振荡器原理讲解

a
b
c
d
20
例2：图示为一个三回路振荡器的等效电路，设有下列 四种情况：
（1）L1C1＞L2C2＞L3C3； （2）L1C1＜L2C2＜L3C3；
C3
（3）L1C1=L2C2＞L3C3；
（4）L1C1＜L2C2=L3C3； C2
fo3 L3 fo2 L2
C1 L1
fo1
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4.4 振荡器的频率稳定问题
二、交流等效电路
三、起振条件
hfe L1 M 1 hiehoe L2 M hfe
1
四、振荡频率
f
2 C(L1 L2 2M )
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4.3.2 电容反馈式三端振荡器（考毕兹电路）
一、电路形式
C B
E
C E
B
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二、交流等效电路
三、振荡频率
f
1
2 L(C1 C2 )
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三、 正弦振荡电路的基本组成 1、 振荡回路，包含两个或两个以上的储能元件
A、存储能量 B、决定振荡频率 C、具有选频特性，保证输出单一正弦波
2、能量来源 3、控制设备，即有源器件和正反馈电路
A、控制能量补充 B、保证能量交换
6
4.2.2 振荡器的平衡与稳定条件
一、 平衡条件
Vi
Vo
放大器A
设：放大器的开环增益为A 反馈网络的电压传输系数为F


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4.3 反馈型LC振荡器线路
按反馈耦合元件分为：
– 互干耦合振荡器 – 电感反馈式振荡器 – 电容反馈式振荡器
集电极直流电源与基极偏压的供给方式
– 并馈、串馈 – 具有高稳定性的混合反馈式偏置电路
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4.3.1 电感反馈式三端振荡器（哈脱莱电路）
一、电路形式
C
B E
C E
B
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f max f o 时间间隔
例3：某一振荡器在一天，fmax 1.00001 MHz ，fo 1MHz ，则 该振荡器的频率稳定度为：
AF越大，起振越容易，通常取F =1/2~1/8
当要求输出波形非线性失真很小时，AF应尽量接 近1
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4.2.3 振荡器平衡状态的稳定条件
——当振荡器受到外部因素的扰动，破坏了原平衡状态， 振荡器应具有自动恢复到原平衡状态的能力。
不稳定平衡
一、振幅平衡的稳定条件
Q
稳定平衡
1、当Vom> VomQ时 2、当Vom< VomQ时

d
dt
Vi
Vo
放大器A
当 0时，Vf 超前Vi，增大， 0
Vf 反馈网络F
当 0时，Vf 滞后Vi，减小， 0 频率随相位的变化关系： 0

相位平衡的稳定条件为： 0
A F Z fe F Z
各个频段的振荡器
RC振荡器
LC振荡器
石英晶体振荡器
微波电子管微波半导体器件
3
4.2 LC振荡器的基本工作原理
4.2.1 振荡的建立
一、产生 振荡的原理
-
+
Vo
Vf
+
-
Vi
4
二、 振荡建立的过程 1、 最初的输入信号如何得到？
A、接通直流电源时电路中的瞬变过程 B、放大器件内部的热噪声
2、 振荡建立的波形变化
四、起振条件
F C1 C2
改变C1、C2的值，在一定条件下可改善起振条件
C1/C2通常取0.1~0.5为易
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电容三点式与电感三点式电路的比较
电容三点式
1、输出波形
好
2、频率稳定度
相对较高
3、输出频率范围 可达到100MHz以上
4、应用
点频振荡器
电感三点式
差 相对较低 可达到甚高频段 应用较少
LC并联谐振回路的相移 晶体管的相移
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2、LC并联谐振回路的相频特性 fe和F很小，电路的振荡频率为 fo
当有外因使 0时，fo foA
foA
Z
电路在foA处建立起新的平衡
当外因消失时， Z 0时，foA fo
电路在fo处恢复平衡
相位平衡的稳定条件为： 0 0
振荡器的性能指标：
– 频率和振幅的准确度与稳定度
4.4.1 频率准确度与频率稳定度
一、频率准确度（频率精度）
——振荡器在规定条件下，实际振荡频率f1与要求的标称频率fo 之间的偏差。
绝对频率偏差: f f1 fo
相对频率偏差 :
f f1 fo
fo
fo
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二、频率稳定度
——是指振荡器实际振荡频率f1偏离其标称频率fo而变化的程度， 它定义为在规定时间间隔内，振荡频率的相对变化量的最大值。
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4.3.3 LC三端式振荡器相位平衡条件的判断准则
C
1、XCE与XBE的电抗性质相同；
X1
2、XBC与XCE、XBE的电抗性质相反；
3、对于振荡频率fo，应满足：
E
X3
XCE+XBE+XBC=0
X2 B
集基相同余相反
C
C1
E
L
C2
B
考毕兹电路
C
L1
E
C
L2
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哈脱莱电路
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例1：图示为振荡电路的交流通路，根据产生自激振荡 所需相位条件，判断其是否能振荡，或是在某种限定 条件下能振荡。
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,)
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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,)
振荡器不需外部信号的控制，即没有输入信号。
振荡器的应用
无线电发射机中的载波信号源 超外差式接收机的本机振荡 电子测量仪器中的正弦波信号源 数字系统中的时钟信号
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正弦波振荡器的分类
反馈型振荡器 利用有源器件和选频回路，根据正反馈原理组成
负阻型振荡器
把一个呈现负阻性的二端有源器件直接与谐振回 路相连
第四章 正弦波振荡器
熟练掌握反馈型正弦振荡器的工作原理； 正确理解振荡的平衡条件、起振条件和
稳定条件 ； 正确理解频率准确度和稳定度的概念； 正确理解石英晶体振荡器的组成和工作
原理。 了解其他振荡器及特殊振荡现象 。
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4.1 概述
振荡器的作用
振荡器
直流电源的能量
具有一定波形的交变振荡能量
V’oQ
A
0
软自激
VomQ
Vom Vom VomQ
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硬自激
——需要预先加上一个有一定振幅的信号才能起振
A
0
Vom Vom VomB
A
0
Vom Vom VomQ
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二、相位平衡的稳定条件
——当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。
1、频率与相位的关系