通信电子电路第四章

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1、第4章正弦波振荡器4.1概述4.2反馈型正弦波自激振荡器基本原理4.3三点式LC振荡器4.4改进型电容三点式振荡器4.5振荡器的频率稳定问题4.6石英晶体谐振器4.7石英晶体振荡器电路4.8陶瓷振子和陶瓷振子电路4.9单片集成振荡电路E1648本章内容本章重点与难点（一）本章重点1.振荡器的种类及应用；2.三点式振荡器；3.改进型电容三点式振荡器，即克拉泼电路和西勒电路；4.振荡器的频率稳定问题；5.压电效应，石英晶体谐振器；石英晶体振荡器电路。（二）本章难点克拉泼电路和西勒电路第四章LC正弦波振荡器4.1概述(自激式)振荡器定义：是指在没有外加信号作用下的一种自动将直流电

2、源的能量变换为一定波形的交变振荡能量的装置。(他激式)振荡器定义：放大器的输入端加有激励信号源。（例如谐振功率放大器）振荡器的分类：按工作方式分：（所采用的分析方法和振荡器的特性来分）反馈式振荡器和负阻式振荡器。注意：我们只着重讨论反馈式振荡器。根据振荡器所产生的波形划分：又可以把振荡器分为正弦振荡器与非正弦振荡器。注意：本书只介绍正弦波振荡器。正弦波振荡器的构成：决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成（也是反馈放大器）。正弦波振荡器的分类：标准：选频网络所采用的元件不同。LC振荡器、RC振荡器、晶体振荡器。LC振荡器和晶体振荡器：产生高频正弦波。RC振荡器：产

3、生低频正弦波各频段的振荡器：（1）（2）（3）（4）一、正弦波振荡器的应用1.在信息传输系统的各种发射机中，就是把主振器（振荡器）所产生的载波，经过放大、调制而把信息发射出去的。2.在超外差式的各种接收机中，是由振荡器产生一个“本地振荡”信号，送入混频器，才能将高频信号变成中频信号。3.在研制、调测各类电子设备时，常常需要信号源和各种测量仪器，在这些仪器中大多包含有振荡器。例如高频信号发生器、音频信号发生器、Q表以及各种数字式测量仪表等。4.在工业生产中的高频加热、超声焊接以及电子医疗器械也都广泛应用振荡器。可见正弦波振荡器在电子技术领域里有着广泛的应用。4.2反馈型正弦波

4、自激振荡器基本原理本节主要内容：本节以互感反馈振荡器为例，分析反馈型正弦波自激振荡器的基本原理、振荡产生的条件、建立和稳定过程。4.2.1从调谐放大到自激振荡调谐放大器电路分析：4.2.2自激振荡的平衡(条件)对互感反馈自激振荡器电路的说明：略。产生自激振荡必须具备两个条件：1．反馈必须是正反馈。即反馈到输入端的反馈电压（电流）必须与输入电压（电流）同相。对其进行阐述，得到结论：满足振荡的相位平衡条件是：∑φ——为总相移n:为整数例如：输入信号为：vi=Visinwit输入端得到反馈信号：vf=Visin(wit+φ)2．反馈信号必须足够大如果从输出端送回到输入端的信号太弱

5、，就不会产生振荡了。一般情况下，放大器的放大倍数K>1,反馈电路的反馈系数F<1。为了使反馈信号足够大，放大器的增益必须补足反馈系数的衰减。例:假定输入信号幅度为10mV，K=100输出信号幅度为1V。为使送回到输入端的电压仍可达到10mV，必须使F=1/100平衡条件：振荡已经建立，为了维持自激振荡必须满足的幅度与相位的关系满足振荡的幅度平衡条件为：KF=1自激振荡平衡的复数表达式为：(注：它包括振幅平衡条件和相位平衡条件两个方面)4.2.3振荡的建立和振荡条件振荡产生的原理：振荡器闭合电源后，各种电的扰动，如晶体管电流的突然增长、电路的热噪声，是振荡器起振的初始激励．突

6、变的电流包含着许多谐波成分，扰动噪声也包含各种频率分量，它们通过LC谐振回路，在它两端产生电压，由于谐振回路的选频作用，只有接近于LC回路谐振频率的电压分量才能被选出来，但电压的幅度很微小，但是由于电路中正反馈的存在，经过反馈和放大的循环过程，幅度逐渐增长，这就逐渐建立了振荡。注意：在振荡建立过程中，放大倍数K与反馈系数F的乘积不是等于1，而是大于1。例:K＝100，F=1/10，假定电源接通时，振荡电压只激起Ube=1μv，经放大后可得到Uce=100μv，反馈后的就是Ube=10μv，再放大就得到Uce=1mv……如此循环，振荡电压就会增长起来。振荡器的输出幅度会不会无

7、止境地增长下去呢？答案：不会的。因为，随着振荡幅度的增长，晶体管将要出现饱和、截止现象，也就是幅度Ube增加到一定程度后，ic的波形会出现切顶现象，虽然这时ic不是正弦波，但是由于谐振回路的选频性，选出它的基频分量，uce仍是正弦形状，这时uce的幅度基本上不再增长，振荡建立过程结束，波形稳定下来。起振条件:是指为产生自激振荡所需K、F的乘积最小值。所以满足KF>1这一条件，才有可能使振荡电压逐渐增长，建立振荡。一般情况下，放大器具有非线性特性，反馈电路是线性电路。在振荡建立过程中，随着幅度的增长，放大器由甲类工作