件： 0 或 0 Ui
Uo
A F Y Z F
Uf
又因为一般 Y 和 F 对频率变化的灵敏性远小于 Z ,即有
第 5 章 正弦波振荡器
概述 反馈型LC振荡原理 反馈型LC振荡器 振荡器的频率稳定原理 高稳定度的LC振荡器 晶体振荡电路 RC正弦波振荡器
1
5.1 概 述
一、 振荡器的功能
在无输入信号情况下，将电源的直流能量转换成具有 一定频率、一定波形和一定振幅的交流信号能量输出。
二、振荡器与放大器的区别
相同点： 直流能量
高频能源： 高频加热设备 医疗仪器
五、主要技术指标 振荡频率、振荡波形、振荡幅度、频率稳定度
4
5.2 反馈型LC振荡原理
一、 反馈型正弦波振荡器的组成
定义：从放大器的输出信号中取出一部分反馈到输入端 作为输入信号，无需外部提供激励信号，能产生等幅正 弦波输出称为反馈型振荡器。
•
•
Ui
放大器 Uo
（选频网络）
的结果，称为内稳幅；需要外加稳幅电路的称为外稳幅 4) 判断能否产生正弦振荡的方法 a) 是否可能振荡——首先看电路供电是否正确；二是 看是否满足相位平衡条件（正反馈） b) 是否起振——看是否满足振幅起振条件 c) 是否产生正弦波——看是否有正弦选频网络
Ae jA
.
.
F
Uf
.
Fe jF
Uo
•
•
•
•
当T
Uf
Uf
Uo
..
AF
•
•
•
Ui Uo Ui
环路增益
＋
•
U－i
1
＋
＋
•
•
Uo
－
Uf
－
调谐放大器
反馈网络
这时调谐放大器与反馈网络就构成了自激振荡器。 7
.
.
Uf Ui
＋
＋
•
•
Ui
Uo
－
•
Uf
－
起振条件：
.. .
T A0 F 1
调谐放大器
T A0F 1 振幅起振条件
1/F
AF >1
（增幅振荡） 输出增大
Q1点达到新的平衡
O
外因消失 F
1/F
AF <1
（减幅振荡） 输出减小 回到原平衡状态Q点
Q Q1
Uo
软激励
B点不稳定：
外因变化 F
1/F
AF >1
B
（增幅振荡） 输出增大 Q1点达到新的平衡
稳定
Q Q1
外因消失 F 输出减小
AF<1 （减幅振荡）
硬激励
回到Q点达到平衡 （回不到平衡点B点） （应避免）
交流能量
不同点： 放大器：需外加的激励信号
振荡器：不需外加激励信号
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三、 振荡器的分类
LC振荡器
晶体振荡器
反馈型 振荡器
RC振荡器 （正反馈原理） 正弦波
振荡器
负阻型振荡器
负阻器件+振荡回路
非正弦波： 产生三角波、锯齿波、矩形波等
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四、正弦波振荡器的用途 通信系统： 发射机(载波频率fc) 接收机(本地振荡频率fL) 测量仪器：信号源 数字系统：时钟信号