高频_反馈振荡器工作原理

0
相位平衡条件.
第八讲 反馈振荡器的工作原理
8/5/2020 1:51 PM
12
第3章 正弦波振荡器
即要求选频网络的相频特性曲线φz在工作频率附近应 具有负斜率, 才能满足频率稳定条件。
实际中的并联LC谐振回路正好具有这种相频特性,故可 自然满足。
z
2
O
ωo
ω
2
当 0 0 u f 落后ui 周期
dt
故相位稳定条件也就是频率稳定的条件。
第八讲 反馈振荡器的工作原理
8/5/2020 1:51 PM
10
第3章 正弦波振荡器
如果设某种原因,相位平衡破坏,产生一个很小的相位增益量。
AF u f
即设: T 0
u i 反馈信号u f 超前原输入信号 ui 一个相角
信号周期缩短 信号频率 0 。
8/5/2020 1:51 PM
14
第3章 正弦波振荡器
LC正弦波振荡器
一、互感耦合型LC 振荡器：
集电极调谐型 基极调谐型 发射极调谐型
7
第3章 正弦波振荡器
第八讲 反馈振荡器的工作原理
8/5/2020 1:51 PM
8
第3章 正弦波振荡器
稳定条件
|T(ωo)|
B
A
1
振幅平衡的稳定条件
UiB
UiA
Ui
振幅稳定条件: T ( jo )
0
|T(ωo)|
ui
ui U iA
1
•A
软激励
硬激励
O
UiA
Ui
要使平衡点稳定，|T(ωo)|必须在UiA附近具有负斜率变化
选频网络
第八讲 反馈振荡器的工作原理
8/5/2020 1:51 PM
2
第3章 正弦波振荡器
根据反馈网络
互感反馈振荡器:由互感(变压器)构成反馈网络. 电感反馈振荡器:由电感构成反馈网络. 电容反馈振荡器:由电容构成反馈网络.
反馈振荡器的组成
要面对的问题： 保证振动器正常工作的三个条件： 平衡条件 起振条件 稳定条件
第八讲 反馈振荡器的工作原理
即：vi vf，则T ( jωosc ) 1.
8/5/2020 1:51 PM
4
第3章 正弦波振荡器
由上述分析已知振荡条件: A( j )F ( j ) 1
它是维持振荡的基本条件，通常也称为振荡的平衡条件。
A ( j ) Ae j A
又由于
F
(
j
)
Fe
j F
ui
同理： 0 uf 落后ui
信号周期 信号频率 0
t
显然可以看出由于外因引起的相 位变化与频率之间的关系为:
0 0 0 0
即可得：
0
第八讲 反馈振荡器的工作原理
8/5/2020 1:51 PM
11
第3章 正弦波振荡器
提出问题:要保证振荡的相位平衡点的稳定,必须当振荡器频率发生变化的 同时,要求振荡电路内部能够产生一个新的相位变化,而这个相位变化与外
1
第3章 正弦波振荡器
正弦波反馈振荡器的电路组成
正弦波反馈振荡器主要由三个部分构成:
1 有源器件:非线性有源器件,具有一 电源 有源器件 定的功率增益, 能维持振荡回路不 可避免的功率损耗。
2 选频回路:决定振荡器的工作 频率,并能保证振荡相位的稳 定。
反馈网络
3 反馈网络:实现正反馈,一般可以 通过互感(变压器),电感及电容等获 得正反馈电压。
应满足的条件为: AF1
主网络
Cb
ib
ic
C
VT
-
uo L1
+
+
ui
Rb1 Rb2 - Re Ce
EC
反馈网络 M
Lf
+
uf
-
即有: A
1 F
.而 A
uBiblioteka Baidu ui
,F
uf uo
有u f ui
可见起振初期是一个增幅的振荡过程
甲类 甲乙类乙类 丙类状态
第八讲 反馈振荡器的工作原理
振荡器起振过程 8/5/2020 1:51 PM
第八讲 反馈振荡器的工作原理
8/5/2020 1:51 PM
5
第3章 正弦波振荡器
变压器同名端同相仿真
第八讲 反馈振荡器的工作原理
8/5/2020 1:51 PM
6
第3章 正弦波振荡器
起振条件
1．自激振荡过程:
开启电源产生扰动电压 ui ib ic ic1 uo u f ui
实际上振荡器在开始建立振荡时
实际中,由于工作于大信号状态下的非线性有源器 件正好具有这种特性,自然具有稳定幅度的功能。
第八讲 反馈振荡器的工作原理
8/5/2020 1:51 PM
9
第3章 正弦波振荡器
2 相位平衡的稳定条件
相位稳定条件的意义: 指当相位平衡条件遭到破坏时，电路本身能自 动地重新建立起相位平衡点的条件。
由于 d ,即相位变化时,频率也变化
第八讲 反馈振荡器的工作原理
8/5/2020 1:51 PM
13
第3章 正弦波振荡器
总结：
保证振动器正常工作的三个条件：
平衡条件: 起振条件:
AF 1
A F 2n (n 0，1，2 )
AF 1
稳定条件: 振幅稳定条件
相位平衡条件
T ( j)
0
ui T ( j)1
z 0
第八讲 反馈振荡器的工作原理
第3章 正弦波振荡器
正弦波振荡器
振荡器：在没有激励信号的情况下，能自动的将直流电源能量转 换为周期性交流信号输出的电子电路。
按振荡波形分类
正弦波振荡器 非正弦波振荡器（多谐振荡器等）
按选频回路元件性能分类
LC 振荡器 RC 振荡器 晶体振荡器等
第八讲 反馈振荡器的工作原理
8/5/2020 1:51 PM
第八讲 反馈振荡器的工作原理
8/5/2020 1:51 PM
3
第3章 正弦波振荡器
反馈振荡器的工作原理
一、平衡条件。在上图中的闭合环路中，将它在 X处折开。
X
它的环路增益为：
T（j）
v f vi
(
vo vi
)(vvof
)
A(
j ) F (
j )
若在某一频率上（设为 ωosc）,
vf 与vi同相又等幅，
相位平衡（正反馈）判断
所以振荡平衡条件的约束方程可以分为两个方程:
AF 1
A F 2n (n 0，1，2 )
或 Z F 2n
ui
晶体管
Y
ic1 LC Z
选频网络
uc1
uf 反馈网络
F
其中:
: 为集电极基波电流
i
与
c1
基
极
输
入
电
压
u
的
i
相
角
Z : 为LC 谐振回路基波谐振阻抗 的相角
因引起的相位变化T 的符号应相反,以消弱或抵消由外因引起的变化,
即要求:
( A F
)
0或
(
A
F
)
0
A Y Z
其中 Y 为放大器正向传输导纳的相移 Z 为选频网络负载阻抗的相移
又因为一般 Y 和 F 对频率变化的灵敏性远小于 Z
Y << Z ，
F Z
,即有
有 ( Y Z F ) Z