高频 第三章第21节32页PPT

主讲 杨霓清
微变等效电路
3.2.2
高频电子线路
2、考毕兹电路起振条件的近似分析 （1）电路的简化
电容三点式电路高频等效电路
在×处断开，并 考虑到负载作用 ，得到:
图3.2.6 小信号 等效电路
主讲 杨霓清
3.2.2
高频电子线路
由（a）到（b）：
C2 C2Cbe
V f

1 nVf
接入系数 n C 1
怎样修改才能能产生振荡？
主讲 杨霓清
3.2.1
高频电子线路
3.2.2 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 XceXbeXbc0
图3.2. 3 三点式振荡器的原理图
C 1 C 2
（通常re Re ）
ren12 (re//Re)n12 re
由（b） 到（c）：
GgL
ge

1 RL
1 re
BC
1
(L)
C C1C 2 C1 C 2
图3.2.6
主讲 杨霓清
推导T ( j ) 的等效电路
3.2.2
高频电子线路
（2）环路增益计算：
注意：耦合电容 C B 的作用。如果将C B 短路，则基极通过变压 器次极直流接地，振荡 电路不能起振。
图3.1.3 集电极调谐互感耦 合振荡器电路
振荡频率： fosc

f0

2
1 LC
主讲 杨霓清
3.2. 都不利于及时
滤除三极管集电极 输出的谐波电流成 分。从而电路的电 磁干扰大，集电极 电压加大。
Vf j(XjX bebeVX cbc)X XbceeVc
因为这是一个由反相放大器组成的正反馈电路，V i 与 V f 同相，
V
c与 V
i 反相，所以必有
X X
be ce

0 成立。即 X c e
X b e 必须是同
性质电抗，因而
X
cb
必须是异性质的电抗。 主讲 杨霓清
3.2.2
高频电子线路
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3.2.5 电容三点式电路 （ａ）原理电路 （ｂ）高频交流等效电路
主讲 杨霓清
3.2.2
高频电子线路
（b） 电容三点式高频交流等效电路
令：RL Re0 RL
且忽略晶体管输 出电容的影响。 可以得到微变等 效电路：
Re0 Q0oscL
例 3.2.2 在例图3.2.4所示振荡器交流等效电路中，三个LC并
联回路的谐振频率分别是：f1
1
(2
L1C1)
f2
1
(2
L2C2 )
f3
1
(2
L3C3 )
试问 f1 、f 2 、f 3 满足什么条件时该振荡
器能正常工作？
图3.2.4 例3.2.2图
解：若组成电容三点式， 则在振荡频 f o s c 1 处，
主讲 杨霓清
3.2.2
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（4）振幅起振条件
令T() 1 即可求得振幅起振的条件为：
T(osc)Akf
ngm gL ge
1
起振条件又可以表示为
gm1 n(gL ge )1 ngLnge
其中
gL RL1Re0
1 1
,
gerbe
re
（5）电路的反馈系数
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3.2 LC正弦波振荡器
采用LC谐振回路作为选频网络的振荡器。 LC正弦波振荡器有三种实现电路:
互感耦合振荡器 三点式振荡器 集成电路LC振荡器
LC振荡器可用来产生几十千赫到几百兆赫的 正弦波信号。
主讲 杨霓清
3.2
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3.2.1 互感耦合振荡器
常见的互感耦合振荡器电路。
T(j) gm T( )ejT()
AjB
主讲 杨霓清
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式中 T() gm
A2 B2
B
T
()

arctan
A
且
AgL gigL C C 1 2 gi(2LC 1)
BC 2 1 C 1gigL C 2 (L C 1)1L
主讲 杨霓清
3.2.2
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证明：假定LC回路由纯电抗元件组成，分别为
X c e X b e X c b 同时忽略晶体管的电抗效应，则当回路谐振
（ 0）时，回路呈纯阻性，有
XceXbe Xbc0
即
XceXbeXbc
由于V f 是 V c 在 X b e X b c 支路分配在 X b e 上的电压，即
得到（b）图。 主讲 杨霓清
3.2.2
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由（b）图求得反馈电压
Vf
gmVi
Z2
1 1 Z1 Z2
Z1 Z2 Z3
所以
T(j)V f gm Z2
gm
V i 1 1 Z1Z2 11Z1
Z1Z2 Z3
Z2 Z3 Z2Z3
将 Z 1 、Z 2 、Z 3 代入上式整理后得
所以应满足 f1f2fosc1f3 或 f2f1fosc1f3
若组成电感三点式，则在振荡频率 f o s c 2处，所以应满足
f1f2fosc2f3 或 f2f1fosc2f3
主讲 杨霓清
3.2.2
高频电子线路
二、 电容三点式电路（又称考毕兹电路，Coplitts） 1、电路分析
主讲 杨霓清
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例3.2.1 判断图例3.2.2所示两极互感耦合振荡电路 能否起振。
解：这是一个共基— 共集反馈电路，容易满足 振幅条件。
相位条件判断：
图3.2.2 例3.2.1图
e 1 c 1 b 2 e 2 (e 1 )
可见电路是负反馈，不能产生振荡。
kf
n C1 C1 C2
一般要求T ( osc ) 为3～5。
k
f
的取值一般为
1 8
~
1 2
。
主讲 杨霓清
3.2.2
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3、实际考虑
在图3.2.6(a)中，令
Z1
1 j C1
Z3

g L

1 1
j L
1
Z2 gi jC2
gi

1 re

1 Re
C2 C2Cbe
因为
Vf

gmVi G jB

1 nVf
所以 T(j)V Vif G n gm jBgL ge n 图jg(3 m .2C .61推L)导T ( j ) 的等效电路
（3）振荡频率的计算：
令T ( j ) 分母的虚部为零，即可得到振荡器的振荡角频率为
osc
1 LC