东华大学高频电子电路通信电子电路课件5-3

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三点式振荡器的性能分析

1电容三点式振荡器—考毕兹（Colpitts ）振荡器

图5 —23给出电容三点式

两种组态的振荡器电路。图

中1

2b b R R 、和e R 为分压式偏置电阻。 这就是具有

自给偏置效应的反馈振荡电路。

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u 0

+

－

u 0+

(a)

(b)

图

5 —23电容三点式振荡器电路

图（a）电路中，三极管发射极通过E C交流接地，是共射组态；

图（b）电路中，三极管基极通过b C交流接地，是共基组态。

组态不同，但都满足“射同基反”的构成原则，即与发射极相连的两个电抗性质相同，不与发射极相连的是性质相

异的电抗。

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Attention : 一定要会识别电路中的

旁路电容和耦合

电容

➢ 高频耦合和旁路电容(b c C C 、和E C )对于

高频振

荡信号可近似认为短路，即隔直通交； ➢ 旁路和耦合电容的容值至少要比回路电容的容值大一个数量级以上。

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回路电容指的是构成谐振回路的电容。

12L C C 、和构成并联谐振回路，12C C 和称为回路电容(也工作

电容)。

图5 —24电容三点式振荡器电路的等效交流通路

－

v 0(t)

2电容三点式振荡器电路的起振条件以图5 —22（b）所示共基组态的电容三点式电路为例分析起振条件。

1）高频交流等效电路

画高频振荡回路之前应仔细分析每个电容与电感的作用。

必须处理好以下问题：

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画高频振荡回路时，小电容是工作电容, 大电容是耦合电容或旁路电容；小电感是工作电感, 大电感是高频扼流圈。

画等效交流电路时，保留工作电容与工作电感, 将耦合电容与旁路电容短路, 高频扼流圈开路, 直流电源与地短路.

通常高频振荡回路是用于分析振荡频率的，一般不需画出偏置

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电阻

如何判断工作电容和工作电感？

一是根据参数值大小。

电路中数值最小的电容(电感)和与其处于同一数量级的电容(电感)均被视为工作电容(电感), 耦合电容与旁路电容的

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数值往往要大于工作电容几十倍以上；高频扼流圈的电感数值远远大于工作电感；

二是根据所处的位置。

旁路电容分别与晶体管的电极和交流地相连，旁路电容对偏置电阻起旁路作用；

耦合电容通常在振荡器负载和晶体管电路之间，起到高

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频信号耦合及隔直流作用，即“隔直通交”。

这两种电容对高频信号都近似为短路。

工作电容与工作电感是按照振荡器组成法则设置的。必须满足“射同基反”。高频扼流圈对直流和低频信号提供通路, 对高频信号起阻隔作用。图5 —23（b）的交流等效电路（一定要会画交流通路）

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R L

图5 —24（a）电容三点式交流等效电路

说明：如果仅从相位角度考虑能否起振，或只要求振荡频率，则关注谐振网络，其它部

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分均可不画。

2）起振条件和振荡频率

起振条件包括振幅条件和相位条件。 起振的相位条件已由“射同基反”满足。

判断能否起振要解决的关键问题就是推出反馈放大器的环

路增益)( j T 。

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()()()T j osc T j AF T e ϕωωω==&&。 振荡器起振的振幅条件()1OSC T A F AF ω==>g g

推导环路增益)(ωj T 是判断起振的关键。 推导环路增益)(ωj T 时，需将闭合环路断开。断开点的

选择并不影响)(ωj T 表达式的推导，断

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开点的选择一般以便于分析为准则，通常选择在输入端，

① 环路断开后的等效电路（在这部分将给出一

系列推导)( j T 的等效电路）

本题在图5 —24所示的×处断开，断开点的

右面加环路的输入电压i V ，断开点的左面应

接入自左向右看进去的输入阻抗i Z ，如下图

（a）所示。

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图中eo R 是并联谐振回路12L C C 、和的谐振电阻，

00e osc R LQ ω≈，式中0Q 为回路固有品质因素。 ②将共基组态的晶体管用混合π型等

效电路表示。

当振荡频率远小于管子的特征频率T f 时，可忽略'ce bb r r 、和'b c C ，图5 —25（b ）给出共基组态晶体管等效电路。（参看课本P31）

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可见由断开处向右看进去的输入阻抗'////i e e b e Z R r j C ω=

③画出断开环路后的等效电路如下图（c）所示。

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图中虚线框内是晶体管共基极组态的简化等效电路,

e r 为共基放大器的输入电阻,

(1)(5.3.2 1b e e b e e r r r r ββ''=⇒=++）b e r '为发射结电阻，β为共射组态时晶体管的低频放大倍数。因为在放大区，发射结总是

20 / 48 正偏的，所以，b e r '通常很小，一般在几百欧

以下。 =,(1)m b e m e g r g r β

ββ'=+而