第4章 正弦波振荡器
正弦波振荡器基本原理
调整反馈网络的参数使反 馈可信这以号时代X把替·f与XSX·输·打f=a 。X入至·a电信X·路f号端不X，·a需相则要同X·。f 输入就有输出。
X·i S X·a 基本A放·、大? 电a 路 X·f 反F馈·、网?络f
正反馈放大电路
输入注信意号：X·a反相馈同信的号含义X·f与为 大小相等，相位一致。
本 区别正、负反馈电路比较环节
节
学学 正 弦 波 振 荡 电 路 的 振 荡 条 件 习习
要要 点点
正弦波振荡电路起振条件
和
要 正弦波振荡电路的基本组成部分及作用
求
返回
正弦波振荡器的基本原理主页
正、负反馈电路比较环节的区别
正弦波振荡电路的振荡条件
学习主页
正弦波振荡电路起振条件
正弦波振荡电路的基本组成部分
西藏第一神山·冈仁波齐峰 返回
引言
正弦波振荡电路是一个没有输入信号但有输出信号 的、带选频网络的正反馈放大电路。
振荡电路（即正反馈放大电路）与负反馈放大电路 在电路结构上的根本区别之一就是反馈信号 Xf 在输入 端与输入信号 Xi的迭加是相加的，所以在分析其相位条 件时与负反馈自激振荡有所不同。
本页完 返引回言
X·
o
本继页续完
正弦波振推导出荡结果 器的基本原理
一、正、负反馈电路比 较环节的区别
二、正弦波振荡电路维 持振荡的两个条件
一先个把信开号关X·a打(称至为X激·i 端励，信输号入)。 经基本放大电路放大后
输出X·o X·o = A··Xa
调整反馈网络的参数使反 馈信号X·f与X·输f=X入·a信号X·a相同。
二、正弦波振荡电路维 持振荡的两个条件
《高频电子技术(第2版)》电子教案 课程思政PPT 4.1反馈振荡器的工作原理
EXIT
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
（3）爱祖国的灿烂文化
• 文化传统作为一个民族群体意识的载体，常常被称为 国家和民族的“胎记”，是一个民族得以延续的“精神 基因”，是培养民族心理、民族个性、民族精神的“摇 篮”，是民族凝聚力的重要基础。人们在现实生活中， 或许会背井离乡，或许会彼此隔绝，但对祖国灿烂文化 和历史传统的认同总会把人们的心连在一起。
4.1 反馈振荡器的工作原理
振荡条件讨论与小结
振荡条件：同时满足起振条件和平衡条件
引入正反馈是构成振荡器的关键。
同时T必须具有随振荡电压Ui 增大而下降的特性
平衡点
为获得这样的
环路增益特性，反 馈环路中要有非线 性环节。
为获得正弦波，振荡电 路中要有选频环节。振荡频 率通常就由选频环节确定。
O
UiA
EXIT
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
4.1.3 振荡的稳定条件
干扰破坏原平衡状态后， 振荡器自动回到原平衡状态所需条件
EXIT
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
4.1.3 振荡的稳定条件
一、 振幅稳定条件
T
T
0
U i U i U iA
B 1
A 当反馈网络为线性网络时，
O UiB
Uf
Fu
.
.
要满足 Uf Ui
Uo 起始信号来自电扰动
.
.
起振时要满足 Uf Ui
输出信号大小满足要求
放大器 Ui Ui Au
时，要能自动稳定输出电压，
.
.
Uo
实现 Uf Ui ，使电路进入
稳定状态，输出幅度和频率
正弦波振荡器(LC振荡器和晶体振荡器)实验
正弦波振荡器（LC 振荡器和晶体振荡器）实验一、实验目的1．掌握电容三点式LC 振荡电路和晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件的功能； 2．掌握LC 振荡器幅频特性的测量方法；3．熟悉电源电压变化对振荡器振荡幅度和频率的影响；通过实验进一步了解调幅的工作原理。
4．了解静态工作点对晶体振荡器工作的影响，感受晶体振荡器频率稳定度高的特点。
二、实验仪器1.100M 示波器 一台2.高频信号源 一台3.高频电子实验箱 一套三、实验电路原理1.基本原理振荡器是指在没有外加信号作用下的一种自动将直流电源的能量变换为一定波形的交变振荡能量的装置。
正弦波振荡器在电子技术领域中有着广泛的应用。
在信息传输系统的各种发射机中，就是把主振器（振荡器）所产生的载波，经过放大、调制而把信息发射出去的。
在超外差式的各种接收机中，是由振荡器产生一个本地振荡信号，送入混频器，才能将高频信号变成中频信号。
振荡器的种类很多。
从所采用的分析方法和振荡器的特性来看，可以把振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类。
此实验只讨论反馈式振荡器。
根据振荡器所产生的波形，又可以把振荡器分为正弦波振荡器与非正弦波振荡器。
此实验只介绍正弦波振荡器。
常用正弦波振荡器主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成，这就是反馈振荡器。
按照选频网络所采用元件的不同，正弦波振荡器可分为LC 振荡器、RC 振荡器和晶体振荡器等类型。
（1）反馈型正弦波自激振荡器基本工作原理以互感反馈振荡器为例，分析反馈型正弦波自激振荡器的基本原理，其原理电路如图2-1所示。
b V bE cE -1L 2L f V bV '+-图 2-1反馈型正弦波自激振荡器原理电路当开关K 接“1”时，信号源b V 加到晶体管输入端，构成一个调谐放大器电路，集电极回路得到了一个放大了的信号F V 。
当开关K 接“2”时，信号源b V 不加入晶体管，输入晶体管是F V 的一部分b V '。
正弦波振荡器
设计实例分析
RC正弦波振荡器
适用于低频信号源，电路简单，但频率稳定性较差。
LC正弦波振荡器
适用于高频信号源，频率稳定性较高，但电路较为复 杂。
石英晶体振荡器
具有极高的频率稳定性和精度，广泛应用于各种高精 度测量和控制系统。
05
正弦波振荡器的调试与测试
调试步骤
01
检查电路连接
确保所有元件都正确连接，没有短 路或断路。
相位平衡条件
正弦波振荡器的相位平衡条件要求系统内部的相移与反馈路径上的相移之和为 整数倍的圆周，即相移之和必须等于2nπ（n为整数）。
幅度平衡条件
正弦波振荡器的幅度平衡条件要求系统内部的增益与反馈路径上的衰减之比等 于1，即系统内部的放大倍数与反馈路径上的衰减倍数相等。
04
正弦波振荡器的设计
设计流程
奈奎斯特判据
奈奎斯特判据通过分析系统的开环频率响应，判断闭环系统的稳定性。如果系统的开环频率响应在复平面的右半平面 没有极点，则闭环系统是稳定的。
伯德图判据
伯德图判据通过绘制系统开环频率响应的幅值和相位图，观察幅频特性和相频特性的变化趋势，判断系 统是否具有足够的相位裕量和幅值裕量以保证稳定性。
相位和幅度平衡条件
正弦波振荡器的应用
01
02
03
信号源
正弦波振荡器可作为各种 电子设备和系统的信号源， 提供稳定的正弦波信号。
通信
在无线通信领域，正弦波 振荡器用于生成载波信号， 实现信息的传输。
测量
正弦波振荡器产生的信号 可用于各种电学、磁学和 光学测量。
正弦波振荡器的分类
按照频率调节方式
01
分为固定频率和可调频率正弦波振荡器。
高频电子线路-第4章--习题答案
第4章 正弦波振荡器4.1 分析图P4.1所示电路，标明次级数圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。
[解] (a) 同名端标于二次侧线圈的下端601260.87710Hz 0.877MHz 2π2π3301010010f LC--===⨯=⨯⨯⨯(b) 同名端标于二次侧线的圈下端606120.77710Hz 0.777MHz 2π1401030010f --==⨯=⨯⨯⨯(c) 同名端标于二次侧线圈的下端606120.47610Hz 0.476MHz 2π5601020010f --==⨯=⨯⨯⨯4.2 变压器耦合LC 振荡电路如图P4.2所示，已知360pF C =，280μH L =、50Q =、20μH M =，晶体管的fe 0ϕ=、5oe 210S G -=⨯，略去放大电路输入导纳的影响，试画出振荡器起振时开环小信号等效电路，计算振荡频率，并验证振荡器是否满足振幅起振条件。
[解] 作出振荡器起振时开环Y 参数等效电路如图P4.2(s)所示。
略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于0612Hz =0.5MHz 2π2π2801036010f LC--==⨯⨯⨯略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为5661121042.7μS 502π0.51028010e oe oe o G G G G S S Q Lρω--=+=+=⨯+=⨯⨯⨯⨯⨯由于三极管的静态工作点电流EQ I 为12100.712330.6mA 3.3k EQV I ⨯⎛⎫-⎪+⎝⎭==Ω所以，三极管的正向传输导纳等于/0.6/260.023S fe m EQ T Y g I U mA mV ≈===因此，放大器的谐振电压增益为o muo eiU g A G U -==而反馈系数为f oU j M M F j L LU ωω-=≈=-这样可求得振荡电路环路增益值为60.023203842.710280meg M T A F G L -====⨯ 由于T >1，故该振荡电路满足振幅起振条件。
高频电路原理与分析总复习
8
第2章 高频电路基础
（2）并联谐振回路
并联阻抗： Z
(a)谐振频率
P
L
C
1 r j (L ) C
0
1 LC
f0
1 2 LC
(b)特性阻抗
1 L 0 L 0C C
9
第2章 高频电路基础
并联谐振回路的等效电路
等效电路
并联阻抗： P
Z
L
C
谐振阻抗：
1．电流、 电压波形
基极回路电压：
ic I co I c1 cost I cn cosnt
0 时：谐振阻抗R 最大 L
输出电压：
uo uc I c1RL cost Uc cost
集电极电压：
uce Ec uo Ec Uc cost
CH2 高频电路基础
CH2
重点内容如下：
第2章 高频电路基础
2.2 高频电路中的基本电路
高频电路中的基本电路主要有：
高频振荡(谐振)回路
高频变压器 谐振器与各种滤波器
完成功能：
信号的传输、频率选择及阻抗变换等功能。
4
第2章 高频电路基础
2.2 高频电路中的基本电路
一、高频振荡回路
是高频电路中应用最广的无源网络，它是构成高频
C
U BZ E B 0.6 (0.5) 0.44 U bm 2.5
得C 63.90 ,查表得：
（C ） 0.232，1 C ） 0.410， （ 0
34
I c 0 ICM（C） 1.8 0.232 0.417( A) 0
I c1m ICM（C） 1.8 0.410 0.738( A) 1
正弦波振荡器
要维持一定振幅的振荡，反馈系数F应设计得大 一些。一般取 1/ 2 ~ 1/8，这样就可以使得在 AoF 1 时 的情况下起振。
由上分析知，反馈型正弦波振荡器的起振条件是：
AoF 1
即
AAo
F1 F
2n
(n 1, 1, )
分别称为振幅起振条件和相位起振条件。
应用：无线电通讯、广播电视，工业上的高频感 应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体 接近开关等。
正弦波振荡电路的组成
(1) 放大电路: 放大信号
(2) 反馈网络: 必须是正反馈，反馈信号即是 放大电路的输入信号
(3) 选频网络: 保证输出为单一频率的正弦波 即使电路只在某一特定频率下满足 自激振荡条件
17.3.2 正弦波振荡电路
正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦 交流信号。它的频率范围很广，可以从一赫以下到 几百兆以上；输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦； 输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。 常用的正弦波振荡器
LC振荡电路:输出功率大、频率高。 RC振荡电路:输出功率小、频率低。 石英晶体振荡电路：频率稳定度高。
在平衡条件下，反馈到放大管的输入信号正好等于放 大管维持及所需要的输入电压，从而保持反馈环路各点电 压的平衡，使振荡器得以维持。
4.1.2平衡条件
振荡器的平衡条件即为
T ( j) K( j)F( j) 1 也可以表示为 T ( j) KF 1
(4 ─ 9a)
T K F 2n
2) 相位平衡的稳定条件
相位稳定条件指相位平衡条件遭到破坏时，线路本 身能重新建立起相位平衡点的条件；若能建立则仍能保 持其稳定的振荡。
强调指出：相位稳定条件和频率稳定条件实质上是 一回事。因为振荡的角频率就是相位的变化率 d 。
高频电子线路正弦波振荡器.ppt
单调谐放大器
高频电子线路——第4章 正弦波振荡器
3.相位(频率)稳定条件
相位稳定条件和频率稳定条件实质上是一回事
正弦信号相位φ和频率ω的关系：
d
dt
dt
振荡器的角频率 增大导致相位不断超前 相位 的不断超前表明角频率 增大
高频电子线路——第4章 正弦波振荡器
（1）相位(频率)稳定过程
原平衡态： L (0 ) f F 0
4.1.2 起振条件
1．起振过程分析
单调谐放大器
刚通电：电路中存在很宽的频谱的电的扰动，幅值很小
通电后：
1）谐振回路的选频功能，从扰动中选出 osc 分量(osc 0)
2）放大器工作在线性放大区， |T (josc)|>1 ，形成增幅振荡
3）忽略晶体管内部相移： f ＝0
回路谐振： L＝0
T (josc) =0，相移为零
起振 过程
平衡 状态
起振 过程
平衡 状态
输出波形：
高频电子线路——第4章 正弦波振荡器
4.1.4 稳定条件
1.平衡状态稳定分析：
（1）振荡电路中存在干扰
单调谐放大器
① 外部：电源电压、温度、湿度的变化，引起管子和回 路参数的变化。
② 内部：存在固有噪声(起振时的原始输入电压,进入平 衡后与输入电压叠加引起波动)。
单调谐放大器
外界干扰后： L (0 ) f F 0
Ub 相位超前 Ub 相位
升高
振荡回路相频特性 L 下降
L () f F 下降
L () f F 0
达到新的平衡 > 0
外界干扰消失后： L () f F 0
Ub 相位滞后 Ub 相位
降低
电工学-第四章 正弦波振荡电路
R
1 jL jC j(L 1
C
)
( R L)
.
I
L/C
R j(L 1 )
C
+ L
•
U
C
_
R
2020/4/18
24
LC并联谐振回路的选频特性
•
Z
U
•
I
L/C
R j(L
1)
C
.
I
+ L
•
U
C
_
R
•
当LC并联回路发生谐振时，端电压 U 与总电
流
•
I
同相，即阻抗Z表现为纯电阻性。
谐振频率
o
Uf
•
F
Uo
•
•
由以上知，放大电路产生自激振荡的条件是 U f U i
••
•
则
AuF
Uo
•
U
•
f
U
•
f
1
Ui Uo Ui
2020/4/18
7
自激振荡
总结出自激振荡的条件：
（1）相位平衡条件
反馈电压
•
U
f
与输入电压
•
U
i
同相位，形成正反馈
（2）幅值平衡条件
反馈电压与输入电压大小相等： U f U i
C2
uf
首先判断相位平衡条件，见瞬时极性
2020/4/18
35
RB1
RC
+
RB2
uf
+
ube
RE
UCC
+
C1
L
+
C2
CE
高频电子线路作业及答案(胡宴如 狄苏燕版)四章
第4章 正弦波振荡器4.1 分析下图P4.1所示电路，标明次级数圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。
[解] (a) 同名端标于二次侧线圈的下端600.87710Hz 0.877MHzf ===⨯=(b) 同名端标于二次侧线的圈下端600.77710Hz 0.777MHzf ==⨯=(c) 同名端标于二次侧线圈的下端600.47610Hz 0.476MHzf ==⨯=4.2 变压器耦合振荡电路如图P4.2所示，已知，、、LC 360pF C =280μH L =50Q =，晶体管的、，略去放大电路输入导纳的影响，试画出振荡20μH M =fe 0ϕ=5oe 210S G -=⨯器起振时开环小信号等效电路，计算振荡频率，并验证振荡器是否满足振幅起振条件。
[解] 作出振荡器起振时开环参数等效电路如图P4.2(s)所示。
Yhe b e12略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于0Hz =0.5MHzf ==略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为5661121042.7μS502π0.51028010e oe oe o G G G G S S Q L ρω--=+=+=⨯+=⨯⨯⨯⨯⨯由于三极管的静态工作点电流为EQ I 12100.712330.6mA 3.3k EQV I ⨯⎛⎫-⎪+⎝⎭==Ω所以，三极管的正向传输导纳等于/0.6/260.023Sfe m EQ T Y g I U mA mV ≈===因此，放大器的谐振电压增益为omuo eiU g A G U -==而反馈系数为f oU j M MF j L LU ωω-=≈=-这样可求得振荡电路环路增益值为60.023203842.710280m e g M T A F G L -====⨯???由于>1，故该振荡电路满足振幅起振条件。
T 4.3 试检查图P4.3所示振荡电路，指出图中错误，并加以改正。
[解] (a) 图中有如下错误：发射极直流被短路，变压器同各端标的不正确，构成负反f L 馈。
振荡器原理
分类：
– 并联谐振型晶体振荡器：等效为电感 – 串联谐振型晶体振荡器：等效为串联谐振回路
30
4.5.1 并联谐振型晶体振荡电路
C
C
C1
E
LJ T
C2
L1
E
C
JT
L2
B
B
C-b型电路(皮尔斯电路) b-e型电路（密勒电路）
VCC C
Cq C1
C1
E
Co Lq
JT C2
C2
rq
C L RL
3、起振条件
g n GT
4、平衡条件
g n GT
40
Vf 反馈网络F
振幅平衡条件： AF 1 相位平衡条件： A F 2n (n 0,1,2,3, )
7
二、 振荡器的起振条件
1、 平均放大倍数A
Vi
Vo
放大器A
2、 起振条件
Vf 反馈网络F
振幅起振条件： AF 1 相位起振条件： A F 2n (n 0,1,2,3, )
AF越大，起振越容易，通常取F =1/2~1/8
VC C
200pF 100pF C3 C4
0.01uF
C2 200pF
L 8uH
C5 5.1pF
C1 51pF
29
4.5 石英晶体振荡器
频率稳定度可达到10-6~10-11。 石英晶体振荡器的优点：
– 石英晶体的等效谐振回路有很高的标准性； – 石英晶体的Q值可高达数百万量级； – 在串并联谐振频率之间很窄的工作频带内，具有
1 L(C3 C4 )
❖可以通过调节C4来调节输出频率 ❖频率覆盖系数为1.6~1.8
27
例1：振荡电路如图示，它是什么类型振荡器？有何优 点？计算它的振荡频率。
高频电路课后答案
式振荡器（考虑晶体管内部的 BE 结电容） 。 （h）可能振荡,属于电感三点式振荡器，但要求 L1、C 等效为电容。(i)可能振荡，属于电容三点式振荡器,但要求 L2、C2 等效为电容，且 L1、C1 等效为电感。
C
L 1
L2 C L1 L2 L2 L1
(c)
C
(a )
(b)
C1 C1 C2
(d )
f1 f 0 f 2
4-12 10MHZ 晶体振荡器如图 P4-12 所示。图中，Ce、Cφ 视为对高频短路，LC 为高频扼流 圈。 （1） 画出交流等效电路。指出该晶振电路属于哪种类型？ （2） 说明晶振器及 C、C3 在电路中的作用。 （3） 计算反馈系数 F=？求出电路能维持振荡的最小增益 AV 。
C1 // C2 C 90.71PF ~ 105.71PF
f osc
1 1.308MHz ~ 1.4123MHz 2 LC
反馈系数为： F
C1 100 0.17 。 C2 600
（3）为了保证电路起振，则要求 F A 1 即电路的增益至少为 A
1 6。 F
（3） 分析电路是否能满足振荡的相位条件。
LC
Rb1
Cb
C1
C2
Rb2
Ce LD C
Re C
L1 L2
C1 C 2 L1 L2
-1Байду номын сангаасV
图 P4 -8 题图 4． 8
解： （1）交流等效电路如右图所示。它属于电感三点式振荡器。 （2）振荡频率为：
f osc 2
1
L1 L2
f1
C1C2 C1 C2
C1 C2 L
正弦波振荡器
或者写成：
A F 1
A0F 1
A F 2n
课后思考题：在LC振荡器中，谐振回路是否等效成一个 电阻？振荡频率是否严格等于谐振回路的谐振频率？
三. 稳定条件
振荡器在工作过程中, 不可避免地要受到各种外界因素变化
的定影因响素,将如引电起源放电大压器波和动回、路温的度参变数化发、生变噪化声,干结扰果等使A。F这些变不化稳,
Uf
是反馈电压、 Ui 是输入电压、
A
是开环电压增益，
F 是反馈系数,
反馈型振荡器 正常工作的 三个条件：
一：起振条件
在接通电源瞬间, 电路中存在各种电扰动, 这些扰动均具
有很宽的频谱。 如果选频网络是由ＬＣ并联谐振回路组成,
则其中只有角频率为 谐振角频率ω0的分量才能通 过反馈产生
较大的 反馈电压 U f 。 如果在谐振频率处, U f 与原输入电
U f
j(
X
jX be be X
bc
)
U
c
X be X ce
U c
由电于路必中须U i满与足U正 c反反馈相：，所所以以UUi与f
U f
与
同相，而在共射 U c 反相
即：
X be 0 X ce
V
X1
X2
C2
C1
X3 L
(a)
V
L2
L1
X1
X2
X3 C
(b)
(a) 电容反馈振荡器; (b) 电感反馈振荡器
A 0
U c UC UCQ
Z
0
0
1)振幅平衡的稳定条件
2)相位平衡的稳定条件
第三节 反馈型LC振荡器
一 ，互感耦合振荡电路 二，电容反馈振荡电路 三，电感反馈振荡电路 电感三点式和电容三点式振荡电路的比较
第4章《高频电子线路》_(曾兴雯)_版高等教育出版社课后答案
第4章 正弦波振荡器
第一节
反馈振荡器的原理
一、反馈振荡器的原理分析
组成： （1）放大器
放大器通常是以某种选频网络(如振荡回路)作负载， 是调谐放大器。
（2）反馈网络 一般是由无源器件组成的线性网络。 正反馈： U’i(s)与Ui(s)相位相同。
5
第4章 正弦波振荡器
一、反馈振荡器的原理分析
Ui (s) Us (s) Ui(s)
若 Uo Uc
jL Uc ZL R L e 放大器的负载阻抗 所以 Ic T(j) Yf (j)ZLF(j) Yf ( j)ZL F( j) 1
9
U Uc Uo Ic c 又 K( j) Yf (j)ZL I Ui Ub c Ub 因为 jf Ic Yf ( j) Yf e 晶体管的正向转移导纳 Ub
振幅条件的图解表示
U0 U02 U01 Ub1 Ub2 Ub3 Ub
振荡开始时应为增幅振荡！
12
第4章 正弦波振荡器
四、稳定条件 1、振幅稳定条件
T U i
K U i
0
Ui UiA
0
U i U iA
U’i UiA U’’i
因此，振荡器由增幅振荡过渡到稳幅振荡，是由放
大器的非线性完成的。由于放大器的非线性，振幅稳定 条件很容易满足。
②相位平衡条件，即正反馈条件
U b jX 2 I
U c jX 1 I
X1、X2为同性质电抗元件
判断三端式振荡器能否振荡的原则：
“射同余异”
或 “源同余异”
18
第4章 正弦波振荡器
一、振荡器的组成原则
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
26
1 3 g0 1 2 25*10 1 * 1 g L goe 2 K f gie 3 P1 10*10 0.952 182 2*10 3 100 44 1.54(us) 146us
K ( j ) F ( j ) 1
KF 1
k
F
2n (n 0,1,2,3......)
K ( j ) F ( j ) 1 K ( j ) F ( j ) 1
形成增幅震荡 形成减幅震荡
4
2.Y参数电路自激(平衡)条件: + 电压放大系数:
UC U o K ( j ) Yfe ( j )Z L Ub Ui
21
K f F ( j) F F
2.接入系数:(CE)管子接入LC回路
1 C UC C1 C2 P 1 1 UT C1 C2 C1 CC 1 2 C1 C2 g g L 0 p12 CC C 1 2 C1 C2
等效到c-e端的总谐振电导:
Ub F ( j ) F ( j ) F e jF Uc
5
T ( j ) K ( j ) F ( j ) Y fe ( j ) Z L F ( j ) Y fe ( j ) Z L F ( j ) 1 (环路增益等于1)
所以,自激条件为:
gie U b
g mU b
Ci
gie
g oe
g o
C1
C0
Ci
C2
e
-
(2)反馈系数
(3)接入系数
C1 40 1 Kf C2 720 18
U b Kf Uc
P1 UC UT
C2 720 P 0.95 1 C1 C2 720 40
(4)起振条件: 回路空载损耗电阻:
U bA 最终增至U bA
同理,外界使U b U bA K0 K 0A Uc U b ... U bA
10
所以,幅度稳定条件为:
K 0 0 U b
显然:
放大特性斜率小于0.
K 0 稳定性 U b
2.相位条件:
干扰 U b U b L U b U b U b U b L U b U b 可见,相位条件为:
K ( j ) K u ( j ) 1 K ( j ) F ( j ) UC 其中 K ( j ) Ub U b F ( j ) UC
当
K ( j) F ( j) 1时, Ku ( j)
即没有外加信号,也可以维持振荡输出.
3
故自激(平衡)条件为 也可以表示为: 振幅条件: 相位条件:
故要求 : gL 6 3 gm 18*146*10 2.6*10 s Kf
27
• 三.电感三端式(Hartley,哈特来)振荡器
24
例:已知电容三端式电路 C1 36PF , C2 680PF , L 2.5uH , Q0 100, 晶体管 Rie 2K, Roe 10K, C0 4.3PF , Ci 41PF.
求 (1) f0 (2)反馈系数 Kf (3)接入系数 P1 (4)起振条件对gm要求?
第四章 正弦波振荡器
• 概述: 功能:收端本振产生,发端载波产生,
要求:f稳,Um稳,波形好
分类:1. 反馈式,负阻
2. 正弦波振荡器，非正弦波振荡器
3.RC振荡器（几百KHz），LC振荡器, 晶体振荡器
1
第一节 反馈振荡器的原理
• 一 方框图以及平衡条件: 1.组成形式及自激条件 放大器+反馈网络及
L 0
曲线斜率为负
11
L L
2
1 0
( fe F )
2
12
互感耦合振荡器Biblioteka 13第二节Lc振荡器
. Ic
• 一.构成原则: 晶体管与Lc回路按三端式结构连接. 按照相位条件满足构成.
X1 , X 2 , X 3 为电抗,可为感抗或容抗.
根据相位条件,需:射同余异即 射极相同,其余相反(与射极相连 的电抗 X1 , X 2 性质必须相同,另一
＋
. Ub X2
V － － . I X3
. Uc X1
＋
个余下的 X 3
则为异性电抗)
说明:a.回路对f0谐振,则总电抗之和为零:
X1 X 2 X 3 0
即: X1 X 2 X 3
14
b:
X2 X Uc 2 Uc X2 X3 X1 Ub X 即: 2 而 U b与U c反向, U b与U b同相 U X Ub
gL gL ) 1 +g ie K f Y fe g m g m =(g oe +g L F K f Kf 例：g L 5 104 F K f 0.5时 g m 3.5 10-3 g m RL F 3.5 因此起振时一般 : g m RL F 3 ~ 5, K f 0.1 0.5
解 : (1)C1 C1 C0 36 4.3 40 PF C2 C2 Ci 680 41 720 PF C= C1C2 C1 C2 1 2 LC 38PF 16.3MHZ
C0
C1
C2
L
Ci
f0
25
UT
c +
Ub
Uc
b
+
选频网络
K(S)放大器 F(S)反馈环节
U o (s) U i (s) U i( s) F ( s) U o (s) K (s)
闭环传递函数 Ku(S): 由 Ui (s) U s (s) Ui(s) U s (s) K (S )F (S )Ui (s)
2
可以得到: U i ( s)
R0
0
L L
2
1 0
( fe F )
2
而 fe ,F 与无关 ,相位条件满足L ( fe F ) ,在 1 处,若振幅条件满足,即二条件均满足, 产
生振荡.
7
• 二 起振条件:
满足振荡条件下,振荡建立过程应
Uc
Yfe .RL .F 1
U i
I c1
+
Yie
+ -
U i Ub
Y feU b
ZL
Uc Uo
F ( j )
正向传输导纳:
U b
+
Uc
+ -
-
I c1 j Y fe ( j ) Y fee fe Ub Ub 反馈系数: F ( j ) Uc
引入
Uc ZL RLe jL I c1
电感反馈（哈特莱）振荡器
16
判断下图所示振荡器哪些是由基本三端式电路演变而 来的？如不是判断可否震荡？
17
试分析哪种情况下可以振荡，是何种类型的振荡器？
L1C1 L2C2 L3C3
L3
C3
L1C1 L2C2 L3C3
L1
C1
L1C1 L2C2 L3C3 L1C1 L2C2 L3C3
g 1 g L goe g L gie goe 0 K f 2 gie p12 RL
2 2
(其中K f 2 F 2 )
U b2 由 gieU b gieU c gie 2 gie K f 2 gie Uc
22
3.起振条件(对gm的要求)
由振幅起振条件: Yfe RL F 1 Yfe F gL，
c 1
X 2与X 1相差00 X2 即要求 0, 为正, 可见二者为同性质电抗. X1
谐振回路必须由异性电抗构成,则 X 3 必与 X1 , X 2 异性.
15
例: 两种基本的三端式电路:
V X1 C2 X3 L (a) X2 C1 L2 X1 X3
V L1 X2 C (b)
电容反馈（考必兹）振荡器;
U s ( s)
1 1 1 K (S ) F (S ) 1 T (S )
U i ( s ) 其中 T ( S ) K ( S ) F ( S )= 称为环路增益 U i ( s) U o ( s) K ( S )U i ( s) K (S ) Ku(s) U S ( s) U s ( s) 1 K (S ) F (S )
Z
2
L2
C2
感性 容性
2
18
• 作业： • P177 4－1， 4－3， 4－4，
19
• 二.电容三端式振荡器(Colpitts—考必兹)
1.线路(要保证 放大+反馈+选频)
Ec R1 Cb R2 V Re Ce Lc
V
C1 L C2
C2 L (b)
C1
(a)
实际线路 LC提供直流馈电,Cb耦合
过程: 电子骚动-->放大选频-->增幅等幅(A点,平衡点)
起振 Y fe .RL .F 1
等幅振荡 (平衡) Y fe .RL .F 1
9
• 三 稳定条件:
1.幅度条件:
外界因素使f(或 )或振幅变化,能否自动恢复平衡?
Y fe .RL U b
K 01 K0 A
K 02
放大特性为非线性,
Y fe .RL 放大倍数