第4章 正弦波振荡器解析

二、三点式LC振荡器 1 .定义：用LC并联谐振回路作为选频和移相网络的振荡器
LC回路有三个抽头，分别与 晶体管三个电极相连。
2 . 构成原则： 与射极相连的是同性质电抗，不与射极相连的是异性质电抗 （可以证明满足相位平衡条件） 3 .工作原理：
若电路设计正确，假设能起振，即可到达平衡并满足稳 定条件 。 由此可见对三点式振荡器工作原理的讨论 ,归结为求振荡 器是否满足振幅起振的问题 。
4.1 概述 4.2 反馈型振荡器原理 4.3 LC振荡器 4.4 石英晶体振荡器 4.5 RC振荡器 4.6 集成电路振荡器应用介绍 4.7 正弦波振荡器的选用 4.8 寄生振荡
4.1 概述 4.2 反馈型振荡器原理 4.3 LC振荡器 4.4 石英晶体振荡器 4.5 RC振荡器 4.6 集成电路振荡器应用介绍 4.7 正弦波振荡器的选用 4.8 寄生振荡
fO
2
1 L C1C2
C1 C2
A(振w0荡) 器 振UUo幅i 起振gg条Tm 件：
F
(w0
)
Uf Uo
gmCC12
gT C2 C1
A(w0 )F (w0 )
gmC1 gT C2
1
电路特点：
1、反馈支路为电容，对输出波形的高次为低阻抗，反馈弱，输出波形质 量较好。 2、晶体管的集间电容与回路电容并联，适当加大回路电容可以减小晶体 管极间电容的不稳定性对振荡频率的影响，提高了频率稳定度。 3、调节C1、C2改变振荡频率时，会影响反馈系数，振荡幅度发生变化。
性，可将输出波形稳定在某一幅值，但若出现振荡波形失真， 可采用一些稳幅措施，通常采用适当的负反馈网络来改善波形。
(3)选频网络。由于电路的扰动信号是非正弦的，它由 若干不同频率的正弦波组合而成，因此要想使电路获得单一 频率的正弦波，就应有一个选频网络，选出其中一个特定信 号，使其满足自激振荡的相位条件和幅值条件，从而产生振荡。
4.1 概述 4.2 反馈型振荡器原理 4.3 LC振荡器 4.4 石英晶体振荡器 4.5 RC振荡器 4.6 集成电路振荡器应用介绍 4.7 正弦波振荡器的选用 4.8 寄生振荡
4.3 LC正弦波振荡器
一、互感耦合振荡器 1 .电路 2 . 工作原理 3 . 结论
➢是否可能振荡，取决于变压器正确的同名端标向 ➢是否能起振，在同名端标向正确的前提下，取决于变 压 器是否有足够的耦合量M
gm gT
L2 M L1 M
1wk.baidu.com
1、电感三点式LC振荡电路，由于L1和L2是由一个线圈绕制而成的，耦合 紧密，因而容易起振。
2、调整回路电容改变振荡频率时，反馈系数不变，不影响振荡幅度。 3、由于反馈支路为电感，容易引起输出波形的高次谐波含量增大，导致 输出波形质量较差。
4、晶体管的集间电容与回路电感并联，在振荡频率高时，可能改变电抗 性质，破坏起振条件而不能振荡。
F 0 A0
1. 平衡条件
振荡器的平衡条件：
•
T (o )
1
即： 振幅平衡条件： T (o ) 1
相位平衡条件： T (o ) 2n π (n 0,1, 2,)
•
＋
Av
＋
•
•
Vi
谐振放大器 Vo
－
－
－
•
Vf
＋
•
＋
kfv
＋
•
•
Vo
正反馈网络 Vf
－
－
振幅起振条件： 即：
T (o ) 1
(4)正反馈网络。它将输出信号以正反馈形式引回到 输入端，以满足相位条件。
综上所述，一个正弦波振荡电路应当包括放大电路、 稳幅电路、选频网络和正反馈网络四个组成部分。
反馈型振荡器的分析方法 ：
1. 首先检查振荡电路是否包含可变增益放大器和相频特性 具有负斜率变化的相移网络。闭合环路是否是正反馈。
在无输入信号情况下，将电源的直流能 量转换成具有一定频率、一定波形和一定振 幅的交流信号的能量。
振荡器
正弦波
反馈型 振荡器
LC 振荡器
晶体 振荡器
RC 振荡器
互感耦合LC
差分对管LC
三点式
电容三点式 电感三点式
改进型三点式
克拉泼 西勒
串联型 皮尔斯
并联型 密勒
移相式
导前型 滞后型
RC串并联网络（文氏电桥）
电感三点式振荡电路1
交流通路：
1、大电容短路，大电感开路 2、直流电源接地 3、注意交流和直流接地点
电感三点式振荡器（哈特莱振荡器）
fO 2
1 (L1 L2 M )C
振A(荡w器0 )振幅UU起oi 振条gg件Tm：
电路特点：
F
(w0
)
U U
of gm
LLg12 T
MML1 L2
M M
A(w0 )F (w0 )
相位起振条件： T (o ) 2n π(n 0,1, 2,)
1)幅度稳定条件 2)相位稳定条件
T (o ) 0
Ui UiA
T () 0 O
从以上分析可知，一个反馈振荡电路应由以下几个部分组成： (1)放大电路。放大部分使电路有足够的电压放大倍数，
从而满足自激振荡的幅值条件。 (2)稳幅电路。一般利用放大电路中三极管本身的非线
一、基本含义：
凡是从输出信号中取出一部分反馈到输 入端作为输入信号，勿须外部提供激励 信号，能产生持续等幅正弦波输出，称 为反馈型正弦波振荡器。
A0
F 0
＋
＋
＋
＋
•
•
U i 谐振放大器 Uo
－
－
•
•
Uo 正反馈网络 Uf
－
－
－
•
Uf
＋
回归比（环路增益）
T
U f U i
U U
f 0
U 0 U i
电感三点式电路工作频率较电容三点式振荡器低。
电感三点式振荡电路2
Rb1
Rc
C2
£«
£ « UCC
C1 £«
£1
£« L2
C
Rb2
.
Uf
Re
£«
Ce
£
L1
3
£«
(a)
电容三点式振荡电路
Rb1
＋
Rb2 . Uf
Rc
＋
＋UCC 1
＋ C2
Re
＋
Ce
2
＋ C1
L
3
(a)
电容三点式振荡器（考毕兹振荡器）
2. 其次，分析起振条件。起振时，放大器为小信号工作， 可以用小信号等效电路分析方法导出，并由此求出起振条件 以及由起振条件决定电路参数及相应的振荡频率。
3. 如果实际振荡电路合理，又满足起振条件，则振荡器就 能进入稳定的平衡状态。进入平衡状态后，相应的振荡电压 振幅一般通过实验确定。
最后，分析振荡器的频率稳定度，并提出改进措施。
开关电容振荡器
负阻振荡器
非正弦波：三角波、锯齿波、矩形波等
通信系统： 发射机(载波频率fC) 接收机(本地振荡频率fL)
测量仪器：信号源 数字系统：时钟信号 高频能源： 高频加热设备
医用电疗仪器
4.1 概述 4.2 反馈型振荡器原理 4.3 LC振荡器 4.4 石英晶体振荡器 4.5 RC振荡器 4.6 集成电路振荡器应用介绍 4.7 正弦波振荡器的选用 4.8 寄生振荡