高频电子线路第三章课件.
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高频电子线路-李福勤-第三章
fs =
fp =
1 2π L C 1 1
1 2π L 1 C C0 1 C + C0 1
3）三端陶瓷滤波器
实物图：
(2)声表面波滤波器(SAWF) (2)声表面波滤波器(SAWF) 实物图：
声表面波滤波器SAWF（ 声表面波滤波器SAWF（Surface Acoustic Wave Filter） Filter）
若回路品质因数较高 ，则
可得：高Q串联电路转换为并联电路后，R 可得：高Q串联电路转换为并联电路后，R2 为串联电路r 为串联电路r1的Q2倍，而X2与串联电路X1相 倍，而X 与串联电路X 同，基本保持不变。
5．并联谐振回路的耦合连接与接入系数 并连谐振回路作为放大器的负载时，其连接的方 式直接影响放大器的性能。一般来看因为晶体管 的输出阻抗低，直接接入是不适用的，会降低谐 振回路的品质因数Q 振回路的品质因数Q。通常，多采用部分接入方 式，以完成阻抗变换。 定义：接入系数p 定义：接入系数p为转换前的圈数（或容抗）与转 换后的圈数（或容抗）的比值。由此定义我们分 别可得：
（a）
（b）
（c）
声表面波滤波器 （a）结构；（b）符号；（c）等效电路
声表面波滤波器应用实例： 声表面波滤波器应用实例：
V1是预中放部分，起前置放大作用； Z1为SAWF起集中选频作用； SAWF起集中选频作用； TA7680AP为彩电图像中频放大器IC。 TA7680AP为彩电图像中频放大器IC。
集中LC滤波器通常由一节或若干节LC网络 集中LC滤波器通常由一节或若干节LC网络 组成，根据网络理论，按照带宽、衰减特 性等要求进行设计，目前已得到了广泛应 用。
LC集中滤波网络
2、集中选频滤波器 (1) 陶瓷滤波器
fp =
1 2π L C 1 1
1 2π L 1 C C0 1 C + C0 1
3）三端陶瓷滤波器
实物图：
(2)声表面波滤波器(SAWF) (2)声表面波滤波器(SAWF) 实物图：
声表面波滤波器SAWF（ 声表面波滤波器SAWF（Surface Acoustic Wave Filter） Filter）
若回路品质因数较高 ，则
可得：高Q串联电路转换为并联电路后，R 可得：高Q串联电路转换为并联电路后，R2 为串联电路r 为串联电路r1的Q2倍，而X2与串联电路X1相 倍，而X 与串联电路X 同，基本保持不变。
5．并联谐振回路的耦合连接与接入系数 并连谐振回路作为放大器的负载时，其连接的方 式直接影响放大器的性能。一般来看因为晶体管 的输出阻抗低，直接接入是不适用的，会降低谐 振回路的品质因数Q 振回路的品质因数Q。通常，多采用部分接入方 式，以完成阻抗变换。 定义：接入系数p 定义：接入系数p为转换前的圈数（或容抗）与转 换后的圈数（或容抗）的比值。由此定义我们分 别可得：
（a）
（b）
（c）
声表面波滤波器 （a）结构；（b）符号；（c）等效电路
声表面波滤波器应用实例： 声表面波滤波器应用实例：
V1是预中放部分，起前置放大作用； Z1为SAWF起集中选频作用； SAWF起集中选频作用； TA7680AP为彩电图像中频放大器IC。 TA7680AP为彩电图像中频放大器IC。
集中LC滤波器通常由一节或若干节LC网络 集中LC滤波器通常由一节或若干节LC网络 组成，根据网络理论，按照带宽、衰减特 性等要求进行设计，目前已得到了广泛应 用。
LC集中滤波网络
2、集中选频滤波器 (1) 陶瓷滤波器
高频电子线路完整章节完整课件(胡宴如版)
1.3、非线性电路的基本概念
线性电路 全部由线性或处于线性工作状态的元器件
组成的电路，称为线性电路。 非线性电路
电路中只要含有一个元器件是非线性的或处于非线 性工作状态，称为非线性电路。但是当作用在非线性器 件上的信号很小、工作点取得适当时非线性器件近似处 于线性工作状态，可当作线性器件。例如在模拟电子技 术中的晶体三级管放大器，在小信号作用下，在直流工 作点Q处可近似作为线性器件，微变等效分析法，就是 基于这一点为基础的。
主要内容： ❖ 通信与通信系统 ❖ 无线电波的基本特点 ❖ 非线性电路的基本概念 ❖ 本课程的主要内容及特点
1.1、通信与通信系统
通信系统：
用电信号（或光信号）传输信号的系统 称为通信系统，也称电信系统。
通信系统的组成：
一般通信系统由输入、输出变换器，发 送、接收设备和信道等组成。
1.1、通信与通信系统
ƒ ＝C∕λ,则： λ＝C∕ƒ ,
λ＝3× 10÷8 150× 10 6＝2(米),
λ/4＝2÷4＝0.5 (米)
答：λ/4天线应0.5米长。
课堂练习三
3. 中波广播波段的波长范围为187~560米,问其波率 范围为? 解：∵频率ƒ 等于光速C除以波长λ,即 ƒ＝C∕λ, 则：
λ＝560米时， ƒ ＝ 3× 10 ∕8560≈536 KHz λ＝187米时，ƒ ＝ 3× 10∕8187≈1604 KHz
2021/7/16
2.1 LC谐振回路—概述
进行信号的频幅转换和频相转换（例如在斜 率鉴频和相位鉴频电路里）。另外，用L、 C元件还可以组成各种形式的阻抗变换电路 和匹配电路。所以，LC谐振回路虽然结构 简单，但是在高频电路里却是不可缺少的重 要组成部分，在本书所介绍的各种功能的高 频电路单元里几乎都离不开它。因此本章先 介绍LC并联谐振回路的基本特性。
高频电子线路第三章课件.
振荡器上电后，由于选频回路的作用，只有特定频率的 信号被选出来放大、反馈，形成振荡。
放大器最初是小信号放大，逐渐变成大信号放大。
放大器的工作状态从甲类 甲乙类 乙类 丙类
定义平均电压放大倍数：A
Vc Vb
IC1Rp Vb
根据功率放大器的结论，有： IC1 icm1(c )
icm gmVb (1 cosc )
起振要求： h fe L1 M 1
hiehoe L2 M h fe
h fe 晶体管电流放大系数
反馈系数 F L2 M
L1 M
讨论： ①一般而言
CL1
L2
2M
hoe hie
L1L2 M 2
令
L L1 L2 2M
则
f0
2
1 LC
②由起振要求： hfe 1 1
hiehoe F h fe
Co 静态电容 （10pF）
串联谐振频率：q
1
LqCq 并联谐振频率： P
Cq Co LqCqCo
由于 Co Cq 因此 P q 但 p q
r L 由等效电路，可知：Ze
q
q
q , Ze呈容性
rq
j
Lq
1
Cq
rq j
1 j
Co
Lq
1
C
1 1
q2
2 P2 2
q
1
jCo
令 C C1C2
C1 C2
则
f0
2
1 LC
②由起振要求： hfe 1 1
hie g F h fe
反馈系数不能任意选取。反馈系数一般取
F
1 2
~
1 8
③改变C调频率时，影响反馈系数；
高频电子线路_第3章.ppt
C
1 1( ) Ucm 2 0 ( ) VCC
1 2
g1( )
其中 Ucm
VCC
为集电极电压利用系数
g1( )=
1( ) 0 ( )
Ic1m IC0
为波形系数
值越小，g1( )越大，放大器的效率也越高。
在 1时，可看不同工作状态下放大器的效率分别为: 甲类工作状态 180 , g1( ) 1,C =50% 乙类工作状态 90 , g1( ) 1.57,C =78.5% 丙类工作状态 60 , g1( ) 1.8,C =90%
若VCC、VBB、Vim参变量不变，则放大器的工作状态就由负 载电阻Re决定。此时放大器的电流、输出电压、功率、效 率等随Re而变化的特性，叫做放大器的负载特性（曲线）。
1、欠压、临界和过压工作状态
——根据集电极电流是否进入饱和区
绿线：欠压状态——未进入饱和状态的工作 状态。
为尖顶余弦脉冲。
蓝线：临界状态——刚好不进入饱和状态 的工作状态。
ic gc VBB Uim cost UBE(on)
余弦电流脉冲的主要参量
iC
和
max
，如c 图
当 t c 时，iC 0
cos UBE(on) VBB
Uim
ic gcUim cost cos
而当t 0时，ic iC max
iCmax gcUim 1 cos
iC
iC max
直流分量只能通过回路电感线圈去路，其直流电阻较小，对
直流也可看成短路。
集电极电流流经谐振回路时，只有基波电流才产生压降，
因而LC谐振回路两端输出不失真的高频信号电压。若回路谐振 电阻为Re，则
uc Ic1m Re cost Ucm cost,
高频电路第三章课件
Tan Yueheng
Yoe goe jCoe
Hengyang normal university
Department of P.&E.I.S
高频电子线路
放大器的性能参数
忽略管子内部的反馈, 即令Yre =0, 由图3 ─ 3可得
I b I S YS U b I c YL U c
以上这些要求相互之间即有联系又有矛盾，例如 增益和稳定性，通频带和选择性等。
Tan Yueheng
Department of P.&E.I.S
Hengyang normal university
高频电子线路
（一） 高频小信号谐振放大器的工作原理****
Tan Yueheng
Department of P.&E.I.S
Tan Yueheng Department of P.&E.I.S Hengyang normal university
高频电子线路
晶体管的Y参数等效电路
在忽略rb′e 及满足Cπ>>Cμ 的条件下, Y参数与混Π参数 之间的关系为
b rb b′ ＋ . Ub′e － e (a) b′ C . gmUb′e c Yce e
Tan Yueheng
Department of P.&E.I.S
Hengyang normal university
高频电子线路
晶体管的物理参数模型
ºc
rbb'
Cb’c
基极体电阻
·
rcc
Cb 'c 集电结势垒电容 Cb 'e 发射结扩散电容
g mv1
=
b º rbb’
Yoe goe jCoe
Hengyang normal university
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高频电子线路
放大器的性能参数
忽略管子内部的反馈, 即令Yre =0, 由图3 ─ 3可得
I b I S YS U b I c YL U c
以上这些要求相互之间即有联系又有矛盾，例如 增益和稳定性，通频带和选择性等。
Tan Yueheng
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高频电子线路
（一） 高频小信号谐振放大器的工作原理****
Tan Yueheng
Department of P.&E.I.S
Tan Yueheng Department of P.&E.I.S Hengyang normal university
高频电子线路
晶体管的Y参数等效电路
在忽略rb′e 及满足Cπ>>Cμ 的条件下, Y参数与混Π参数 之间的关系为
b rb b′ ＋ . Ub′e － e (a) b′ C . gmUb′e c Yce e
Tan Yueheng
Department of P.&E.I.S
Hengyang normal university
高频电子线路
晶体管的物理参数模型
ºc
rbb'
Cb’c
基极体电阻
·
rcc
Cb 'c 集电结势垒电容 Cb 'e 发射结扩散电容
g mv1
=
b º rbb’
高频电子线路第3章高频功率放大器
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高频电子线路第3章高频功率放大器
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高频电子线路第3章高频功率放大器
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高频电子线路第3章高频功率放大器
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高频电子线路第3章高频功率放大器
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高频电子线路第3章高频功率放大器
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2021/1/4
高频电子线路第3章高频功率放大器
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高频电子线路第3章高频功率放大器
•3.5 集成高频功率放大器及其应用简介（略）
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高频电子线路第3章高频功率放大器
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高频电子线路第3章高频功率放大器
高频电子线路第三章高频功率放大器(上课)
(d)丙类 class-C amplifier
3.要解决的问题 提高输出功率 提高效率 管子的保护 减小失真（线性度）
C
输出功率 直流电源提供的直流功
率
=
Po = P
Po Po PC
P (直流电源功率 ) = Po (交流功率 ) PC (直流功耗 )
4. 效率与失真矛盾的解决
小信号谐振放大器与丙类谐振功率放大器的区别之处在于：
工作状态分别为小信号甲类与大信号丙类。因此，采用负电源
作基极偏置。
失真
iC 转移
iC
特性
VBB
理想化
t
- qc
o V BZ
vbe - qc 0 +qc
+ q0c
v be
V bm
t
v BE VBB Vbm cost
E
图 高频功率放大器的 基本电路
iC cost cosqc
iCm a x
1 cosqc
iC Ic0 Icm1 cost Icm2 cos2t Icmn cosnt
由傅里叶级数求系数，得
IC0
1 2π
qqcciCdt iCmax0 (qc )
图3.3.3 尖顶余弦脉冲
qc
g1(qc )
Icm1 Ic0
1(qc ) 0 (qc )
g1
(q
c
)
qc cosqc sinqc qc
s in q cosq
c c
下面分析基波分量Ic1m、集电极效率η c和输出功率Po随通角 qc变化的情况，从而选择合适的工作状态。
0
高频电子线路第三章高频功率放大器全解
其中
U bm gd g U cm
U CCU bm U BBU cm U onU cm U0 U bm
由图（3.2.5）可以写出斜率值gd的另一种形式：
I Cm gd U cm (1 cos )
因为
I c1m I Cm1 ( )
R
U cm I c1m
所以
1 Rd 1 ( )(1 cos ) R gd
思考2：高频功放和低频功放的异同点？
相同点： 都是功率放大，追求的 目标都是高效、大功率。 不同点： 1、负载不同。 2、频率（频带）不同。
3.1 概述
1.什么叫功率放大电路？(《模拟电路》) 在实用电路中，往往要求放大电路的末级（即输出级） 输出一定功率，以驱动负载。能够向负载提供足够信号 功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。
功放实质上是一个能量转换器，把电源供给的直流能量 转化为交流能量。同时必然存在一定的能量损耗。
功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出 大电流，而是追求在电源（直流）电压确定的情况下， 输出尽可能大的功率。 主要类型：甲类、乙类、甲乙类、丙类等。 主要指标:输出功率Po 、效率η
2. 高频（谐振）功率放大器
iC
iC=g(uBE-Uon) 0
uBE≥Uon uBE＜Uon
﹡如果将输入信号在一个周期内的导通情况用对应的导通角度
2θ来表示, 则称θ为半通角，且 0°≤θ≤180°。
﹡晶体管内部特性(也叫转移特性)：
iC=g(UBB+Ubmcosωt-Uon)
(3.2.7)
当ωt=θ时, iC=0，可得到导通角计算式:
0
u CE
U bm gd g U cm
U CCU bm U BBU cm U onU cm U0 U bm
由图（3.2.5）可以写出斜率值gd的另一种形式：
I Cm gd U cm (1 cos )
因为
I c1m I Cm1 ( )
R
U cm I c1m
所以
1 Rd 1 ( )(1 cos ) R gd
思考2：高频功放和低频功放的异同点？
相同点： 都是功率放大，追求的 目标都是高效、大功率。 不同点： 1、负载不同。 2、频率（频带）不同。
3.1 概述
1.什么叫功率放大电路？(《模拟电路》) 在实用电路中，往往要求放大电路的末级（即输出级） 输出一定功率，以驱动负载。能够向负载提供足够信号 功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。
功放实质上是一个能量转换器，把电源供给的直流能量 转化为交流能量。同时必然存在一定的能量损耗。
功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出 大电流，而是追求在电源（直流）电压确定的情况下， 输出尽可能大的功率。 主要类型：甲类、乙类、甲乙类、丙类等。 主要指标:输出功率Po 、效率η
2. 高频（谐振）功率放大器
iC
iC=g(uBE-Uon) 0
uBE≥Uon uBE＜Uon
﹡如果将输入信号在一个周期内的导通情况用对应的导通角度
2θ来表示, 则称θ为半通角，且 0°≤θ≤180°。
﹡晶体管内部特性(也叫转移特性)：
iC=g(UBB+Ubmcosωt-Uon)
(3.2.7)
当ωt=θ时, iC=0，可得到导通角计算式:
0
u CE
《高频电子线路》课件
《高频电子线路 》PPT课件
目录
• 高频电子线路概述 • 高频电子线路基础知识 • 高频电子线路中的信号传输 • 高频电子线路中的放大器 • 高频电子线路中的滤波器 • 高频电子线路中的混频器与变频
器
01
高频电子线路概述
高频电子线路的定义与特点
总结词
高频电子线路是研究高频信号传输、处理和应用的电子线路。其特点包括信号频率高、频带宽、信号传输速度快 、信号失真小等。
02
高频电子线路基础知识
高频电子线路的基本元件
电阻器
用于限制电流，调节电 压，起到分压、限流的
作用。
电容器
用于存储电荷，实现信 号的滤波、耦合和旁路
。
电感器
用于存储磁场能量，实 现信号的滤波、选频和
延迟。
晶体管
高频电子线路中的核心 元件，用于放大和开关
信号。
高频电子线路的基本电路
01
02
03
04
混频器与变频器的应用实例
混频器的应用实例
在无线通信中，混频器常用于将信号从低频转换为高频，或者将信号从高频转 换为低频。例如，在接收机中，混频器可以将射频信号转换为中频信号，便于 后续的信号处理。
变频器的应用实例
在雷达系统中，变频器可以将发射信号的频率改变，从而实现多普勒测速或者 目标识别。在电子对抗中，变频器可以用于干扰敌方雷达或者通信系统。
传输。
音频系统中的扬声器驱动电路
02
利用音频放大器将音频信号放大后驱动扬声器，实现声音的重
放。
测量仪器中的前置放大器
03
利用电压或电流放大器将微弱信号放大后传输至后续电路，实
现信号的处理和分析。
05
高频电子线路中的滤波器
目录
• 高频电子线路概述 • 高频电子线路基础知识 • 高频电子线路中的信号传输 • 高频电子线路中的放大器 • 高频电子线路中的滤波器 • 高频电子线路中的混频器与变频
器
01
高频电子线路概述
高频电子线路的定义与特点
总结词
高频电子线路是研究高频信号传输、处理和应用的电子线路。其特点包括信号频率高、频带宽、信号传输速度快 、信号失真小等。
02
高频电子线路基础知识
高频电子线路的基本元件
电阻器
用于限制电流，调节电 压，起到分压、限流的
作用。
电容器
用于存储电荷，实现信 号的滤波、耦合和旁路
。
电感器
用于存储磁场能量，实 现信号的滤波、选频和
延迟。
晶体管
高频电子线路中的核心 元件，用于放大和开关
信号。
高频电子线路的基本电路
01
02
03
04
混频器与变频器的应用实例
混频器的应用实例
在无线通信中，混频器常用于将信号从低频转换为高频，或者将信号从高频转 换为低频。例如，在接收机中，混频器可以将射频信号转换为中频信号，便于 后续的信号处理。
变频器的应用实例
在雷达系统中，变频器可以将发射信号的频率改变，从而实现多普勒测速或者 目标识别。在电子对抗中，变频器可以用于干扰敌方雷达或者通信系统。
传输。
音频系统中的扬声器驱动电路
02
利用音频放大器将音频信号放大后驱动扬声器，实现声音的重
放。
测量仪器中的前置放大器
03
利用电压或电流放大器将微弱信号放大后传输至后续电路，实
现信号的处理和分析。
05
高频电子线路中的滤波器
高频电子线路_张肃文_第6版课件_第3章_高频小信号放大器
1
2. 特征频率 1时所对应的频率。
1
所以 f T f β 1
2 0
通常0 1,
当f fβ时,
f T 0 f β。
0
fT fβ
f fβ
fT
fT 2 f fβ f f 1 f
图4.2.6 β截止频率和 特征频率
理想
2f 0.01 K r0. 01 2 f 0 . 7
实际 f
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
3) 选择性 ：从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的） 中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择 性。选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。
② 抑制比：表示对某个干扰信号fn 的抑制能力， 用dn表示。
T
Tr1
yL
Rb2
Cb
Re
Ce
因为放大器由信号源、晶体管、并联振荡回路和负载阻抗 并联组成，采用导纳分析比较方便，为此, 引入晶体管的y（导 纳）参数等效电路。 晶体管工作在线性区，可看成线性元件，可用有源四端网 络参数微变等效电路来分析。
双口网络示意图
h参数系
z参数系
y参数系
晶体管H参数及小信号模型
A
Av 0 (谐振点放大倍数) dn Av n (干扰的放大倍数)
Av0 Avn f
fn
f0
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
4) 工作稳定性：指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管 参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特 性的稳定。
不稳定状态有增益变化，中心频率偏移，通频带变窄，谐 振曲线变形，极端情况是放大器自激（主要由晶体管内反馈引 起），使放大器完全不能工作。
2. 特征频率 1时所对应的频率。
1
所以 f T f β 1
2 0
通常0 1,
当f fβ时,
f T 0 f β。
0
fT fβ
f fβ
fT
fT 2 f fβ f f 1 f
图4.2.6 β截止频率和 特征频率
理想
2f 0.01 K r0. 01 2 f 0 . 7
实际 f
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
3) 选择性 ：从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的） 中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择 性。选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。
② 抑制比：表示对某个干扰信号fn 的抑制能力， 用dn表示。
T
Tr1
yL
Rb2
Cb
Re
Ce
因为放大器由信号源、晶体管、并联振荡回路和负载阻抗 并联组成，采用导纳分析比较方便，为此, 引入晶体管的y（导 纳）参数等效电路。 晶体管工作在线性区，可看成线性元件，可用有源四端网 络参数微变等效电路来分析。
双口网络示意图
h参数系
z参数系
y参数系
晶体管H参数及小信号模型
A
Av 0 (谐振点放大倍数) dn Av n (干扰的放大倍数)
Av0 Avn f
fn
f0
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
4) 工作稳定性：指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管 参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特 性的稳定。
不稳定状态有增益变化，中心频率偏移，通频带变窄，谐 振曲线变形，极端情况是放大器自激（主要由晶体管内反馈引 起），使放大器完全不能工作。
高频电子线路张肃文版课件全ch(共3张PPT)
等
教
育
出
版 社
300KHz
300MHz
第3页，共3页。
End
高等教育出版社 高等教育出版社 高等教育出版社 高等教育出版社
版《高高频频 电电子子线线路路的》工（作第频四段版）张肃文主编 高等教育出版社
）31 电通磁信波的传传播输的媒几质种方式
音 频 射 张高《频高电 频子电线子路线的路工》作（频第段四版）张肃文主编 高等教育出版社
肃1高频电电磁子波线传路播的的工几作种频方段式
通信的传输媒质
图 1.3.1 电磁波传播的几种方式
第2页，共3页。
《
高
1.3
通信的传输媒质
频 电
高频电子线路的工作频段
子
线
路3 通信的传输媒质
》《3 高通频信电的子传线输路媒》质（第四版）张肃文主编 高等教育出版社
（第四《3《《3《高高高高高高频频通通频 频 频 频 电 电信信电电电电子子的的子子子子线线传传线线线线路路输输路路路路的的媒媒》》》》工工质质（（（（作作第第第第频频四四四四段段版版版版））））张张张张肃肃肃肃文文文文主主主主编编编编
《 1.3 通信的传输媒质
高
频
电 子
发送设备
传输媒质
接收设备
线
路
》
图 1.2.3 通信系统框图
（
第
四 版
有线通信传输媒质有：
）
张 肃
双线对电缆
文
主
编
同轴电缆
高
等 教
光纤（光缆）
育
出
版 社
无线通信的传输媒质是自由空间。
第1页，共3页。
1.3 《
高 频 电 子 线 路 》
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右图B点为非稳定平衡点。 只有外加激励超过 VoB 后 才能到达Q点，建立稳定平衡。
这种需要预先加上一定幅度的信号才能起振的现象， 称为硬激励。
②相位稳定平衡条件
相位变化时，频率也必然发生变化。因此，相位稳 定条件和频率稳定条件实质上是一回事。
（外温界度因、素电影压响等） (超前 ）Vf 提前反馈到输入
ZP
ZP
1 hob
hfbIe 1
ZP hobZ P
A0
Vc Vi
hfbZP hib hbZ P
Vi
Iehib
hrbVc
Iehib
hrb h fb I e
1
ZP hob Z P
其中 hb hibhob hrbhfb
由于 Ie 与实际方向相反，因此
A0
hib
hfbZP hbZP
由于 Vc jLI rI Vf jMI
1 j
Co
Lq
1
Cq
1
Co
jLq1Biblioteka Cq1Co
q
P , Ze呈感性
P , Ze呈容性
2、并联谐振型晶体振荡器
o
1
Lq
Cq Co CL Cq Co CL
q
1 Cq Co CL
CL
C1C2 C1 C2
可以对振荡频率有微调的作用
3、串联谐振型晶体振荡器
这是一个电容三点式振荡器。
A gmRp1(c )(1 cosc ) A01(c )
A0 gm Rp
小信号增益
1(c ) 1(c )(1 cosc )
也称为余弦脉冲分解系数
1(c )
c 1(c ) A
当 A 1 时 平衡状态
F
因此，放大器的增益从 A0 A
c
起振条件： A0F 1
A A0
A0 F 2k 1
F
平衡条件： AF 1
A F 2k
Vo VoQ
反馈系数F取决于无源网络（电阻网络或R、L、C网络）
决定的比例系数，与振荡幅度的大小无关。
3）稳定平衡条件
外界条件作用下，能在新位置建立平衡状态 稳定平衡条件：
外界条件消除后，能恢复原来的平衡状态
A
非稳定平衡
A0
1
F
稳定平衡
Vo
①幅度稳定平衡条件
VoQ
①反馈性质： 通过射极反馈，e与c同
号，反馈信号与输入同极 性。这是一个正反馈。故电 路可能振荡。
②等效计算 交流等效
共基混合参数模型
r jL
ZP
1 2 LC
jrC
（混合参数：hib输入阻抗，hob输 出导纳，hfb（正向）电流传输系 数，hrb（反向）电压传输系数）
Vc
h
fb
Ie
1 hob
4、电容三点式振荡电路的改进
目的：①为了克服调整频率 时，影响反馈系数， 从而影响起振；
②减小晶体管参数和 负载谐振阻抗对工作 频率的影响，从而提 高振荡器的频率稳定 度。
如何尽量减小这些因素对振荡器的影响？
1）克拉拨（Clapp）电路
振荡频率： f0
1
2
1 1
LC 2
1 LC3
起振要求： hfe
平衡点：Vo VoQ
当受到外界干扰，VoQ A AF 1 (Vo VoQ )
当受到外界干扰，VoQ A AF 1 (Vo VoQ )
即： A
0
Vo Vo VoQ
这就是幅度稳定平衡条件
晶体管工作于丙类状态自然具有稳定振幅的功能！
A 越大，稳幅能力越强!
Vo
一上电就能满足起振条件，无需外加激励，就能形 成自激，称为软激励。
：反馈网络相位
F
由于
：选频网络相位
Z
Z
Y
Z
F
Z
2
相位稳定平衡条件： Z
0
0
2
LC并联谐振回路正好具有这样的相频特性。
越大，稳频能力越强!
Q 越大，稳频能力越强!
3、反馈型振荡器的基本组成及分析方法
有源器件：晶体三极管、场效应管、集成电路 振荡器选频网络：LC谐振回路、RC移相电路、晶体谐振器
起振要求： h fe L1 M 1
hiehoe L2 M h fe
h fe 晶体管电流放大系数
反馈系数 F L2 M
L1 M
讨论： ①一般而言
CL1
L2
2M
hoe hie
L1L2 M 2
令
L L1 L2 2M
则
f0
2
1 LC
②由起振要求： hfe 1 1
hiehoe F h fe
反馈系数不能任意选取。反馈系数一般取 F
1 3
~
1 8
③改变C调频率时，不影响反馈系数；
④工作频率高时，L1和L2的分布电容与晶体管的极 间电容均并联于L1、L2两端，频率会受影响，且使 F随频率变化而变化，可能使F减小到不能起振；
⑤振荡波形不够好。由于反馈支路呈感性，对高 次谐波反馈强，这使波形失真较大。
④当RC参数一定时，只能在某一频率上产生1800 相移（即只有某一频率满足相位平衡条件）
最后一节RC由C3和晶 体管的输入电阻Ri组成。
Ri Rb1 // Rb2 // hie
当
C1 C2 C3 C RC R1 R2 R
超前相移RC振荡器
若 Ri R 则：
1
谐振频率： f0
2RC
将L3上的输出引回到 输入端，令 Vf Vi 就 构成了反馈型振荡器。
振荡器实质上就是正 反馈放大器，只要有 足够强的反馈信号， 就能产生自激振荡。
反馈振荡器的原理框图
令：A0 为放大器的增益，F 反馈系数，则
V0 Vi A0 Vf V0F
Vi Vf
V0 V0FA0
2、反馈型振荡器的工作条件
3、电容三点式振荡电路（电容反馈振荡器）
考毕兹（Colpitts）振荡器
①反馈性质
矢量图
Vf Vi
I
正反馈
Vo
②等效计算
振荡频率：
f0
1
2
C1 C2 hoe LC1C2 hieC1C2
起振要求： h fe C2 1
hie g
C1
h fe
反馈系数 F C1
C2
讨论：①由于 C1 C2 hoe LC1C2 hieC1C2
令 C C1C2
C1 C2
则
f0
2
1 LC
②由起振要求： hfe 1 1
hie g F h fe
反馈系数不能任意选取。反馈系数一般取
F
1 2
~
1 8
③改变C调频率时，影响反馈系数；
④工作频率高时，L1和L2的分布电容与晶体管的极 间电容均并联于L1、L2两端，频率会受影响；
⑤振荡波形好。由于反馈支路呈容性，对高次谐 波反馈小。
利用晶体在 q时呈现纯阻抗，其阻抗极低，电
路在此时正反馈最强。 因此，该电路的振荡频率及频率稳定度均取决于晶
体的串联谐振频率。
五、RC振荡器
当要求频率较低时，电感和电容的数值需增大。大电感与 大电容成本高，体积大，损耗大，回路Q值低。故几十kHz以 下电路一般采用RC振荡器。
1、RC移相振荡器
超前移相网络，Vo 超前 Vi
Co 静态电容 （10pF）
串联谐振频率：q
1
LqCq 并联谐振频率： P
Cq Co LqCqCo
由于 Co Cq 因此 P q 但 p q
r L 由等效电路，可知：Ze
q
q
q , Ze呈容性
rq
j
Lq
1
Cq
rq j
1 j
Co
Lq
1
C
1 1
q2
2 P2 2
q
1
jCo
6 4Ri
R
起振要求：h fe
29 23
Ri R
4
Ri R
2
f0
2
1 6RC
hfe 29
若
CR11
C2 R2
C3 R3
C R
Rc R
则：
滞后相移RC振荡器
特点：
方向相同就是正反馈！
Vi Vf
I Vo
②等效计算
与上节一样，利用晶体管h参数，列出节点电压、电 流方程，分别对虚部和实部项求解。
1
可得振荡频率为： f0 2
CL1
L2
2M
hoe hie
L1L2 M 2
hie 晶体管输入阻抗 hoe hoe g
hoe晶体管输出导纳
g 回路总电导
M k L1L2 互感
回路品质因数 Q0 越高，电路越容易起振！
LC回路的品质因数越高越好！
LC回路也可以位于基极和集电极回路
优点 缺点
调基电路
调发电路
在较宽的频率范围内，输出幅度 1）高频输出稳定；
比较平稳
2）幅度较大，谐波成份少
调整反馈时不影响工作频率。 由于分布电容的存在，在较高频率时，制作稳定性高的变压器很困难，
第三章 正弦振荡器
一、概述
振荡器是一种直接把直流电能转换 成交流电能的装置。
负阻振荡器 工作原理
反馈振荡器
RC反馈 LC反馈
正弦型 输出波形
非正弦型
本章主要讨论负反馈型正弦振荡器。
振荡器最重要的指标是频率稳定度。
二、反馈型振荡器的工作原理
1、调谐放大器自激振荡 人为控制调谐放大器的自激振荡，
就形成了反馈型振荡器。
1）平衡条件
A0 F 1
幅度平衡条件： A0F 1
这种需要预先加上一定幅度的信号才能起振的现象， 称为硬激励。
②相位稳定平衡条件
相位变化时，频率也必然发生变化。因此，相位稳 定条件和频率稳定条件实质上是一回事。
（外温界度因、素电影压响等） (超前 ）Vf 提前反馈到输入
ZP
ZP
1 hob
hfbIe 1
ZP hobZ P
A0
Vc Vi
hfbZP hib hbZ P
Vi
Iehib
hrbVc
Iehib
hrb h fb I e
1
ZP hob Z P
其中 hb hibhob hrbhfb
由于 Ie 与实际方向相反，因此
A0
hib
hfbZP hbZP
由于 Vc jLI rI Vf jMI
1 j
Co
Lq
1
Cq
1
Co
jLq1Biblioteka Cq1Co
q
P , Ze呈感性
P , Ze呈容性
2、并联谐振型晶体振荡器
o
1
Lq
Cq Co CL Cq Co CL
q
1 Cq Co CL
CL
C1C2 C1 C2
可以对振荡频率有微调的作用
3、串联谐振型晶体振荡器
这是一个电容三点式振荡器。
A gmRp1(c )(1 cosc ) A01(c )
A0 gm Rp
小信号增益
1(c ) 1(c )(1 cosc )
也称为余弦脉冲分解系数
1(c )
c 1(c ) A
当 A 1 时 平衡状态
F
因此，放大器的增益从 A0 A
c
起振条件： A0F 1
A A0
A0 F 2k 1
F
平衡条件： AF 1
A F 2k
Vo VoQ
反馈系数F取决于无源网络（电阻网络或R、L、C网络）
决定的比例系数，与振荡幅度的大小无关。
3）稳定平衡条件
外界条件作用下，能在新位置建立平衡状态 稳定平衡条件：
外界条件消除后，能恢复原来的平衡状态
A
非稳定平衡
A0
1
F
稳定平衡
Vo
①幅度稳定平衡条件
VoQ
①反馈性质： 通过射极反馈，e与c同
号，反馈信号与输入同极 性。这是一个正反馈。故电 路可能振荡。
②等效计算 交流等效
共基混合参数模型
r jL
ZP
1 2 LC
jrC
（混合参数：hib输入阻抗，hob输 出导纳，hfb（正向）电流传输系 数，hrb（反向）电压传输系数）
Vc
h
fb
Ie
1 hob
4、电容三点式振荡电路的改进
目的：①为了克服调整频率 时，影响反馈系数， 从而影响起振；
②减小晶体管参数和 负载谐振阻抗对工作 频率的影响，从而提 高振荡器的频率稳定 度。
如何尽量减小这些因素对振荡器的影响？
1）克拉拨（Clapp）电路
振荡频率： f0
1
2
1 1
LC 2
1 LC3
起振要求： hfe
平衡点：Vo VoQ
当受到外界干扰，VoQ A AF 1 (Vo VoQ )
当受到外界干扰，VoQ A AF 1 (Vo VoQ )
即： A
0
Vo Vo VoQ
这就是幅度稳定平衡条件
晶体管工作于丙类状态自然具有稳定振幅的功能！
A 越大，稳幅能力越强!
Vo
一上电就能满足起振条件，无需外加激励，就能形 成自激，称为软激励。
：反馈网络相位
F
由于
：选频网络相位
Z
Z
Y
Z
F
Z
2
相位稳定平衡条件： Z
0
0
2
LC并联谐振回路正好具有这样的相频特性。
越大，稳频能力越强!
Q 越大，稳频能力越强!
3、反馈型振荡器的基本组成及分析方法
有源器件：晶体三极管、场效应管、集成电路 振荡器选频网络：LC谐振回路、RC移相电路、晶体谐振器
起振要求： h fe L1 M 1
hiehoe L2 M h fe
h fe 晶体管电流放大系数
反馈系数 F L2 M
L1 M
讨论： ①一般而言
CL1
L2
2M
hoe hie
L1L2 M 2
令
L L1 L2 2M
则
f0
2
1 LC
②由起振要求： hfe 1 1
hiehoe F h fe
反馈系数不能任意选取。反馈系数一般取 F
1 3
~
1 8
③改变C调频率时，不影响反馈系数；
④工作频率高时，L1和L2的分布电容与晶体管的极 间电容均并联于L1、L2两端，频率会受影响，且使 F随频率变化而变化，可能使F减小到不能起振；
⑤振荡波形不够好。由于反馈支路呈感性，对高 次谐波反馈强，这使波形失真较大。
④当RC参数一定时，只能在某一频率上产生1800 相移（即只有某一频率满足相位平衡条件）
最后一节RC由C3和晶 体管的输入电阻Ri组成。
Ri Rb1 // Rb2 // hie
当
C1 C2 C3 C RC R1 R2 R
超前相移RC振荡器
若 Ri R 则：
1
谐振频率： f0
2RC
将L3上的输出引回到 输入端，令 Vf Vi 就 构成了反馈型振荡器。
振荡器实质上就是正 反馈放大器，只要有 足够强的反馈信号， 就能产生自激振荡。
反馈振荡器的原理框图
令：A0 为放大器的增益，F 反馈系数，则
V0 Vi A0 Vf V0F
Vi Vf
V0 V0FA0
2、反馈型振荡器的工作条件
3、电容三点式振荡电路（电容反馈振荡器）
考毕兹（Colpitts）振荡器
①反馈性质
矢量图
Vf Vi
I
正反馈
Vo
②等效计算
振荡频率：
f0
1
2
C1 C2 hoe LC1C2 hieC1C2
起振要求： h fe C2 1
hie g
C1
h fe
反馈系数 F C1
C2
讨论：①由于 C1 C2 hoe LC1C2 hieC1C2
令 C C1C2
C1 C2
则
f0
2
1 LC
②由起振要求： hfe 1 1
hie g F h fe
反馈系数不能任意选取。反馈系数一般取
F
1 2
~
1 8
③改变C调频率时，影响反馈系数；
④工作频率高时，L1和L2的分布电容与晶体管的极 间电容均并联于L1、L2两端，频率会受影响；
⑤振荡波形好。由于反馈支路呈容性，对高次谐 波反馈小。
利用晶体在 q时呈现纯阻抗，其阻抗极低，电
路在此时正反馈最强。 因此，该电路的振荡频率及频率稳定度均取决于晶
体的串联谐振频率。
五、RC振荡器
当要求频率较低时，电感和电容的数值需增大。大电感与 大电容成本高，体积大，损耗大，回路Q值低。故几十kHz以 下电路一般采用RC振荡器。
1、RC移相振荡器
超前移相网络，Vo 超前 Vi
Co 静态电容 （10pF）
串联谐振频率：q
1
LqCq 并联谐振频率： P
Cq Co LqCqCo
由于 Co Cq 因此 P q 但 p q
r L 由等效电路，可知：Ze
q
q
q , Ze呈容性
rq
j
Lq
1
Cq
rq j
1 j
Co
Lq
1
C
1 1
q2
2 P2 2
q
1
jCo
6 4Ri
R
起振要求：h fe
29 23
Ri R
4
Ri R
2
f0
2
1 6RC
hfe 29
若
CR11
C2 R2
C3 R3
C R
Rc R
则：
滞后相移RC振荡器
特点：
方向相同就是正反馈！
Vi Vf
I Vo
②等效计算
与上节一样，利用晶体管h参数，列出节点电压、电 流方程，分别对虚部和实部项求解。
1
可得振荡频率为： f0 2
CL1
L2
2M
hoe hie
L1L2 M 2
hie 晶体管输入阻抗 hoe hoe g
hoe晶体管输出导纳
g 回路总电导
M k L1L2 互感
回路品质因数 Q0 越高，电路越容易起振！
LC回路的品质因数越高越好！
LC回路也可以位于基极和集电极回路
优点 缺点
调基电路
调发电路
在较宽的频率范围内，输出幅度 1）高频输出稳定；
比较平稳
2）幅度较大，谐波成份少
调整反馈时不影响工作频率。 由于分布电容的存在，在较高频率时，制作稳定性高的变压器很困难，
第三章 正弦振荡器
一、概述
振荡器是一种直接把直流电能转换 成交流电能的装置。
负阻振荡器 工作原理
反馈振荡器
RC反馈 LC反馈
正弦型 输出波形
非正弦型
本章主要讨论负反馈型正弦振荡器。
振荡器最重要的指标是频率稳定度。
二、反馈型振荡器的工作原理
1、调谐放大器自激振荡 人为控制调谐放大器的自激振荡，
就形成了反馈型振荡器。
1）平衡条件
A0 F 1
幅度平衡条件： A0F 1