高频电子线路(第二版) 王卫东 第三章 3.4

Cb
EC Rb1 UB
+ UBE _
Rc
Co
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.
IE
+ UE _
C1 L C2 Ce
Rb2 Re
1 在振荡起振之前,起始偏压 UBEO 为正偏置
即:
U BE 0
R2 E C R e I EO R1 R 2
当 ω02 由大于 c 点对应的频率而减少时,以沿 cd 曲线下降, 到达 d 点后又摆脱 ω02 的影响而跳变到 a 点,使 ω=ω01
三,振荡器的占据现象 频率占据(或牵引)现象是指外加电动势与振荡器自然振荡频率 接近到一定程度时,可以使振荡随外电动势频率的改变而改变,这时 振荡器频率完全受外电动势控制,不再取决于回路参数
休息1 休息2
3.7 振荡器中的几种现象 讨论：
（1） 当 k 很小时
如果调节 C2 ,使 ω02 由小到大变化,如图所示,工作频率 ω 的变化为：
当 ω02>>ω01 或 ω02<<ω01 时, ω=ω01
当 ω02 接近 ω01 但 ω02<ω01 时, ω>ω01 ω02>ω01 时, ω<ω01
当 ωＳ＞＞ω0 或 ωＳ＜＜ω0 时， 当 ωS 很接近 ω0 时,有 ω=ωS
ω＝ω0
3.8 RC振荡器
较低的振荡频率一般都采用 RC 振荡器
RC 振荡器的主要优点:
结构简单 经济方便 RC 振荡器和 LC 振荡器工作原理相同,结构上也 是由放大器和正反馈网络两部分,区别仅在于用 RC 选择网络来代替 LC 回路.
3.7 振荡器中的几种现象
一,间歇振荡
间歇振荡是指振荡器工作时,时而起振,时而停振的一种振荡现象.
一般 LC 振荡器在建立振荡的过程中,有两个互相联系的暂态过程: 高频振荡的建立过程 偏压的建立过程
如右图所示电容三点式振荡 电路的偏置电压
U BE Rb 2 UB UE E C Re I E Rb1 Rb 2
ω 01
ω
(2) 当 K=KC=1/Q 时,临界耦合,
当 ω02=ω01 时, ω 值有跳变,且有:
ω 01 ω ω 01
ω 02
ω02>>ω01 或 ω02<<ω01 时, ω=ω01 ω02 接近 ω01 ω02<ω01 ω>ω01 ω02>ω01 ω<ω01
ω02=ω01 时, ω 值有跳变.
RC 振荡器也必须满足振幅和相位条件. 即: AF=1
A F 2 n , ( n 0 ,1 , 2 ...)
根据 RC 网络不同可将 RC 振荡器分为:
相移振荡器 桥式振荡器
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两种相移网络具有如下特点: §4.8 RC振荡器 (1)单节 RC 相移电路所产生的相移在 0—90o 之间,但最大相移不超 E 一,RC 相移振荡器
c
Rc 1,电路结构 过 90 C2 C3 C1 Rb1 (2) 输出电压从集电极经 RC 相 输出电压幅度也随频率变化而变化,但输出电压总小于输入 o 移器反馈到基极 ,为满足振荡器 电压,且相移越大,输出越小,当相移 90 时,输出趋于零. R2 的相位平衡条件,RC 相移器必须 Rb2 R1 (3) 相移值与频率相关,因此,当 RC 参数一定时,相位值与一定 具有相移 180o 的功能. Re Ce 的信号频率相对立. 2,RC 相移器的工作原理 o 故为了使相移网络倒相 180 ,至少要用三节移相网络,且可以证明 相位超前的相移网络 如果采用相同的 RC 相移网络,振荡频率为: 相位滞后的相移网络
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1 3
O ωo ω
继续
仿真1
仿真2
O ωo ω
休息1 休息2
右图为具有藕合谐振回路作 为负载的电容三端式振荡器 如果设振荡回路的自然谐 振频为:ω01,
EC Rb1 Cb C1 C3 R2 C2 Ce Re Rc
负载回路的谐振频率为: ω02
而振荡器的工作频率为: ω
两回路的藕合系数为： k
M L1 L2
Rb2
由于振荡回路与负载回路存在 藕合,因此调节负载回路将对振荡 工作频率产生影响,其影响程度与 回路的藕合程度有关.
如果 Re C e 值比较大（即 Re Ce 充电 比较缓慢）,当振荡平衡以后 UBE 值 仍然会稍有下降,从而有：
Auo Auo F 0 ub ub 0停 振 C E 放 电 U E U BE 当U BE 上 升 到 使Auo F 1 振 荡 又 重 新 开 始
休息1 休息2
其中 IEO 为发射极静态电流.
2 U be 当起振后 由于, Auo F 1 , 从而使:
休息1
休息2
ub ie I E ( I EO ie ) U E Re I E U BE
ub 晶 体 管 进 入 截 止 区 Auo 当Auo F 1时, ub 稳 定
u F 1 u2
1 1 R2 /( R2 ) j C 2 j C 2 1 R2 j C 2 1 R1 ( ) 1 j C 1 R2 j C 2
F
R1 I C1
R3
+ຫໍສະໝຸດ u1-R2C2
u2
R4
当 R1=R2=R,C1=C2=C 时, F=1/3
φ
f0
1 2 RC
o
f C
U1 +U c
1 2 6 RC R Uo
起振条件为:
U1 +UR I
R
hfe 29
C Uo
I
Uo φ
I
I UR φ U1
仿真
UC
U1
Uo 休息1 休息2
二 文氏电桥振荡器
1.电路结构
负反馈电路: 由 R3,R4 纯电阻电路构成. 正反馈电路: 由 R1,C1, R2,C2 选频网络构成. 2. RC 选频网络的频率特性
Cb Rb1 ub
+ UBE _
EC Rc Co
ie
C1 L C2 Ce
防止间歇振荡的方法: 可以把 Ce,Re 的值适当选小些,使偏压 的变化能跟得上ub 的变化.
Rb2 Re
UE
二,频率拖曳现象
振荡器为了将信号传输到下一级负载上,往往采用互感或其它 藕合形式.一旦藕合系数过大,而负载又是一个调谐回路,则调节次 级回路时,振荡频率也会随之变化,甚至产生频率跳变.这一现象通 常称为频率拖曳现象.
ω 02
ω 01
3.7 振荡器中的几种现象 讨论： ω
(3) K>KC 时
a ω 01
b
ω02>>ω01 或 ω02<<ω01 时, ω=ω01
当 ω02 由小到大接近 ω01 时, ω 沿 ab 曲线上升,到达 b 点 后脱离 ω02 对 ω 的影响跳变 到 c 点,使 ω=ω01
c
d
ω 02 ω 01