3.3 LC 振荡器的频率稳定度
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通常指短期频稳度。 (3)表达式
绝对准确度： fosc = f - fosc
fosc：标称频率
相对准确度： Δfosc f fosc
fosc
fosc
f：实测的振荡频率
将规定时间划分为 n 个等间隔，各间隔内实测的振荡频
率为 fi，短期频稳度的定义： Δfosc lim
1
n
[
(Δf
osc
)i
Δfosc
3.3.2 克拉泼振荡电路
1．电路
2．特点 为电容三点式振荡器的改进型
电路，其差别：与 C1、C2 串联的电 容 C3。且C3 取值较小。满足 C3 << C1，C3 << C2，回路总电容取决于 C3。
3．原理 回路总电容取决于 C3，减小 了极间电容 Cce、Cbe、Ccb(并联在 C1、C2 上)对频率的影响。 C3 越小， 影响越小，回路标准性越高。
度的影响最严重。
措施：减振、恒温、密封(湿度、大气压)、高稳定度
电源、屏蔽罩、振荡器与负载间插入跟随器。
2．提高振荡回路标准性 (1)标准性
振荡回路在外界因素变化时保持固有谐振频率不变的能 力。
标准性越高，0 就越小。
(2)0 与 L、C 的关系
0 Δ0
1 (L ΔL)(C
ΔC)
0
1 (1 ΔL)(1 ΔC )
② 缩短引线，采用贴片元器件，减小分布参数。
③ 使用稳定度高的外接集总电容、电感，减小不稳定 的寄生量及其在 L、C 中的比重。
(4)讨论 fosc= (LC)1/2稳定，C↑→L↓ → Q0↓ → Qe ↓ →频稳度↓ 所以，增加总电容是有限度的。因此一般都串联电容， 减小管子与回路间耦合的方法。例如：clapp 电路
图 3-3-1(a)
(2)Qe 变化
若负载和管子参数变化，使谐振回路 Qe增加 Qe，则
z()曲线变陡。Qe 引起振荡频率的变化量与f 大小有
关 Δosc Δosc 。参看图 3-3-1(b)。
(3)若 f 产生 f，则 z()曲线
形状不变，而交点移动。
f 引起振荡频率的变化与 f(同
条曲线)、Qe 的大小有关。 3．讨论 提高 LC 振荡器频稳度的基本措施：
L
C
将此式展开，忽略高阶小量，化简为
0
Δ0
0 (1
ΔL)(1 2L
ΔC 2C
)
0
1 2
0
ΔL L
1 2
0
ΔC C
所以 Δ0
1 2
（0 ΔLL
ΔC ） C
(3)分析
可见，为提高回路标准性，必须减小 L、C 的相对变化
量。
措施：
① 温度补偿。电感和部分寄生参量有正值的温度系数， 选用有负温度系数的陶瓷电容器，且数值合适，正负可补 偿。
频稳度
10-5
10-4 ~ 10-5
10-7
10-7 ~ 10-9
3.3.1 提高频率稳度的基本措施
首先分析外界因素对振荡频率变化的影响。
一、频稳度的定性分析
1．振荡频率的图解
由相位平衡条件 T(osc) = 0
即 T(osc) A (osc) f (osc) Z (osc) f 0
说明：
第 3 章 正弦波振荡器
3.3 LC 振荡器的频率稳定度
3.3.1 提高频率稳度的基本措施 3.3.2 克拉泼振荡电路
3.3 LC 振荡器的频率稳定度
(1)定义： 频率稳定度又称为频稳度，为振荡器最重要的指标， 指在规定时间内，规定的温度、湿度、电源电压等变化范 围内，振荡频率的相对变化量。
(2)种类 按规定时间的长短不同，频稳度可分为： 长期频稳度：一天以上乃至几个月内因元器件老化而引 起的频率相对变化量。 短期频稳度：一天内因温度、电源电压等外界因素变化 而引起的频率相对变化量。 瞬时(秒级)频稳度：电路内部噪声引起频率相对变化量。
提高标准性是以牺牲环路增益为代价的。C3 过小，就不会
满足振幅起振条件，而停振。
下节，讨论晶体振荡器。
图 3-3-1(b)
① 减小 0、Qe 和 f，故应减 小外界因素变化引起 0、Qe 和 f 的变
化。
② 减小 f 和增大 Qe ，以减小由 Qe、f 引起的振荡频率变化量。
二、提高频稳度的基本措施
1．减小外界因素的变化
图 3-3-1 (c)
外界因素：温度、湿度、大气压、
电源电压、周围磁场、机械振动及负载变化等，其中以温
由
Z (osc )
arctan Qe
2( 0 ) 0
可知：影响振荡频率 osc 的参数是 0、Qe 和f 。故讨论频
稳度就是分析外界因素通过这三个参数对振荡频率变化的影
响。
(1)谐振频率 0 变化
若 L 、C 变化，0 产生 0 的变 化，则 z()曲线沿横坐标平移 0，
曲线形状不变。参看图 3-3-1(a)。
比电容三点式高一个数量级。
(b) 图 3-3-2
4．讨论 接入 C3 后，虽反馈系数不变(上 节例 2)，但接在 A、B 两端的电阻
RL (RL // Re0 ) 折算到集电极间的数
值 RL减小，
RL
n2 RL
( C3
C3 C1、2
)2 RL
C1，2 是 C1、C2 极间电容的总和，因而环路增益减小。C3 越小，环路增益越小。可见，在这种振荡电路中，减小 C3
① A() 主要取决于并联谐振回路的相移 z() ，它在 谐振频率附近随 的变化十分剧烈；
② f() 随 的变化相对要缓慢得多，可近似认为它是
与频率无关的常数，用 f 表示。
得：
Z(osc) = f
故： Z() 曲线与高度为 f 水平线相交点上所对应的角频
率——振荡角频率 osc 。
2．影响振荡频率 osc 的参数
ຫໍສະໝຸດ Baidu]2
f n f n osc
i 1
osc
fosc
式中，(fosc)i = fi - fosc ，第 i 个间隔内实测的绝对准确度；
Δfosc
lim
n
1
n
(
n i1
fi
fosc )
为绝对准确度的平均值 ， Δf osc
越小，
频率准确度就越高。
(4)对频稳度的不同要求
用途
中波电台 信号发生器
电视发射机
高精度信号 发生器
绝对准确度： fosc = f - fosc
fosc：标称频率
相对准确度： Δfosc f fosc
fosc
fosc
f：实测的振荡频率
将规定时间划分为 n 个等间隔，各间隔内实测的振荡频
率为 fi，短期频稳度的定义： Δfosc lim
1
n
[
(Δf
osc
)i
Δfosc
3.3.2 克拉泼振荡电路
1．电路
2．特点 为电容三点式振荡器的改进型
电路，其差别：与 C1、C2 串联的电 容 C3。且C3 取值较小。满足 C3 << C1，C3 << C2，回路总电容取决于 C3。
3．原理 回路总电容取决于 C3，减小 了极间电容 Cce、Cbe、Ccb(并联在 C1、C2 上)对频率的影响。 C3 越小， 影响越小，回路标准性越高。
度的影响最严重。
措施：减振、恒温、密封(湿度、大气压)、高稳定度
电源、屏蔽罩、振荡器与负载间插入跟随器。
2．提高振荡回路标准性 (1)标准性
振荡回路在外界因素变化时保持固有谐振频率不变的能 力。
标准性越高，0 就越小。
(2)0 与 L、C 的关系
0 Δ0
1 (L ΔL)(C
ΔC)
0
1 (1 ΔL)(1 ΔC )
② 缩短引线，采用贴片元器件，减小分布参数。
③ 使用稳定度高的外接集总电容、电感，减小不稳定 的寄生量及其在 L、C 中的比重。
(4)讨论 fosc= (LC)1/2稳定，C↑→L↓ → Q0↓ → Qe ↓ →频稳度↓ 所以，增加总电容是有限度的。因此一般都串联电容， 减小管子与回路间耦合的方法。例如：clapp 电路
图 3-3-1(a)
(2)Qe 变化
若负载和管子参数变化，使谐振回路 Qe增加 Qe，则
z()曲线变陡。Qe 引起振荡频率的变化量与f 大小有
关 Δosc Δosc 。参看图 3-3-1(b)。
(3)若 f 产生 f，则 z()曲线
形状不变，而交点移动。
f 引起振荡频率的变化与 f(同
条曲线)、Qe 的大小有关。 3．讨论 提高 LC 振荡器频稳度的基本措施：
L
C
将此式展开，忽略高阶小量，化简为
0
Δ0
0 (1
ΔL)(1 2L
ΔC 2C
)
0
1 2
0
ΔL L
1 2
0
ΔC C
所以 Δ0
1 2
（0 ΔLL
ΔC ） C
(3)分析
可见，为提高回路标准性，必须减小 L、C 的相对变化
量。
措施：
① 温度补偿。电感和部分寄生参量有正值的温度系数， 选用有负温度系数的陶瓷电容器，且数值合适，正负可补 偿。
频稳度
10-5
10-4 ~ 10-5
10-7
10-7 ~ 10-9
3.3.1 提高频率稳度的基本措施
首先分析外界因素对振荡频率变化的影响。
一、频稳度的定性分析
1．振荡频率的图解
由相位平衡条件 T(osc) = 0
即 T(osc) A (osc) f (osc) Z (osc) f 0
说明：
第 3 章 正弦波振荡器
3.3 LC 振荡器的频率稳定度
3.3.1 提高频率稳度的基本措施 3.3.2 克拉泼振荡电路
3.3 LC 振荡器的频率稳定度
(1)定义： 频率稳定度又称为频稳度，为振荡器最重要的指标， 指在规定时间内，规定的温度、湿度、电源电压等变化范 围内，振荡频率的相对变化量。
(2)种类 按规定时间的长短不同，频稳度可分为： 长期频稳度：一天以上乃至几个月内因元器件老化而引 起的频率相对变化量。 短期频稳度：一天内因温度、电源电压等外界因素变化 而引起的频率相对变化量。 瞬时(秒级)频稳度：电路内部噪声引起频率相对变化量。
提高标准性是以牺牲环路增益为代价的。C3 过小，就不会
满足振幅起振条件，而停振。
下节，讨论晶体振荡器。
图 3-3-1(b)
① 减小 0、Qe 和 f，故应减 小外界因素变化引起 0、Qe 和 f 的变
化。
② 减小 f 和增大 Qe ，以减小由 Qe、f 引起的振荡频率变化量。
二、提高频稳度的基本措施
1．减小外界因素的变化
图 3-3-1 (c)
外界因素：温度、湿度、大气压、
电源电压、周围磁场、机械振动及负载变化等，其中以温
由
Z (osc )
arctan Qe
2( 0 ) 0
可知：影响振荡频率 osc 的参数是 0、Qe 和f 。故讨论频
稳度就是分析外界因素通过这三个参数对振荡频率变化的影
响。
(1)谐振频率 0 变化
若 L 、C 变化，0 产生 0 的变 化，则 z()曲线沿横坐标平移 0，
曲线形状不变。参看图 3-3-1(a)。
比电容三点式高一个数量级。
(b) 图 3-3-2
4．讨论 接入 C3 后，虽反馈系数不变(上 节例 2)，但接在 A、B 两端的电阻
RL (RL // Re0 ) 折算到集电极间的数
值 RL减小，
RL
n2 RL
( C3
C3 C1、2
)2 RL
C1，2 是 C1、C2 极间电容的总和，因而环路增益减小。C3 越小，环路增益越小。可见，在这种振荡电路中，减小 C3
① A() 主要取决于并联谐振回路的相移 z() ，它在 谐振频率附近随 的变化十分剧烈；
② f() 随 的变化相对要缓慢得多，可近似认为它是
与频率无关的常数，用 f 表示。
得：
Z(osc) = f
故： Z() 曲线与高度为 f 水平线相交点上所对应的角频
率——振荡角频率 osc 。
2．影响振荡频率 osc 的参数
ຫໍສະໝຸດ Baidu]2
f n f n osc
i 1
osc
fosc
式中，(fosc)i = fi - fosc ，第 i 个间隔内实测的绝对准确度；
Δfosc
lim
n
1
n
(
n i1
fi
fosc )
为绝对准确度的平均值 ， Δf osc
越小，
频率准确度就越高。
(4)对频稳度的不同要求
用途
中波电台 信号发生器
电视发射机
高精度信号 发生器