第3章_正弦振荡电路 (3)
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反馈式振荡器是把有源器件接成正反馈 环路来实现自激振荡的，大多数振荡器
第 一 节 ： 反
以这种原理工作
馈 式
负阻振荡器则是以具有负阻效应的器件
正 弦
来抵消谐振回路中的损耗电阻，从而使
波 振
回路能维持等幅的正弦振荡。工作频率
荡 电
可高达几千兆赫，在微波波段使用较多
路 的
工
从构成来看：
作 原
根据反馈回路的形式：变压器反馈式、
电 路
件外还必
的 工 作
须满足幅
原 理
度平衡条
和 频
件
域 分 析
方
法
振荡幅度的建立和稳定过程(一)
起振过程的定性解释
第 一
节
稳故幅起过振程条件为：| AAF((0 )0F) (02)n1, n 0,1, 2,
： 反 馈 式 正 弦
内稳幅：靠放大
M
波 振
电路中晶体管所
固有的非线性特
性达到稳定值
Ib C
方
法
稳定条件(一)
振荡电路的平衡条件不能说明振荡
第 一 节
电路在外来干扰作用下平衡状态是
： 反
否稳定，只是维持振荡的必要条件
馈 式
而不是充分条件
正 弦
波
振
荡
两种可能的平衡状态：
电 路 的
稳定平衡状态，干扰因素消失后
工 作
原
振荡能自动回到原来的平衡状态
理 和
不稳定平衡状态，干扰因素消
频 域
分
失后越来越偏离原来的平衡状态
节 ：
位平衡条件
反 馈
画微变等效电路，并在某一点开环。
式 正 弦
开环后应保证原来的工作条件不变
波 振
计算开环传递函数 A()F()
荡 电
路
利用相位平衡条件确定振荡角频率0
的 工
作
利用 0 角频率下的平衡条件，确定维
原 理
持振荡幅度所需要的 gm 值 gm0 选择晶体管的 gm 使 gm gm0 ，此时电路
荡 电 路 的
区，因此在起振阶段可以用小信号
工 作
模型构成的微变等效电路进行计算。原理
只要满足起振条件，靠晶体管的非
和 频
线性最终一定能够得到稳定的等幅 振荡
域 分 析 方 法
正弦波振荡电路的线性频域分析方法(二)
第
但需要注意：
一 节
：wk.baidu.com
按照甲类的方法使用小信号交流等
反 馈
效电路来计算起振时的放大倍数
理 和
三端型LC、RC、晶体
频 域
根据有源器件的不同：晶体管、场效应
分 析
管、集成电路、压控等等
方 法
反馈式正弦波振荡电路的工作原理
第
一
构成反馈式正弦波振荡电路的
节 ： 反
条件：
馈 式
正
放大电路的正反馈，从而产生
弦 波
自激振荡
振 荡 电
选频网络或者相移网络，以控
路 的
制振荡频率和波形
工 作 原
放大电路的非线性，以控制振
式 正 弦
但实际电路中往往在振幅达到平衡
波 振
时已经进入强非线性区，此时应使用
荡 电
基波来进行分析，即利用丙类放大电
路 的 工
路的分析方法
作 原
经验的数据为在视器件输入端为开
理 和
路时，设置反馈系数为1/5-1/10
频 域
分
析
方
法
正弦波振荡电路的线性频域分析方法(三)
开环法的定义与步骤：
第 一
画交流通路，判别是否满足振荡的相
Vi
Vi Vi*
波 振 荡 电 路 的 工 作 原 理
和
0 Vie
Vib
Vi
硬激励和软激励 的区别
频 域 分 析
方
法
稳定条件(三)：相位稳定条件
相位稳定条件的定义
第 一
环路相位变化对
节 ：
AF ()
角频率的影响
反 馈
式
2
D
d
正 弦 波
0 0C 0D B
C
dt
相位稳定过程叙 述 相位稳定条件：
第三章：正弦波振荡电路
内容提要
内
容
提
高频 高频 高频调制
高频 解 音频
要
振荡 放大 及功放
放大 调 放大
声 话筒 音
音频 放大
振荡电路的定义及其分类：正弦波 振荡电路和非正弦波振荡电路
本章着重讨论正弦波振荡电路的构 成、工作原理、分析方法以及常用 的正弦振荡电路
正弦振荡电路的分类
从工作原理来看：
理
相位平衡条件 是先决的、最 本质的条件
|
A(0
)F
(0
)
|
1
AF (0 ) 2n , n 0,1, 2,
和 频 域 分 析 方 法
反馈式正弦波振荡电路自激条件举例
Ib
C Vi
M
互感耦合
第 一
调集振荡
节 ：
IC
IL L1
电路的说
反 馈
L2
Vf
明
式 正 弦 波
VC r
除满足相
振 荡
位平衡条
假定晶体管不进入 Vi
IC
IL L1
VC
r
荡
L2
V电路的工作f
原
理
和
频
饱和区且忽略基区
域 分
调宽效应。。。
析 方
法
振荡幅度的建立和稳定过程(二)
ic
ic (t)
Z (0 )
ic (t)
第 一 节
：
Q ICQ
0
VBEQ
vBE
t
vi (t)
C
L v0 (t)
反 馈 式
r
正
弦 波
0
vi (t)
v0 (t)
振 荡 电 路 的 工 作 原 理
2
和
AF () 0 0
频 域 分 析 方 法
正弦波振荡电路的线性频域分析方法(一)
判别正弦振荡电路能否振荡的步骤：
第 一
节
首先要检查电路的结构是否满足反
： 反
馈型正弦振荡电路的必要因素（相
馈 式
位，增益）
正 弦
其次是分析振荡的平衡条件
波 振
任何振荡电路起振时，vi 都很小， 放大电路工作在晶体管的线性工作
理 和
荡幅度
频 域 分
析
方
法
反馈式正弦波振荡电路的自激条件
1 Zi
Vi 1'
Vi
A() Vo
方说A(框明) 图Vo 的F结() 构Zi
Zi
开环法 巴克豪森准则
第 一
V节f ：反
馈 式 正 弦 波
(Barkhousen
振 荡
Criterien)：
电 路
Vf
F ()
的
A(0 )F (0 ) 1
工 作 原
振 荡
0
电
vi (t)
0
t
t
路
的
t
当输入为小信号时 当输入为大信号时
工 作 原 理 和 频
在谐振 V0 (0,Vi ) Z (0 )Ic1(0,Vi ) 频率下： | A(0,Vi ) ||V0 (0,Vi ) / Vi (0 ) |
域 分 析 方 法
振荡幅度的建立和稳定过程(三)
第
在谐振频 V0 (0,Vi ) Z (0 )Ic1(0,Vi )
一 节
率下：
：
| A(0,Vi ) || V0 (0,Vi ) / Vi (0 ) |
反 馈 式
正
输出电压从起振到稳定的全过程：
弦 波 振
荡
| A(0 ,Vi ) |
A
D
V0* vO
电 路 的 工
1
B
作
| F (0 ) |
C
t
原 理
和
0
ViD Vi* Vic
Vi V0* 线性区 非线性区
频 域 分 析
析 方
法
稳定条件(二)：振幅稳定条件
振幅稳定条件的定义
第 一
| A(0 ,Vi ) |
A
D
左图中的B点即为
节 ：
稳定平衡状态
反 馈
式
1
| F (0 ) |
| A(00 ,Vi ) |
E
B
稳定过程叙述
正 弦
ViD
B
C
Vi* Vic
Vi
| F (0 ) |
振幅稳定条件：
| A(0,Vi ) | 0
第 一 节 ： 反
以这种原理工作
馈 式
负阻振荡器则是以具有负阻效应的器件
正 弦
来抵消谐振回路中的损耗电阻，从而使
波 振
回路能维持等幅的正弦振荡。工作频率
荡 电
可高达几千兆赫，在微波波段使用较多
路 的
工
从构成来看：
作 原
根据反馈回路的形式：变压器反馈式、
电 路
件外还必
的 工 作
须满足幅
原 理
度平衡条
和 频
件
域 分 析
方
法
振荡幅度的建立和稳定过程(一)
起振过程的定性解释
第 一
节
稳故幅起过振程条件为：| AAF((0 )0F) (02)n1, n 0,1, 2,
： 反 馈 式 正 弦
内稳幅：靠放大
M
波 振
电路中晶体管所
固有的非线性特
性达到稳定值
Ib C
方
法
稳定条件(一)
振荡电路的平衡条件不能说明振荡
第 一 节
电路在外来干扰作用下平衡状态是
： 反
否稳定，只是维持振荡的必要条件
馈 式
而不是充分条件
正 弦
波
振
荡
两种可能的平衡状态：
电 路 的
稳定平衡状态，干扰因素消失后
工 作
原
振荡能自动回到原来的平衡状态
理 和
不稳定平衡状态，干扰因素消
频 域
分
失后越来越偏离原来的平衡状态
节 ：
位平衡条件
反 馈
画微变等效电路，并在某一点开环。
式 正 弦
开环后应保证原来的工作条件不变
波 振
计算开环传递函数 A()F()
荡 电
路
利用相位平衡条件确定振荡角频率0
的 工
作
利用 0 角频率下的平衡条件，确定维
原 理
持振荡幅度所需要的 gm 值 gm0 选择晶体管的 gm 使 gm gm0 ，此时电路
荡 电 路 的
区，因此在起振阶段可以用小信号
工 作
模型构成的微变等效电路进行计算。原理
只要满足起振条件，靠晶体管的非
和 频
线性最终一定能够得到稳定的等幅 振荡
域 分 析 方 法
正弦波振荡电路的线性频域分析方法(二)
第
但需要注意：
一 节
：wk.baidu.com
按照甲类的方法使用小信号交流等
反 馈
效电路来计算起振时的放大倍数
理 和
三端型LC、RC、晶体
频 域
根据有源器件的不同：晶体管、场效应
分 析
管、集成电路、压控等等
方 法
反馈式正弦波振荡电路的工作原理
第
一
构成反馈式正弦波振荡电路的
节 ： 反
条件：
馈 式
正
放大电路的正反馈，从而产生
弦 波
自激振荡
振 荡 电
选频网络或者相移网络，以控
路 的
制振荡频率和波形
工 作 原
放大电路的非线性，以控制振
式 正 弦
但实际电路中往往在振幅达到平衡
波 振
时已经进入强非线性区，此时应使用
荡 电
基波来进行分析，即利用丙类放大电
路 的 工
路的分析方法
作 原
经验的数据为在视器件输入端为开
理 和
路时，设置反馈系数为1/5-1/10
频 域
分
析
方
法
正弦波振荡电路的线性频域分析方法(三)
开环法的定义与步骤：
第 一
画交流通路，判别是否满足振荡的相
Vi
Vi Vi*
波 振 荡 电 路 的 工 作 原 理
和
0 Vie
Vib
Vi
硬激励和软激励 的区别
频 域 分 析
方
法
稳定条件(三)：相位稳定条件
相位稳定条件的定义
第 一
环路相位变化对
节 ：
AF ()
角频率的影响
反 馈
式
2
D
d
正 弦 波
0 0C 0D B
C
dt
相位稳定过程叙 述 相位稳定条件：
第三章：正弦波振荡电路
内容提要
内
容
提
高频 高频 高频调制
高频 解 音频
要
振荡 放大 及功放
放大 调 放大
声 话筒 音
音频 放大
振荡电路的定义及其分类：正弦波 振荡电路和非正弦波振荡电路
本章着重讨论正弦波振荡电路的构 成、工作原理、分析方法以及常用 的正弦振荡电路
正弦振荡电路的分类
从工作原理来看：
理
相位平衡条件 是先决的、最 本质的条件
|
A(0
)F
(0
)
|
1
AF (0 ) 2n , n 0,1, 2,
和 频 域 分 析 方 法
反馈式正弦波振荡电路自激条件举例
Ib
C Vi
M
互感耦合
第 一
调集振荡
节 ：
IC
IL L1
电路的说
反 馈
L2
Vf
明
式 正 弦 波
VC r
除满足相
振 荡
位平衡条
假定晶体管不进入 Vi
IC
IL L1
VC
r
荡
L2
V电路的工作f
原
理
和
频
饱和区且忽略基区
域 分
调宽效应。。。
析 方
法
振荡幅度的建立和稳定过程(二)
ic
ic (t)
Z (0 )
ic (t)
第 一 节
：
Q ICQ
0
VBEQ
vBE
t
vi (t)
C
L v0 (t)
反 馈 式
r
正
弦 波
0
vi (t)
v0 (t)
振 荡 电 路 的 工 作 原 理
2
和
AF () 0 0
频 域 分 析 方 法
正弦波振荡电路的线性频域分析方法(一)
判别正弦振荡电路能否振荡的步骤：
第 一
节
首先要检查电路的结构是否满足反
： 反
馈型正弦振荡电路的必要因素（相
馈 式
位，增益）
正 弦
其次是分析振荡的平衡条件
波 振
任何振荡电路起振时，vi 都很小， 放大电路工作在晶体管的线性工作
理 和
荡幅度
频 域 分
析
方
法
反馈式正弦波振荡电路的自激条件
1 Zi
Vi 1'
Vi
A() Vo
方说A(框明) 图Vo 的F结() 构Zi
Zi
开环法 巴克豪森准则
第 一
V节f ：反
馈 式 正 弦 波
(Barkhousen
振 荡
Criterien)：
电 路
Vf
F ()
的
A(0 )F (0 ) 1
工 作 原
振 荡
0
电
vi (t)
0
t
t
路
的
t
当输入为小信号时 当输入为大信号时
工 作 原 理 和 频
在谐振 V0 (0,Vi ) Z (0 )Ic1(0,Vi ) 频率下： | A(0,Vi ) ||V0 (0,Vi ) / Vi (0 ) |
域 分 析 方 法
振荡幅度的建立和稳定过程(三)
第
在谐振频 V0 (0,Vi ) Z (0 )Ic1(0,Vi )
一 节
率下：
：
| A(0,Vi ) || V0 (0,Vi ) / Vi (0 ) |
反 馈 式
正
输出电压从起振到稳定的全过程：
弦 波 振
荡
| A(0 ,Vi ) |
A
D
V0* vO
电 路 的 工
1
B
作
| F (0 ) |
C
t
原 理
和
0
ViD Vi* Vic
Vi V0* 线性区 非线性区
频 域 分 析
析 方
法
稳定条件(二)：振幅稳定条件
振幅稳定条件的定义
第 一
| A(0 ,Vi ) |
A
D
左图中的B点即为
节 ：
稳定平衡状态
反 馈
式
1
| F (0 ) |
| A(00 ,Vi ) |
E
B
稳定过程叙述
正 弦
ViD
B
C
Vi* Vic
Vi
| F (0 ) |
振幅稳定条件：
| A(0,Vi ) | 0