高频电子线路课件 高频通信

如果Vf的振幅和相位于原来信号Vi完全相同，
那么如果将S接通，撤去外加信号Vi，而以Vf代替， 放大器将继续维持工作。 由于没有了外加信号，放大器变成了振荡器。
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▪ 振荡的建立过程
一定值，BJT出现饱和截止， 使
从而
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V FV
f
C
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放大器的增益为振幅的函数
▪ 由于自给偏压的作用，振荡器在起振之后，随 着振幅的不断增长，使晶体管的工作状态逐渐 向乙类以及丙类过渡，因而A值也不断下降。
▪ 平均电压放大倍数
•
•
•
A
Vc1
•
Ic1 Rp
•
Vb
Vb
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起振条件
••
1 A0 F 0
▪ A为振幅的函数，不断下降 ▪ F是由无源线性网络决定的，与振幅无关 ▪ 故设计时F应比公式求解大一些。
••
A0 F 1
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••
平衡条件 A F 1
▪ 模和相角表示
▪ A•F=1 ▪ φA+φ F=2n (n=0,1,2,3…)
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0(R 0,且R 2 L )衰减振荡
C
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0(R 0)等幅振荡
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0(R 0)增幅振荡
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结论：仅当R=0时能产生等幅振荡（起振条 件δ≤0）
若回路有电阻存在，电流每循环一次，即损失 一部分功率，振幅越来越小，成为衰减振荡。
并联谐振回路中自由振荡衰减的原因在于 损耗电阻的存在。
▪ 若回路无损耗, 即Ｒe0→∞, 则衰减系数 α→０。回路两端电压变化将是一个等幅 正弦振荡。
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设想： 如果采用负阻/正反馈的方法, 不断 地适时给回路补充能量, 使之刚好与Ｒe上 损耗的能量相等, 那么就可以获得等幅的正 弦振荡了。
为维持等幅振荡，必须不断在正确时间补充 由于回路电阻耗去的电能，采用有源器件与 正反馈电路完成。
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▪ 并联谐振等效电路（LCR自由振荡电路）
并联回路的 谐振电阻
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并联谐振等效电路图，谐振电阻Reo
R 根据电路分析基础知识:当
1 eo 2
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2． 实际电路
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3． 定量分析
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结论：
▪ 振荡器的振荡频率主要取决于储能回路参数；
▪ 振荡幅度主要取决于电路中的非线性器件（如晶 体管）；
▪ 不论初始冲击强还是弱，最终都要达到某一稳定 幅值。
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第七章 正弦波振荡器 第一讲
§7.1概述
▪ 1、定义：不需要外加信号激励，自身将直 流电能转换为交流电能的装置 。
▪ 与放大器的区别在于, 无需外加激励信号, 就能产生具有一定频率、一定波形和一定 振幅的交流信号。
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2、分类：
▪ 根据所产生的波形不同, 可将振荡器分成正 弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。
Q 斜率 稳定性
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▪
树 立 质 量 法 制观念 、提高 全员质 量意识 。20. 10.222 0.10. 22Thursday, Octob er 22 , 2020
▪
人 生 得 意 须 尽欢， 莫使金 樽空对 月。0 5:46:1 905:4 6:190 5:4610 /22/ 2020 5 :46:1 9 AM
两边微分一次：
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解上述微分方程并代入初始条件：
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电流变化曲线 不能振荡
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不能振荡，临界阻尼
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回路中电流作周期性变化，即产生了自由振荡。
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谢谢大家！
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安 全 在 于 心 细，事 故出在 麻痹。 20.10 .2220 .10.22 05:46 :1905 :46:19 Octob er 22, 2020
▪ห้องสมุดไป่ตู้
踏 实 肯 干 ， 努力奋 斗。2 020年1 0月22 日上午 5时46 分20.1 0.222 0.10. 22
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作 业 标 准 记 得牢， 驾轻就 熟除烦 恼。2 020年1 0月22 日星期 四5时 46分19 秒05: 46:19 22 Oct ober 2 020
VV
V 0 C
iA
A
0
0
产生振荡时V V
f
i
因此反馈条件为：反馈系数F 1 或1 A F 0
A
0
0
事实上，反馈放大器闭环增益为A
A 0
f 1 A F
0
当1 A F 0时，A ，放大器变成了振荡器。
0
f
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2． 产生振荡的条件
起振条件（保证接通电源后能逐步建立起振荡）
L C
ｔ＞0以后, 并联回路两端电压的表达式, 即回 路在欠阻尼情况下的零输入响应：
vC (t) VS et cos0t
1
2Re0C
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▪ 可见, 当谐振电阻Reo较大时, 并联谐振回路 两端的电压变化是一个振幅按指数规律衰减 的正弦振荡。
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▪ 正弦波振荡器能产生正弦波
▪ 非正弦波振荡器能产生矩形波、 三角波、 锯齿波等。
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▪ 3、正弦波振荡器按工作原理分：反馈式 和负阻式
▪ 4、反馈振荡器：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。
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▪ 5、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。
§7.2 LCR回路中的瞬变现象
▪ 1． 电路（LCR自由振荡电路）
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▪ 在ｔ＝0以前开关S接通１
vc (0) Vs
在ｔ＝0时刻, 开关S很快断开１, 接通２。 C上的电荷经过L、R放电。
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▪ 2． 产生等幅振荡的条件
以未等效电路图列回路方程：
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平衡状态是不稳定：如果通过放大和反馈的不断 循环, 振荡器越来越偏离原来的平衡状态, 从而导 致振荡器停振或突变到新的平衡状态。
平衡状态是稳定的：如果通过放大和反馈的不断 循环, 振荡器能够产生回到原平衡点的趋势, 并且 在原平衡点附近建立新的平衡状态
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φT (ω)
0A
A'
φT (ω)
B
ω
0
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相位稳定条件（频率稳定条件）
满足条件：φF和φ y对频率的敏感性远小于φz
z 0
并联LC的相频特性具有上述特性同时
▪ 结论：在反馈型振荡器中，放大器的放大 倍数随振荡幅度的增强而下降，振幅才能 处于稳定平衡状态。
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A B 1/F
硬自激
应避免硬自激
Q
VomB
VomQ Vom
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相位稳定条件（频率稳定条件）
d
dt
▪ 当相位平衡遭到破坏时，电路本身能重建 新的平衡的条件。
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§7.3 LC振荡的基本原理
1． 振荡器的构成条件
（1） 一个振荡回路，包含两个（或两个以上）储能 元件；如：LC 用途 释放与接受能量可往 返进行。
（2） 一个能量来源，如：Vcc补充回路电阻产生的 能量损失。
（3） 一个控制设备补充电路的能量损失（有源器 件和正反馈电路）维持等幅振荡。
输入信 号为Vi
输出电压为 Vo（=-Vc），
反馈电压为Vf
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