通信电路原理_2.ppt

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1、笫5章正弦波振荡器5.1引言5.2LC振荡器的基本工作原理5.3LC振荡器的电路分析5.3.1LC振荡器的基本构成5.3.2三点式振荡器的改进型5.4振荡器的频率稳定度5.5晶体振荡器5.2.2振荡的起振、平衡和稳定条件的分析5.2.3自给偏置对振荡状态的影响5.2.1互感耦合LC振荡电路15.2.2振荡的起振、平衡和稳定条件的分析1.环路的起振条件AF>12.振荡的平衡条件振幅平衡条件：相位平衡条件：3.振荡的稳定条件振幅稳定条件：相位稳定条件：25.2.2振荡的起振、平衡和稳定条件的分析1.环路的起振条件2.振荡的平衡条件3.振荡的稳定条件5.2.3自给偏置对振荡状态的影响33.

2、振荡的稳定条件自然界中处于平衡状态的物体都有稳定平衡和不稳定平衡之区分。振荡器进入平衡状态后，假设受到外界的扰动，那么将会破坏其原来的平衡状态。干扰消失后，振荡器若能自动恢复到原来的平衡状态，则称之为是稳定的；否则，称之为是不稳定。4（1）振幅稳定条件振幅稳定条件是指振荡器的工作状态在外界各种干扰的作用下（如在电压抖动、温度变化、噪声等作用下）偏离平衡状态时，系统自动恢复到原来的平衡状态所应具备的条件。P点是一个稳定的平衡点。平衡点附近振荡特性斜率的变化小于反馈线斜率的变化。稳定点的条件为：振荡的稳定条件包含振幅稳定条件和相位稳定条件；5若要使该振荡器能进入稳定的平衡点，在起振时应给

3、晶体管加一电冲击，并使冲激电压大于，这样自由振荡就可以产生。（1）振幅稳定条件（续1）另一振荡器的振荡特性讨论：与上图不同，该振荡器晶体静态工作点位于转移特性接近截止的非线性区。这种起振时需要外加冲激的电振荡称为“硬激励”，那些不需冲击而能自由产生振荡的现象称为“软激励”。（P265）6（2）相位稳定条件相位稳定条件是指：当处于平衡状态的系统受到某一外来因素的干扰，相位平衡状态受到破坏，总相移角大于或小于时，环路是否具有自动恢复平衡状态重新回到的条件。系统相位平衡时振荡频率为。当外来干扰使环路总相移增加即产生超前相位增量+时，这就意味着反馈电压超前于原有输入电压（前一次反馈电压）

4、一个相角。相位超前就意味着周期缩短，故环路的振荡频率也因而有所提高，从而使回路相移产生一滞后的增量。（P266）7（2）相位稳定条件（续1）经过若干个周期后，该滞后增量逐渐增加，最终等于外界因素引起的超前增量+时，使环路总相移重新恢复：由以上分析可知，具有如上图所示相位关系的系统，其相位是稳定的。要使振荡系统满足相位稳定条件，系统内应含有某一相频特性具有负斜率的单元。在LC振荡器中这种负斜率变化的功能恰好可以由LC并联谐振回路来完成。但是为了抵消不稳定因素引入的相移增量，要求系统的振荡频率有相应的偏移，两者之间产生了频差Δf。显然，这是不希望的。为此必须加大LC回路的有载Q值，因

5、为当Q值提高时，回路相频特性斜率也相应加大。这样，要产生同样的相位增量，只需较小的频率偏移，从而可以提高系统的频率稳定性。相位稳定条件为：85.2.3自给偏置对振荡状态的影响（P268）自给偏置电路和振荡波形：0095.2.3自给偏置对振荡状态的影响（续1）合理选择元件的参数值，使起振前电路的静态工作点Q位于伏安特性段的中点。在振荡最初阶段，由于振荡幅度较小，振荡器工作于甲类状态，偏置电压基本上为一与振荡幅度增长无关的恒定值。随着振荡幅度的增加，即动态特性区域扩大，振荡将部分进入非线性区，导致基极电流、集电极电流畸变，而形成直流电流增量，并导致工作点向负偏压方向移动，集电极电流由余弦

6、形变为余弦脉冲。随着振荡幅度的增加，通角将减小，gm将减小，从而使得基波电流幅度和晶体管增益A减小，直至AF=1，电路进入平衡状态。上图示出振荡器的起振过程。105.2.3自给偏置对振荡状态的影响（续2）0AP1234（P268）增大考虑自给偏置影响后，振荡器由起振到平衡的状态变化过程。振荡器动态工作点的轨迹不是沿图中的实线由起振到达平衡点P而是沿虚线到达P`点。由图还可看出，由于在平衡点虚线的负斜率比任何恒定偏置的实曲线的负斜率都大。因此也有利于改善振荡器的稳定性。自给偏置的设置加速了振荡进入平衡状态的过程。1/F11思考题：振荡器偏置电路的分析：起振前电路的静态工作点位于伏安特

7、性段的中点，振荡器工作于甲类状态，便于起振。自给偏置导致工作点向负偏压方向移动，集电极电流由余弦形变为余弦脉冲形。自给偏置的设置加速了振荡进入平衡状态的过程。125.3LC振荡器的电路分析5.3.1LC振荡器的基本构成互感耦合LC振荡器三点式LC振荡电路三点式LC振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管或场效应管三个电极直接连接的一种振荡器。互感耦合振荡器的工作频率不易很高，频率稳定度的提高受到一定的限制，而且调测中改动反馈强度不方便，所以，在无线电设备中更为