高频电子线路正弦波振荡器

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1、放大器:晶体管混II型等效电路发射装置：接收装置：发射装置：接收装置：第4章正弦波振荡器概念（能量角度）：一种能自动地将直流电源能量转换为一定波形的振荡信号能量的转换电路与功放比较(从能量角度)：振荡器概述：功率放大器——被动能量转换，需输入信号控制振荡器——自动能量转换，无需输入信号控制（自激振荡）按工作原理分类：反馈型振荡器（重点介绍）负阻型振荡器按波形分类：正弦波振荡器——正弦波（重点介绍）非正弦波振荡器——矩形波、三角波、锯齿波等ＬＣ振荡器晶体振荡器ＲＣ振荡器正弦波振荡器构成：谐振放大器（含选频网络）——决定振荡

2、频率正反馈网络——产生自激振荡——产生高频正弦波（重点介绍）——产生低频正弦波正弦波振荡器分类（依据选频网络）：正弦波振荡器应用：发射机中的载波振荡器、接收机的本地振荡器不同类型振荡器的频段：4.1反馈振荡器的原理（重点）4.2LC振荡器（重点）4.3频率稳定度4.4LC振荡器的设计考虑4.5石英晶体振荡器（重点）4.6振荡器中的几种现象（自学）4.7RC振荡器（自学）4.8负阻振荡器（自学）本章主要内容：4.1反馈振荡器的原理4.1.1反馈振荡器的原理分析调谐放大器无源线性网络与Us(s)同相正反馈自激振荡基本思想：正

3、反馈方法来获得等幅的正弦振荡（自激振荡）构成：放大器和反馈网络组成的一个闭合环路电冲击或热噪声频谱分量很宽，存在很小的电冲击或热噪声定性分析（时域）：上电瞬间：上电后：电冲击或热噪声消失，新输出：上电一段时间后：新输出：幅度建立频率确定由放大器的选频网络建立有用频率分量幅度单调谐放大器——起振——平衡其中：原理分析（S域和频域）：闭环电压放大倍数：放大器增益：反馈系数：——环路增益S域：——环路增益为1——形成增幅振荡——形成减幅振荡频域：时：振荡器平衡条件：——等幅振荡T(jω)具体形式：谐振回路阻抗ZL：晶体管的正向

4、转移导纳Yf(jω)：晶体管谐振回路反馈网络放大器增益：与F(jω)反号的反馈系数：单调谐放大器环路增益：Yf——晶体管正向转移导纳的模，与晶体管参数、输入信号有关L——振荡回路相移，与输入信号频率有关f——晶体管相移，与晶体管参数、输入信号有关F’——反号反馈系数的模，一般不随输入信号变化——线性F’——反馈网络相移，一般不随输入信号变化——线性RL——谐振回路阻抗的模，与输入信号频率有关单调谐放大器4.1.2起振条件1．起振过程分析刚通电：电路中存在很宽的频谱的电的扰动，幅值很小1）谐振回路的选频功能，从扰动中

5、选出osc分量(osc0)2）放大器工作在线性放大区，

6、T(josc)

7、>1，形成增幅振荡单调谐放大器T(josc)=0，相移为零通电后：起振状态：振荡器产生确定频率、相位、振幅不断增长的正弦波信号3）忽略晶体管内部相移：f＝0回路谐振：L＝0F’＝02.起振条件：——起振的相位条件正反馈条件起振的振幅条件：起振的相位条件：单调谐放大器——起振的振幅条件表示一：表示二：4.1.3平衡条件1.平衡过程分析1）随输入信号振幅增加，放大器由放大区进入饱和区和截止区，放大器增益

8、K(josc)

9、下降2）环路

10、增益T(josc)下降，

11、T(josc)

12、=1时，等幅振荡，振荡器达到平衡状态单调谐放大器通电一段时间后：3）忽略晶体管内部相移：f＝0回路谐振：L＝0F’＝0T(josc)=0，相移为零平衡状态：振荡器产生确定频率、相位、振幅的正弦波信号振幅平衡条件：相位平衡条件：——决定振荡幅度——决定振荡频率在回路谐振频率附近平衡时的能量转换：电源供给的能量正好抵消环路损耗的能量输出幅度不再变化——相位平衡条件2.平衡条件单调谐放大器——振幅平衡条件表示一：表示二：起振过程平衡状态平衡状态起振过程输出波形：振幅起振、

13、平衡条件的图解表示：4.1.4稳定条件1.平衡状态稳定分析：①外部：电源电压、温度、湿度的变化，引起管子和回路参数的变化。②内部：存在固有噪声(起振时的原始输入电压,进入平衡后与输入电压叠加引起波动)。（1）振荡电路中存在干扰单调谐放大器通过放大和反馈的反复循环：①振荡器远离原平衡状态，导致停振或突变到新的平衡状态——原平衡状态不稳定干扰造成T(osc)和T(osc)变化——破坏平衡条件②振荡器有回到平衡状态的趋势。在原平衡点附近建立新的平衡状态，当干扰消失后，能回到原平衡状态——原平衡状态稳定单调谐放大器（2）平

14、衡状态稳定性分析振幅、频率、相位发生变化振幅、频率、相位不变（1）振幅稳定过程原平衡态：外界干扰后：2.振幅稳定条件消除干扰后：新的平衡态原平衡态放大器的非线性放大器的非线性单调谐放大器反馈网络为线性网络时：（2）振幅稳定条件单调谐放大器由平衡态时放大器的非线性实现正弦信号相位φ和频率ω的关系：3.相位(频率)稳定条