第4章负阻振荡器概述
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O 1
T (osc )
非线性特性： T(ωosc)>1 → T(ωosc)=1
小信号起振 大信号平衡
A
ViA Vi
4.1.2 稳定条件
振荡频率和振幅抵御外界环境 变化和电路参数变化等因素影响， 自动保持不变的条件。 振幅稳定条件 A点：
Vi>ViA→T(ωosc)<1 →Vf↘→Vi↘→Vi≈ViA Vi<ViA→T(ωosc)>1 →Vf↗→Vi↗→Vi≈ViA
参数的交流振荡信号的装置。和放大器一样也是能量转换 器。它与放大器的区别在于，不需要外加信号的激励，其输
出信号的频率，幅度和波形仅仅由电路本身的参数决定。
二、正弦波振荡器的应用
在发射机、接收机、测量仪器（信号发生器）、计算机、 医疗、仪器乃至电子手表等许多方面振荡器都有着广泛的应用。
三、振荡器与放大器的区别
U i -
+
U o
-
C
+
L
●
Lf
U f
-
T (osc ) 2nπ 相位平衡条件：
(n 0,1,2, )
+ U f
4.1.1 平衡和起振条件
起振条件
振荡平衡条件描述了振荡器 U i 等幅输出时的状态，但并没有 反映振幅的大小和如何达到要 + Uf 求的振幅。 +
U i
+ U
f
主网络
+
A(jω)
U o
-
反馈网络
+
kf(jω)
U f
-
A( j)k f ( j)
U 若在特定频率上满足： U i f
则有振荡平衡条件：
主网络
反馈网络
●
+
jT (osc )
T ( josc ) T (osc )e
1
振幅平衡条件： T (osc ) 1
环路增益的幅值与振荡振幅 的大小成单调反比变化。
4.1.2 稳定条件
相位(频率)稳定条件 正弦波相位与频率的关系 ( ) 假定不考虑周期性，则
φT(ωosc)=0 →Uf与Ui同相，ω=ωosc；
第4章负阻正弦波振荡器
正弦波振荡器的应用： 发射机中的载波信号； 性能要求
超外差式接收机中的本地（本机）振荡信号； 振荡频率和振幅 准确性和稳定性 电子测量仪器中的正弦波信号源； 数字电路系统中的时钟信号源，等； 工业高频感应加热设备的正弦交变能源；
医用电疗仪器中的正弦交变能源，等等。 正弦波振荡器的电路特点： 无输入信号，自输出信号。
主网络
+
A(jω)
U o
-
反馈网络
+
kf(jω)
U f
-
激发振荡的因素：宽频谱脉动信号
接通电源瞬间的电扰动； 环路内电子器件的固有噪声； 建立振荡的条件：反馈环路选频放大 振幅起振条件：T (osc ) 1 相位平衡条件：T (osc ) 2nπ
(n 0,1,2, )
基本放大器 （主网络）
正弦波振荡器：
无比较器、正反馈环： X i X f
自动产生、特定频率、等幅输出 起振 选频 平衡 振幅条件和相位条件
Xo
Xf
反馈网络
4.1.1 平衡和起振条件
平衡条件
环路增益： +
Βιβλιοθήκη Baidu
U U U f T ( j ) o f U U U i i o
大功率和高效率
4.1 反馈振荡器的工作原理
反馈放大器：
比较器： X X i X f
' i
Xi
负反馈： X i' X i 正反馈： X i' X i
_
X i'
基本放大器 （主网络）
Xo
Xf
反馈网络
自激振荡： X i' X i
X i 0, X i' X f
Xi
T (osc )
1 B A
O
ViB
ViA Vi
B点：
不起振
Vi>ViB→T(ωosc)>1 →Vf↗→Vi↗→T(ωosc)>1→Vi↗↗→Vi≈ViA Vi<ViB→T(ωosc)<1 →Vf↘→Vi↘→T(ωosc)<1→Vi↘↘→Vi≈0 停振
振幅稳定条件：T (osc )
Vi
0
ViA
（1）发送设备
高频 振荡器
高频谐振 放大器
振幅 调制器
高频 功放
消息信号
换能器
低频 放大器
1、发射机主振级：产生高频等幅振荡信号，以 备 后面用于作为低频 “载波信号”。
（2）接收设备
几十µv~几mV
fI=fs-fo
1V左右
fs 高频谐振 放大器 混频器 fo 本地 振荡器 中频 放大器 检波器 (解调) 低频 放大器
第4章负阻振荡器
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7
反馈振荡器的工作原理 LC正弦波振荡器 LC振荡器的频率稳定度 晶体振荡器 RC正弦波振荡器 负阻正弦波振荡器 寄生振荡、间歇振荡和频率占据
引言
一、振荡器的定义
振荡器——就是自动地将直流能量转换为具有一定波形
相同点：均为能量转换器（将直流能量转换为交流能量的形式）。 相异点： 1.放大器：必须外加激励信号才能进行能量转换。
振荡器：不需外加激励信号，靠电路本身进行能量转换
2. 放大器：将外加激励信号进行不失真的放大。 振荡器：靠电路本身激发出要求的信号产生具有一定频率、 波形和幅度的交流信号
2.振荡器的分类
波形 振荡器
正弦波振荡器 非正弦波振荡器
反馈型RC振荡器 反馈式振荡器 反馈型LC振荡器 产生机理 石英晶体振荡器 负阻式振荡器
本章主要介绍反馈型RC、LC振荡器和石英晶体振荡器 的工作原理。
振荡器频率和振幅稳定度
振荡器主要技术指标： 1.振荡频率f及频率范围: 2.频率稳定度: 调频广播和电视发射机要求:10-5~10-7左右 标准信号源:10-6~10-12 要实现与火星通讯:10-11 要为金星定位:10-12 3.振荡的幅度和稳定度 注意：其中频率的稳定度尤为重要
超外差式无线电收信设备
第3章 正弦波振荡器
简单的正弦波电信号如常见的50Hz工频交流电，是通 过发电机转子励磁产生交变磁场，将机械旋转变为交流 电信号。 1903年，查尔斯.斯坦梅茨发明“高频机械交流发电机” 以产生无线电信号载波。 1905年，[加拿大]雷金纳德.费森登利用“高频机械交流 发电机”发明了连续波语音发射机。 现代电信号发生器为电子式，即通过电子电路产生。 正弦波振荡器就是模拟产生正弦波电信号的电子电路。 分类：反馈振荡器：利用正反馈原理，应用最广； 负阻振荡器：利用负阻器件负电阻效应，微波。
T (osc )
非线性特性： T(ωosc)>1 → T(ωosc)=1
小信号起振 大信号平衡
A
ViA Vi
4.1.2 稳定条件
振荡频率和振幅抵御外界环境 变化和电路参数变化等因素影响， 自动保持不变的条件。 振幅稳定条件 A点：
Vi>ViA→T(ωosc)<1 →Vf↘→Vi↘→Vi≈ViA Vi<ViA→T(ωosc)>1 →Vf↗→Vi↗→Vi≈ViA
参数的交流振荡信号的装置。和放大器一样也是能量转换 器。它与放大器的区别在于，不需要外加信号的激励，其输
出信号的频率，幅度和波形仅仅由电路本身的参数决定。
二、正弦波振荡器的应用
在发射机、接收机、测量仪器（信号发生器）、计算机、 医疗、仪器乃至电子手表等许多方面振荡器都有着广泛的应用。
三、振荡器与放大器的区别
U i -
+
U o
-
C
+
L
●
Lf
U f
-
T (osc ) 2nπ 相位平衡条件：
(n 0,1,2, )
+ U f
4.1.1 平衡和起振条件
起振条件
振荡平衡条件描述了振荡器 U i 等幅输出时的状态，但并没有 反映振幅的大小和如何达到要 + Uf 求的振幅。 +
U i
+ U
f
主网络
+
A(jω)
U o
-
反馈网络
+
kf(jω)
U f
-
A( j)k f ( j)
U 若在特定频率上满足： U i f
则有振荡平衡条件：
主网络
反馈网络
●
+
jT (osc )
T ( josc ) T (osc )e
1
振幅平衡条件： T (osc ) 1
环路增益的幅值与振荡振幅 的大小成单调反比变化。
4.1.2 稳定条件
相位(频率)稳定条件 正弦波相位与频率的关系 ( ) 假定不考虑周期性，则
φT(ωosc)=0 →Uf与Ui同相，ω=ωosc；
第4章负阻正弦波振荡器
正弦波振荡器的应用： 发射机中的载波信号； 性能要求
超外差式接收机中的本地（本机）振荡信号； 振荡频率和振幅 准确性和稳定性 电子测量仪器中的正弦波信号源； 数字电路系统中的时钟信号源，等； 工业高频感应加热设备的正弦交变能源；
医用电疗仪器中的正弦交变能源，等等。 正弦波振荡器的电路特点： 无输入信号，自输出信号。
主网络
+
A(jω)
U o
-
反馈网络
+
kf(jω)
U f
-
激发振荡的因素：宽频谱脉动信号
接通电源瞬间的电扰动； 环路内电子器件的固有噪声； 建立振荡的条件：反馈环路选频放大 振幅起振条件：T (osc ) 1 相位平衡条件：T (osc ) 2nπ
(n 0,1,2, )
基本放大器 （主网络）
正弦波振荡器：
无比较器、正反馈环： X i X f
自动产生、特定频率、等幅输出 起振 选频 平衡 振幅条件和相位条件
Xo
Xf
反馈网络
4.1.1 平衡和起振条件
平衡条件
环路增益： +
Βιβλιοθήκη Baidu
U U U f T ( j ) o f U U U i i o
大功率和高效率
4.1 反馈振荡器的工作原理
反馈放大器：
比较器： X X i X f
' i
Xi
负反馈： X i' X i 正反馈： X i' X i
_
X i'
基本放大器 （主网络）
Xo
Xf
反馈网络
自激振荡： X i' X i
X i 0, X i' X f
Xi
T (osc )
1 B A
O
ViB
ViA Vi
B点：
不起振
Vi>ViB→T(ωosc)>1 →Vf↗→Vi↗→T(ωosc)>1→Vi↗↗→Vi≈ViA Vi<ViB→T(ωosc)<1 →Vf↘→Vi↘→T(ωosc)<1→Vi↘↘→Vi≈0 停振
振幅稳定条件：T (osc )
Vi
0
ViA
（1）发送设备
高频 振荡器
高频谐振 放大器
振幅 调制器
高频 功放
消息信号
换能器
低频 放大器
1、发射机主振级：产生高频等幅振荡信号，以 备 后面用于作为低频 “载波信号”。
（2）接收设备
几十µv~几mV
fI=fs-fo
1V左右
fs 高频谐振 放大器 混频器 fo 本地 振荡器 中频 放大器 检波器 (解调) 低频 放大器
第4章负阻振荡器
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7
反馈振荡器的工作原理 LC正弦波振荡器 LC振荡器的频率稳定度 晶体振荡器 RC正弦波振荡器 负阻正弦波振荡器 寄生振荡、间歇振荡和频率占据
引言
一、振荡器的定义
振荡器——就是自动地将直流能量转换为具有一定波形
相同点：均为能量转换器（将直流能量转换为交流能量的形式）。 相异点： 1.放大器：必须外加激励信号才能进行能量转换。
振荡器：不需外加激励信号，靠电路本身进行能量转换
2. 放大器：将外加激励信号进行不失真的放大。 振荡器：靠电路本身激发出要求的信号产生具有一定频率、 波形和幅度的交流信号
2.振荡器的分类
波形 振荡器
正弦波振荡器 非正弦波振荡器
反馈型RC振荡器 反馈式振荡器 反馈型LC振荡器 产生机理 石英晶体振荡器 负阻式振荡器
本章主要介绍反馈型RC、LC振荡器和石英晶体振荡器 的工作原理。
振荡器频率和振幅稳定度
振荡器主要技术指标： 1.振荡频率f及频率范围: 2.频率稳定度: 调频广播和电视发射机要求:10-5~10-7左右 标准信号源:10-6~10-12 要实现与火星通讯:10-11 要为金星定位:10-12 3.振荡的幅度和稳定度 注意：其中频率的稳定度尤为重要
超外差式无线电收信设备
第3章 正弦波振荡器
简单的正弦波电信号如常见的50Hz工频交流电，是通 过发电机转子励磁产生交变磁场，将机械旋转变为交流 电信号。 1903年，查尔斯.斯坦梅茨发明“高频机械交流发电机” 以产生无线电信号载波。 1905年，[加拿大]雷金纳德.费森登利用“高频机械交流 发电机”发明了连续波语音发射机。 现代电信号发生器为电子式，即通过电子电路产生。 正弦波振荡器就是模拟产生正弦波电信号的电子电路。 分类：反馈振荡器：利用正反馈原理，应用最广； 负阻振荡器：利用负阻器件负电阻效应，微波。