南理工模电课件9-2
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模电讲义9ppt课件
精选课件
3
3. 分析方法
判断电路能否产生正弦振荡的一般方法：
1）电路是否具有放大电路、反馈网络、选频网络和稳 幅环节，这4个基本组成部分。一般选频网络兼作反馈网 络，放大器件的非线性自动地起稳幅作用。
2）是否满足相位平衡条件。一般用瞬时极性法判断， 若是正反馈电路就能振荡，振荡频率由相位条件决定。
1. RC串并联网络的选频特性
1
•
R //
•
FV
V
•
f
V o (R
1
jC ) R //
1
jC
jC
1
3 j(R C
1
)
RC
精选课件
5
•
1
FV
3j(
0)
,
0
1
0
RC
由图9.2.2所示频率特性可知 , 当
f
f0
1 2RC
•
FV
1 ,为最大值； 3
F 0。
精选课件
6
2．RC振荡电路
由RC串、并联网络的选频特性可知，为了满足振荡电路的
时，输出电压的波形。（并标明振幅）
解：（1）稳幅原理
vo 的幅值较小时， D1 , D2
截止，放大电路增益
A V 1 (R 2 R 3 )/R 1 3 .3 3
有利于起振；当 vo 的幅值较大时，
D1 , D2 导通，并联等效电阻减小，
AV 下降，vo 幅值趋于稳定。
精选课件
11
（2） 估算 Vom 由稳幅振荡时，
自激条件，放大器应有 AV = 3 , A =0° ，即输出与输入同
相，为此应选用同相比例运算电路或两级共射放大电路.
模电第九章 (3)共16页PPT资料
电路加 f =f0的信号Ui，且规定其 瞬时极性；
U i （ f f0)
(2) 依次判别出电路各处的电压极性。若Uf与Ui极性相同，则
为正反馈，满足相位条件的要求。
如果不满足，可十分方便的改变变压器同名端的连接，
使之满足振荡器的相位条件。
第九章
(3) 起振条件 rbeRC
M
振荡频率
与放大电路 参数无关
减小了三极管极间电容对振荡频率的影响，适用于产生高频振荡。
第九章 波形发生电路
LC正弦波振荡电路注意问题：
（1）首先通过直流通路检查LC振荡电路，确保晶体管 正常工作所必需的直流工作条件。 （2）把谐振回路中电容与作为耦合或旁路的电容区分开。
（3）用瞬时极性法判断是否满足相位平衡条件，判断各 点在同一瞬时对地的极性。
f0
2
1 LC
波形发生电路
同名端
稳幅措施：利用放大
电路的非线性实现。
特点：易振，波形较好； U i 耦合不紧密，损耗大，频率稳
定性不高。
为使N1、N2耦合紧密，将它们合二为一，组成电感反馈式电路。
第九章 波形发生电路
8.3.3 电感三点式振荡电路
反馈电压取自哪个线圈？
反馈电压的极性？
（4）振幅平衡条件，只要放大器有一定的放大倍数，通 常可以满足的。
第九章 波形发生电路
表 8 - 2 各种 LC 振荡电路的比较
名称
变压器反馈式
电感三点式
电容三点式 电容三点式改进型
电 路 形 式
振荡频率
起振条件
f0
2
1 LC
rbeRC
M
1
U i （ f f0)
(2) 依次判别出电路各处的电压极性。若Uf与Ui极性相同，则
为正反馈，满足相位条件的要求。
如果不满足，可十分方便的改变变压器同名端的连接，
使之满足振荡器的相位条件。
第九章
(3) 起振条件 rbeRC
M
振荡频率
与放大电路 参数无关
减小了三极管极间电容对振荡频率的影响，适用于产生高频振荡。
第九章 波形发生电路
LC正弦波振荡电路注意问题：
（1）首先通过直流通路检查LC振荡电路，确保晶体管 正常工作所必需的直流工作条件。 （2）把谐振回路中电容与作为耦合或旁路的电容区分开。
（3）用瞬时极性法判断是否满足相位平衡条件，判断各 点在同一瞬时对地的极性。
f0
2
1 LC
波形发生电路
同名端
稳幅措施：利用放大
电路的非线性实现。
特点：易振，波形较好； U i 耦合不紧密，损耗大，频率稳
定性不高。
为使N1、N2耦合紧密，将它们合二为一，组成电感反馈式电路。
第九章 波形发生电路
8.3.3 电感三点式振荡电路
反馈电压取自哪个线圈？
反馈电压的极性？
（4）振幅平衡条件，只要放大器有一定的放大倍数，通 常可以满足的。
第九章 波形发生电路
表 8 - 2 各种 LC 振荡电路的比较
名称
变压器反馈式
电感三点式
电容三点式 电容三点式改进型
电 路 形 式
振荡频率
起振条件
f0
2
1 LC
rbeRC
M
1
精品课件-模拟电子技术-第9章
Po
1 2
ICQUCC
即为△M′MQ的面积。
第九章 低频功率放大电路
图9-2 功放的图解法(甲类放大状态)
第九章 低频功率放大电路
电源提供的直流功率为
PE UCC ICQ
即为
OMBA的面积值, 故效率
Po M 'MQ
PE OMBA面积
其最大效率η≤50%。如图9-2所示状态,三极管在信号的整个 周期内(导通角θ=360°)都处于导通状态,工作在甲类放大状 态。为了提高效率，应提高输出功率Po,降低电源供给功率PE, 通常采用如下方法。
, 代入公式(9 - 1), 则
Po
1 2
IomUom
Uo Uom / 2
(9-2)
式中,Iom、Uom分别为负载RL上的正弦信号的电流、电压的幅 值。
第九章 低频功率放大电路
2. 效率要高
放大器实质上是一个能量转换器, 它是将电源供给的
直流能量转换成交流信号的能量输送给负载, 因此, 要求转
换效率高。为定量反映放大电路效率的高低, 引入参数η,
第九章 低频功率放大电路
图 9 – 3 乙类放大状态
第九章 低频功率放大电路
2. 选择最佳负载 功放三极管若工作在乙类放大状态下(电路如图9-4所示), 当负载改变时,交流负载线的斜率也改变,输出的电流Icm将随 之变化,故输出功率也改变。从图9－4中可以看出,负载线为 MA时的输出功率比MB时的大。但负载线为MC时,已超过最大功 率损耗线,管耗将大于Pcm,管子将被烧坏,故存在一个最佳负 载RL。该图显然表明,当交流负载线为MA时,负载为最佳负载。 一般情况下,当电源UCC确定后,过UCC点做Pcm线的切线,该切线 对应的负载即为最佳负载。
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A( j ) A0
2
带通滤波电路的带宽：BW 0 f0 2Q Q
(4) 带阻滤波器
将低通和高通滤波器并联可以构成带组滤波器， 条件是低通滤波器的截止角频率H小于高通滤波 器的截止角频率L。
低通
H
vi
vo
高通
L
例题
要求二阶压控型LPF的fo=400Hz，Q值为0.7，试求 电路中的电阻、电容值。
根据f 0 ，选取C再求R。
C 1μ F
1kΩ R 1MΩ
取C 0.1μ F
f0
1 2πRC
1 2πR 0.1 106
400Hz
计算出R 3979Ω，取R 3.9kΩ
例题
要求二阶压控型LPF的fo=400Hz，Q值为0.7，试求 电路中的电阻、电容值。
根据Q ，确定R1和Rf 。
0
0Q
0时： A( j) A0，最大
1
A0
jQ(
0 )
0
0也是带通滤波器的中心角频率
20lg A( j) dB A0
0
0.5
1
-20
2
5
-40 0.1
Q =10 1
0
Q值越高，通带越窄
A( j)
1
A0
jQ(
0 )
0
若Q( 0 ) 1， 则 ： 0
A( s )
s2
A0
2 n
n
Q
s
2 n
A( j)
2
A0
n2 j nQ 1
A( j )
20 lg
2
带通滤波电路的带宽：BW 0 f0 2Q Q
(4) 带阻滤波器
将低通和高通滤波器并联可以构成带组滤波器， 条件是低通滤波器的截止角频率H小于高通滤波 器的截止角频率L。
低通
H
vi
vo
高通
L
例题
要求二阶压控型LPF的fo=400Hz，Q值为0.7，试求 电路中的电阻、电容值。
根据f 0 ，选取C再求R。
C 1μ F
1kΩ R 1MΩ
取C 0.1μ F
f0
1 2πRC
1 2πR 0.1 106
400Hz
计算出R 3979Ω，取R 3.9kΩ
例题
要求二阶压控型LPF的fo=400Hz，Q值为0.7，试求 电路中的电阻、电容值。
根据Q ，确定R1和Rf 。
0
0Q
0时： A( j) A0，最大
1
A0
jQ(
0 )
0
0也是带通滤波器的中心角频率
20lg A( j) dB A0
0
0.5
1
-20
2
5
-40 0.1
Q =10 1
0
Q值越高，通带越窄
A( j)
1
A0
jQ(
0 )
0
若Q( 0 ) 1， 则 ： 0
A( s )
s2
A0
2 n
n
Q
s
2 n
A( j)
2
A0
n2 j nQ 1
A( j )
20 lg
南京理工大学电路课件
南京理工大学电光学院
电路
1.5 电压源和电流源
为了得到各种实际电源的电路模型，定义两种理想的 电路元件——理想电压源和理想电流源.
电压源
理想电压源 若一个二端元件输出电压恒定则称为理想电压源. 电路符号:
.
电路
Us
.
.
us(t) _ +
.
南京理工大学电光学院
1.5 电压源和电流源
理想电压源
基本性质: I + + Us _ 输出电压恒定，和外电路无关.
第1章 电路模型和电路定律
1.1 电路和电路模型 1.2 电流和电压的参考方向 1.3 功率和能量 1.4 电阻元件 1.5 电压源和电流源 1.6 受控源 1.7 基尔霍夫定律
电路 南京理工大学电光学院
1.1 电路和电路模型
电路的概念
电路是由用电设备或元器件（称为负载）与供电设备 （称为电源）通过导线连接而构成的提供给电荷流动 的通路.
dt
量纲：安培（A） 1安培 = 1库仑/秒 1kA=103A ；1mA=10-3A；1μA=10-6A
电路 南京理工大学电光学院
1.2 电流和电压的参考方向
一些常用的十进制倍数的表示方法：
符号 T 中文 太 G 吉 M k c m 毫 μ 微 n 纳 p 皮
兆 千 厘
数量 1012 109 106 103 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12
电压
电路中a、b两点之间的电压uab：将单位正电荷从a点移
到b点所需的能量或功.
Wa
q
+
Wb
失去能量 Wa-Wb
a
.
b
.
Wa Wb dW uab q dq
电路
1.5 电压源和电流源
为了得到各种实际电源的电路模型，定义两种理想的 电路元件——理想电压源和理想电流源.
电压源
理想电压源 若一个二端元件输出电压恒定则称为理想电压源. 电路符号:
.
电路
Us
.
.
us(t) _ +
.
南京理工大学电光学院
1.5 电压源和电流源
理想电压源
基本性质: I + + Us _ 输出电压恒定，和外电路无关.
第1章 电路模型和电路定律
1.1 电路和电路模型 1.2 电流和电压的参考方向 1.3 功率和能量 1.4 电阻元件 1.5 电压源和电流源 1.6 受控源 1.7 基尔霍夫定律
电路 南京理工大学电光学院
1.1 电路和电路模型
电路的概念
电路是由用电设备或元器件（称为负载）与供电设备 （称为电源）通过导线连接而构成的提供给电荷流动 的通路.
dt
量纲：安培（A） 1安培 = 1库仑/秒 1kA=103A ；1mA=10-3A；1μA=10-6A
电路 南京理工大学电光学院
1.2 电流和电压的参考方向
一些常用的十进制倍数的表示方法：
符号 T 中文 太 G 吉 M k c m 毫 μ 微 n 纳 p 皮
兆 千 厘
数量 1012 109 106 103 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12
电压
电路中a、b两点之间的电压uab：将单位正电荷从a点移
到b点所需的能量或功.
Wa
q
+
Wb
失去能量 Wa-Wb
a
.
b
.
Wa Wb dW uab q dq
模拟电子技术 CH9-2 (2)
v N 3 vP 3
R R2 R1 (vI 1 vI 2 ) 3 vo R1 R2 R4 R1 R2
vo R2 R4 vI 1 vI 2 R1R3
F F A AF 又 A a f a f 所以振荡条件为 A( ) F ( ) 1 振幅平衡条件 a ( ) f ( ) 2nπ 相位平衡条件
注意：与负反馈电路自激振荡的相平条件 不同，∵方框图不同
2. 起振和稳幅
起振条件
a ( ) f ( ) 2n
放大器引入正反馈，再满足一定的幅值条件，即可变成振荡器。 但为了在预定频率上振荡，还必须加选频网络。
9.5 正弦波振荡电路的振荡条件
1. 振荡条件
正反馈放大电路框图
（注意与负反馈方框图的差别）
X X X a i f
F X ， 1 则 X 若环路增益 A a f
仍有稳定的输出。 ，X 去掉 X 产生振荡 o i
集成运放A——反相比例放大器 三节RC高通电路——
构成的反馈通路兼作选频网络
C
C R
A +
C R
Rf vo
R
工作原理: ①放大电路有180 °相移；即
φ a =π
②已知RC高通电路是相位超前电路，每一节RC高通电路 相移小于90°， ∴3节RC移相网络，其最大相移可接近270 °， 总有某一特定频率f0，使移相电路移相180 °，f = π。 即 a+f =2π ——满足相位平衡条件 而适当调节Rf 的值，可使幅值平衡条件同时得到满足。
2. RC串并联网络的选频特性 反馈系数
sCR Z2 Vf ( s ) FV ( s ) 2 1 3 sCR ( sCR ) Z Z Vo ( s ) 1 2 1 又 s j 且令 0 RC 1 F 则 V 3 j( 0 )
模拟电子技术基础第9章
输出较大的信号功率，管 子承受的电压要高，通过的电流要大，功率管损坏的可能性也 就比较大，所以功率管的损坏与保护问题也不容忽视。
整理ppt
4
从前面的讨论中可知，在电压放大电路中，输入信号在整 个周期内都有电流流过放大器件，这种工作方式通常称为甲类 放大。甲类放大的典型工作状态如图（a）所示，此时iC≥0。在 甲类放大电路中，电源始终不断地输送功率，在没有信号输入 时，这些功率全部消耗在管子（和电阻）上，并转化为热量的 形式耗散出去。当有信号输入时，其中一部分转化为有用的输 出功率，信号愈大，输送给负载的功率愈多。可以证明，即使 在理想情况下，甲类放大电路的效率最高也只能达到50%。
iL u-o
iC2
（a－）V CC
+
ui
RL
uo
-
-
（b）
+
ui
RL
uo
-
-
（c）
图 两射极输出器组成的基本互补对称电路
（a）基本互补对称电路 （b）由NPN管组成的射极输出器
（c）由PNP管组成的射极输出器
整理ppt
10
2.工作原理
图（a）所示的互补对称电路中，T1和T2分别为NPN型管和 PNP型管，两管的基极和发射极相互连接在一起，信号从基极
第9章 功率放大电路
Chapter 9: Low Frequency Power Amplifier
本章以分析功率放大电路的输出功率、效率和非 线性失真之间的矛盾为主线，逐步提出解决矛盾的措 施。在电路方面，以互补对称功率放大电路为重点进 行较详细的分析与计算，并介绍了集成功率放大器实 例。
整理ppt
为 2 ( VCC－UCE(Sat))=2Ucem=2IcmRL。 如 果 忽 略 管 子 的 饱 和 压 降
整理ppt
4
从前面的讨论中可知，在电压放大电路中，输入信号在整 个周期内都有电流流过放大器件，这种工作方式通常称为甲类 放大。甲类放大的典型工作状态如图（a）所示，此时iC≥0。在 甲类放大电路中，电源始终不断地输送功率，在没有信号输入 时，这些功率全部消耗在管子（和电阻）上，并转化为热量的 形式耗散出去。当有信号输入时，其中一部分转化为有用的输 出功率，信号愈大，输送给负载的功率愈多。可以证明，即使 在理想情况下，甲类放大电路的效率最高也只能达到50%。
iL u-o
iC2
（a－）V CC
+
ui
RL
uo
-
-
（b）
+
ui
RL
uo
-
-
（c）
图 两射极输出器组成的基本互补对称电路
（a）基本互补对称电路 （b）由NPN管组成的射极输出器
（c）由PNP管组成的射极输出器
整理ppt
10
2.工作原理
图（a）所示的互补对称电路中，T1和T2分别为NPN型管和 PNP型管，两管的基极和发射极相互连接在一起，信号从基极
第9章 功率放大电路
Chapter 9: Low Frequency Power Amplifier
本章以分析功率放大电路的输出功率、效率和非 线性失真之间的矛盾为主线，逐步提出解决矛盾的措 施。在电路方面，以互补对称功率放大电路为重点进 行较详细的分析与计算，并介绍了集成功率放大器实 例。
整理ppt
为 2 ( VCC－UCE(Sat))=2Ucem=2IcmRL。 如 果 忽 略 管 子 的 饱 和 压 降
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高频厄流圈
f0
2
1 LC
2
1 C 1C 2 L C1 C2
电容三点式LC振荡电路优缺点
优点： ❖ 反馈取自电容，电容对高次谐波分量阻抗很 小，故反馈电压中高次谐波分量小，输出波 形好。 ❖ C1、C2容量可选得较小，谐振频率高，可达 100MHZ，多应用于高频电路。
缺点： ❖ 振荡频率受极间电容影响。 ❖ 要改变振荡频率可调C1、C2 ，但影响起振条 件，所以该电路适合产生固定频率的信号， 要改变频率，通常在L一侧串联或并联一个小 的可变电容。
当外加电压的频率和石英晶体的固有频率相等 时，石英晶体振动的幅度最大，这种现象称为 在压石电英谐晶振体，两因面此施石加英机晶械体力又，称会为在石相英应晶的体方谐向振 产器生。电场。
在石英晶体两面外加电场，晶片会产生形变， 如果施加交变电压，则晶片会产生周期振动。
(b) 石英晶体的等效电路
Co — 晶片静态电容(几 ~ 几十 pF) C — 晶体的动态电容(10-4 ~ 10-1 pF)(小) L — 晶体的动态电感(102 ~ 103m H)(大) R — 等效摩擦损耗电阻(100Ω)(小)
旁路电容
a 180 f 180 a f 360
振荡频f率 0 2： π1LC
可以选用β较大的 管子，增加互感 M，或增加副边 线圈的匝数(增大 反馈信号的强度)， 使正反馈的幅度 条件得以满足， 易于起振。
变压器反馈式LC振荡电路优缺点
优点：
❖ 调节频率方便，采用可变电容，可获得一个 较宽的频率调节范围。
❖ 一般用于产生10MHZ以下的信号。
缺点：
❖ 结构复杂，有变压器，体积大。 ❖ L小，Q值小，选频性能差。
3. 三点式LC振荡电路
(1) 电感三点式LC振荡电路(电感反馈式或哈
特莱Hartley振荡电路)
反馈电压为电
感L2上的电压
f021LC 2(L 1L 122M )C
(2) 电感三点式LC振荡电路优缺点
1 R j L j C
R
LZ
R
LC
j(L1C)
(2) 并联谐振回路特性
Z
LC
R j(L
1
)
C
(a) 回路谐振频率：0
L 1 C或f0
1
2 LC
(b) 谐振时，回路阻抗最大，谐振阻抗呈纯电阻性质：
Z0
L RC
Q0L
Q
0C
回路品质因数：Q0L 1 1 L R 0RC R C
(c) 回路的频率响应
4. 石英晶体振荡电路
实验证明Q值越大，振荡电路频率稳定度越高。由 于石英晶体元件具有极高的Q值(104~105)，因此往 往用在频率稳定度要求高的场合，如通讯系统的射 频振荡电路、数字系统的时钟产生电路等。
(1) 石英晶体的基本特性与等效电路
金属板
敷银层 晶片
结构示意图
符号
(a) 石英晶体的压电效应
为了构成电容三点式 LC振荡电路，石英晶 体需要呈现电感性， 即电路的振荡频率必 须在fs和fp之间变动。
由于石英晶体的Q值很高，可达到几千以上，所以 电路可以获得很高的振荡频率稳定性。
回路品质因数物理意义
回路品质因数－谐振时电感支路电 流或电容支路电流与总电流之比
IL Is
Vo
Voj0L
Байду номын сангаас
Z0 1
(e) 石英晶体谐振频率的调整
CS C
fS
1 1 C
2 LC C0CS
fS
1 C C0 CS
C CSC0 fs fs
CS 0时fs， fp Cs是微调电容，使fs'在fs和 C S 时fs， fs fp之间的狭窄范围内变动
(2) 石英晶体振荡器
石英晶体振荡器分为并联晶体振荡器和串联晶体振 荡器。
主要内容链接
9.3 LC正弦波振荡电路 1. LC并联谐振回路 2. 变压器反馈式LC振荡电路 3. 三点式LC振荡电路 4. 石英晶体振荡电路
9.3 LC正弦波振荡电路
1. LC并联谐振回路 (1) 并联谐振回路电路图
L的等效 损耗电阻
Z 1 //( R j L ) j C
1 ( R j L ) j C
j0L 0 RC
1 R
L C
Z0
Ic Is
VoV 1oj0C jZ00CR 0LR 1
L C
Z0
L Z 0 RC
0
1 LC
Q
Ic Is
IL Is
由于Q>>1，所以谐振时总电流可 忽略，L、C电流构成内部环流。
返回
作业
432页：9.3.1(a)、(d) 432页：9.3.2 (a)、(c)
优点：
❖ 调节频率方便，采用可变电容，可获得一个较 宽的频率调节范围。
❖ 一般用于产生10MHZ以下的信号。
缺点：
❖ 反馈电压取自电感，而电感对高次谐波的阻抗 大，不能将高次谐波滤掉，故输出波形差。
❖ 由于输出波形差，频率稳定度不高，故多用于 要求不高的设备中。
(2) 电容三点式LC振荡电路
电容三点式LC振荡电路又称电容反馈式或科 皮兹式振荡电路。
(c) 石英晶体的谐振频率
Z(jL 1 )// 1 1
1 2
LC
jC jC0 jC0 CC02
LC0C
串联谐振频率：s
1 LC
fs
1
2 LC
并联谐振频率：p
1C 1
LC C 0
1
C
fp2LC 1C 0
C C0 fs和 fp很 接 近
(d) 石英晶体的电抗特性
通常利用石英晶体作为电感元件来代替LC回路 中的电感，即石英晶体的工作频率在fs和fp之间
Z
1
Z0
jQ 2
0
ZZ0偏 趋 Q值离 近 1越00， ， 大ZZQ，1增 减 2谐0小 大 振曲2 线越尖0锐0， ，，－ 等 等相a效 效角rc阻 阻 变(tQg化抗 抗2 越为 为0快电 )电，感 容性 性
选频性能好
2. 变压器反馈式LC振荡电路
vf
jM vo jLR
FV
vvof
jM RjL
f0
2
1 LC
2
1 C 1C 2 L C1 C2
电容三点式LC振荡电路优缺点
优点： ❖ 反馈取自电容，电容对高次谐波分量阻抗很 小，故反馈电压中高次谐波分量小，输出波 形好。 ❖ C1、C2容量可选得较小，谐振频率高，可达 100MHZ，多应用于高频电路。
缺点： ❖ 振荡频率受极间电容影响。 ❖ 要改变振荡频率可调C1、C2 ，但影响起振条 件，所以该电路适合产生固定频率的信号， 要改变频率，通常在L一侧串联或并联一个小 的可变电容。
当外加电压的频率和石英晶体的固有频率相等 时，石英晶体振动的幅度最大，这种现象称为 在压石电英谐晶振体，两因面此施石加英机晶械体力又，称会为在石相英应晶的体方谐向振 产器生。电场。
在石英晶体两面外加电场，晶片会产生形变， 如果施加交变电压，则晶片会产生周期振动。
(b) 石英晶体的等效电路
Co — 晶片静态电容(几 ~ 几十 pF) C — 晶体的动态电容(10-4 ~ 10-1 pF)(小) L — 晶体的动态电感(102 ~ 103m H)(大) R — 等效摩擦损耗电阻(100Ω)(小)
旁路电容
a 180 f 180 a f 360
振荡频f率 0 2： π1LC
可以选用β较大的 管子，增加互感 M，或增加副边 线圈的匝数(增大 反馈信号的强度)， 使正反馈的幅度 条件得以满足， 易于起振。
变压器反馈式LC振荡电路优缺点
优点：
❖ 调节频率方便，采用可变电容，可获得一个 较宽的频率调节范围。
❖ 一般用于产生10MHZ以下的信号。
缺点：
❖ 结构复杂，有变压器，体积大。 ❖ L小，Q值小，选频性能差。
3. 三点式LC振荡电路
(1) 电感三点式LC振荡电路(电感反馈式或哈
特莱Hartley振荡电路)
反馈电压为电
感L2上的电压
f021LC 2(L 1L 122M )C
(2) 电感三点式LC振荡电路优缺点
1 R j L j C
R
LZ
R
LC
j(L1C)
(2) 并联谐振回路特性
Z
LC
R j(L
1
)
C
(a) 回路谐振频率：0
L 1 C或f0
1
2 LC
(b) 谐振时，回路阻抗最大，谐振阻抗呈纯电阻性质：
Z0
L RC
Q0L
Q
0C
回路品质因数：Q0L 1 1 L R 0RC R C
(c) 回路的频率响应
4. 石英晶体振荡电路
实验证明Q值越大，振荡电路频率稳定度越高。由 于石英晶体元件具有极高的Q值(104~105)，因此往 往用在频率稳定度要求高的场合，如通讯系统的射 频振荡电路、数字系统的时钟产生电路等。
(1) 石英晶体的基本特性与等效电路
金属板
敷银层 晶片
结构示意图
符号
(a) 石英晶体的压电效应
为了构成电容三点式 LC振荡电路，石英晶 体需要呈现电感性， 即电路的振荡频率必 须在fs和fp之间变动。
由于石英晶体的Q值很高，可达到几千以上，所以 电路可以获得很高的振荡频率稳定性。
回路品质因数物理意义
回路品质因数－谐振时电感支路电 流或电容支路电流与总电流之比
IL Is
Vo
Voj0L
Байду номын сангаас
Z0 1
(e) 石英晶体谐振频率的调整
CS C
fS
1 1 C
2 LC C0CS
fS
1 C C0 CS
C CSC0 fs fs
CS 0时fs， fp Cs是微调电容，使fs'在fs和 C S 时fs， fs fp之间的狭窄范围内变动
(2) 石英晶体振荡器
石英晶体振荡器分为并联晶体振荡器和串联晶体振 荡器。
主要内容链接
9.3 LC正弦波振荡电路 1. LC并联谐振回路 2. 变压器反馈式LC振荡电路 3. 三点式LC振荡电路 4. 石英晶体振荡电路
9.3 LC正弦波振荡电路
1. LC并联谐振回路 (1) 并联谐振回路电路图
L的等效 损耗电阻
Z 1 //( R j L ) j C
1 ( R j L ) j C
j0L 0 RC
1 R
L C
Z0
Ic Is
VoV 1oj0C jZ00CR 0LR 1
L C
Z0
L Z 0 RC
0
1 LC
Q
Ic Is
IL Is
由于Q>>1，所以谐振时总电流可 忽略，L、C电流构成内部环流。
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作业
432页：9.3.1(a)、(d) 432页：9.3.2 (a)、(c)
优点：
❖ 调节频率方便，采用可变电容，可获得一个较 宽的频率调节范围。
❖ 一般用于产生10MHZ以下的信号。
缺点：
❖ 反馈电压取自电感，而电感对高次谐波的阻抗 大，不能将高次谐波滤掉，故输出波形差。
❖ 由于输出波形差，频率稳定度不高，故多用于 要求不高的设备中。
(2) 电容三点式LC振荡电路
电容三点式LC振荡电路又称电容反馈式或科 皮兹式振荡电路。
(c) 石英晶体的谐振频率
Z(jL 1 )// 1 1
1 2
LC
jC jC0 jC0 CC02
LC0C
串联谐振频率：s
1 LC
fs
1
2 LC
并联谐振频率：p
1C 1
LC C 0
1
C
fp2LC 1C 0
C C0 fs和 fp很 接 近
(d) 石英晶体的电抗特性
通常利用石英晶体作为电感元件来代替LC回路 中的电感，即石英晶体的工作频率在fs和fp之间
Z
1
Z0
jQ 2
0
ZZ0偏 趋 Q值离 近 1越00， ， 大ZZQ，1增 减 2谐0小 大 振曲2 线越尖0锐0， ，，－ 等 等相a效 效角rc阻 阻 变(tQg化抗 抗2 越为 为0快电 )电，感 容性 性
选频性能好
2. 变压器反馈式LC振荡电路
vf
jM vo jLR
FV
vvof
jM RjL