单片集成振荡器

3.2.2
二、 电容三点式电路（又称考毕兹电路，Coplitts） 与发射极相连接的两个电抗元件同为电容时的 三点式电路，称为电容三点式电路，也称为考毕兹电 耦合 C C Ｌ回路电感 2 1 电容 Cb 路。 高
频旁 路电 容 回路电容
图3.2.5 电容三点式电路 （ａ）原理电路 （ｂ）高频等效电路 3.2.2
X be 0成立。即 X X 必须是同 Vc与 Vi反相，所以必有 be ce X ce
性质电抗，因而 X cb 必须是异性质的电抗。
3.2.2
例 3.2.2 在例图3.2.4所示振荡器交流等效电路中，三个LC并 联回路的谐振频率分别是：
f1 1 (2 L1C1 )
f2 1
(2 L2C2 )
3.2
LC正弦波振荡器
采用LC谐振回路作为选频网络的振荡器。 LC正弦波振荡器有三种实现电路:
互感耦合振荡器 三点式振荡器 集成电路LC振荡器
LC振荡器可用来产生几十千赫到几百兆 赫的正弦波信号。
3.2
3.2.1互感耦合振荡器
图3.1.3是常见的一
种集电极调谐互感耦合振 荡器电路。注意耦合电容
可见电路是负反馈，不能产生振荡。 如果把变压器次级同名端位置换一下，则可改为正反馈。而变压器初级 回路是并联LC回路，作为 T1 的负载，考虑其阻抗特性满足相位稳定条件， 因此电路有可能产生振荡。 3.2.1
3.2.2
三点式Байду номын сангаас荡电路
三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的 三个电极分别连接而组成的一种振荡器。其工作频率 可达到几百兆赫。 一、电路组成法则（相位条件） 在三点式电路中，ＬＣ回 路中与发射极相连接的两个电
C1 C2 C ' 2
接入系数
n
（通常 re Re ）
re
1 1 (re // Re ) 2 re 2 n n
ge G gL
由（b） 到（c）：
1 式中 g L R L
1 ge re
图3.2.6
推导 T ( j ) 的等效电路 3.2.2
等效电纳
例3.2.1 能否起振。
判断图例3.2.2所示两极互感耦合振荡电路
解：在 T1 的发射极与T2 之间断开。这是一个共基—共 集反馈电路。 振幅条件是可以满足的，所以 只要相位条件满足，就可以起振。 图3.2.2 例3.2.1图（动画）
利用瞬时极性判断法，根据同名端位置，可以得到：
e1 c1 b2 e2 (e1 )
f3 1
(2 L3C3 )
f3 试问 f1 、f 2 、
满足什么条件时该振荡器能正常工作？
解：由图可知，只要满足三点式组成法则， 该振荡器就能正常工作。 图3.2.4
若组成电容三点式， 则在振荡频 fosc1 处，
例3.2.2图 （动画）
L1C1 回路与 L2 C 2 回路应呈现容性， L3C3 回路应呈现感性。所以应满足
图3.2.1 互感耦合振荡电路举例
若不考虑晶体管的极间电容与输入、输出阻抗的 影响，图3.1.3及图3.2.1所示的振荡器的振荡频率近似 为选频回路的谐振频率，即 1 f osc f 0 2 LC 振荡电路的振荡频率的大小并不完全取决于LC回路， 而是与晶体管参数、电路的工作状态以及负载有关。所 以，互感耦合振荡器的频率稳定度较差，且由于互感耦 合元件分布电容的存在，限制了振荡频率的提高，所以 只适用较低频段，如中波广播。 互感耦合振荡器是依靠线圈之间的互感耦合实现 正反馈，所以，应注意耦合线圈同名端的正确位置。 同时耦合系数要选择合适。使之满足振幅起振需要。
f1 f2 fosc1 f3
或
f2 f1 fosc1 f3
fosc 2 处， L1C1 回路与 L2 C 2 回路
若组成电感三点式，则在振荡频率
L3C3 回路应呈现容性，所以应满足 应呈现感性，
f1 f2 fosc 2 f3
或
f2 f1 fosc 2 f3
X ce X be X bc 0
即
X ce X be X bc
由于 V f 是 Vc 在 X be X bc支路分配在 X be上的电压，即
jX beVc X be Vf Vc j ( X be X bc ) X ce
Vi 与 V f 同相， 因为这是一个由反相放大器组成的正反馈电路，
B C 1
( L)
C
C1C2 CC 1 2 C1 C2 C1 C2
环路增益计算： 因为
V f g mVi G jB
V f nV f
ng m ng m G jB g g j (C 1 ) L e L
为开路。
3.2.2
1、考毕兹电路的近似分析 图中虚线框内是晶体管共基极组态的简化等效电路。
Re0 RL 晶体管输出电容未考虑。 RL
在×处断开，并 考虑到负载作用， 得到:
图3.2.6
小信号 等效电路 3.2.2
电路的等效：
由（a）到（b）：
C2 Cbe C2
1 Vf Vf n
CB 的作用。如果将 CB
短路，则基极通过变压器 次极直流接地，振荡电路 不能起振。
图3.1.3 集电极调谐互感耦 合振荡器电路
3.2.1
图3.2.1给出了不同的互感耦合振荡电路。从选 频回路所在的电极来看，它们都不利于及时滤除三 极管集电极输出的谐波电流成分。从而电路的电磁 干扰大，集电极电压加大。
一般来说，旁路电容 和耦合电容的电容值至少
要比回路电容值大一个数
量级以上。 有些电路里还 接有高频扼流圈，其作用 是为直流提供通路而又不 影响谐振回路工作特性。
对于高频振荡信号，旁路
电容和耦合电容可近似为 短路，高频扼流圈可近似
电容三点式电 路高频等效电路 （电容三点式振荡电路动画 分析）
图3.2.5
抗元件必须为同性质，另外一
个电抗元件必须为异性质。同 时满足
X ce X be X bc 0
图3.2. 3 三点式振荡器的原理图 （三点式振荡电路动画） 3.2.2
证明：假定LC回路由纯电抗元件组成，其电抗值分别为
X ce X be X cb 同时不考虑晶体管的电抗效应，则当回路谐振
（ 0） 回路呈纯阻性，有 时，