振荡频率调谐在串联谐振频率处.ppt

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1、第五章正弦波振荡器5.1概述5.2反馈振荡器的工作原理5.3LC正弦振荡器5.4LC正弦振荡器的频率稳定度5.5晶体振荡器正弦波振荡器：能自动将直流电能转换成（具有一定频率和振幅的）正弦交流电能的电路。它与放大器的区别在于这种转换不需外部信号的控制。振荡器输出的信号频率、波形、幅度完全由电路自身的参数决定。应用：通信电路中作载波，本振信号；信号源及无线电测量仪表中。产生方式：反馈式振荡器和负阻式振荡器分类：频率：低频，高频，微波振荡器输出波形：正弦振荡器和非正弦振荡器要求：输出功率大，效率高，波形失真小，频率稳定度高5.1概述开关K接在1端，Uo=AUi。这时将开关迅速地转换到接于2端

2、，去掉外部输入，此时Uf=UoF=UiAF若AF=1，则Uf=Ui，没有输入也能维持输出，构成了振荡电路。回归比：T=AF为反馈放大器的环路增益。T>1：增幅振荡；T<1：减幅振荡反馈式振荡器：利用正反馈产生自激振荡5.2反馈振荡器的工作原理反馈式振荡器的方框图A12UiFKU05.2.1基本组成反馈系数：开环增益：原始激励：电源接通瞬间，相当于接入脉冲跳变信号，此外，电路中还有噪声，它们包含有丰富地频率成分，但是幅度非常微弱。对于某一频率ωg的信号若满足：T(ωg)>1，则每循环一次，幅度就增大一次，产生增幅振荡，如图所示。增幅振荡等幅振荡起振和稳幅过程T>1T=1AUiUiA0U0

3、QT<1减幅振荡5.2.2振荡的建立与振荡条件一、振荡的建立与稳定1、基本原理振荡幅度增大，稳幅电路使T(ωg)降低，最终使T(ωg)=1，振荡器进入稳幅振荡状态。ωg称为振荡频率，或叫作振荡器的工作频率2、电路组成：放大器—完成能量转换选频网络—完成频率选择及滤波反馈网络—完成正反馈稳幅电路—决定振荡的稳态振幅放大器选频网络反馈网络2、平衡条件：T=1振幅平衡条件：｜T｜=｜A｜•｜F｜=1相位平衡条件：T（）=φA+φF=2n(n=0,1,2,3…)相位平衡条件的含义----建立正反馈满足振荡平衡条件时，经过稳幅过程实现等幅输出。1、起振条件：T>1振幅起振条件：｜T｜=｜A

4、｜•｜F｜>1相位起振条件：T（）=φA+φF=2n(n=0,1,2,3…)二、振荡条件3、振荡稳定条件当振荡器受到外部因素的干扰失去平衡后，能自动恢复到原来的平衡状态，或能够在原平衡状态附近重建平衡的，称为稳定的平衡。稳定条件分为振幅稳定条件和相位稳定条件，振幅稳定条件是指当外界因素造成振荡幅度变化后，振荡器能够自动恢复原来振荡幅度所需满足的条件。相位稳定条件是指相位平衡条件被破坏时，电路能够重新建立相位平衡的条件。相位稳定条件同时也是频率稳定条件，因为相位的变化必然引起频率的变化。综上所述振幅稳定条件：图中A、B均为平衡点，其中A点为稳定平衡点，当某中扰动使电路离开A点（T≠

5、1）时，电路会自动回到A点；B点是非稳定平衡点，受到扰动时电路会停振（左移）或过渡到A点（右移）。上图的电路中起始扰动电压必须大于UiB，称为硬激励；下图的电路开机即可振荡，称为软激励。振荡电路应避免硬激励状态。ABUiTUiBUiA1硬激励T1AUiUiA软激励（1）振幅稳定条件相位稳定条件：负载回路相频特性：增大，T减小相位条件的稳定是靠增大，T降低来实现的回路Q值越高稳定性越好AφT(ω)0A'Bω0φT(ω)（2）相位稳定条件图中A点为稳定平衡点，B点为非稳定平衡点。互感耦合反馈式振荡电路利用互感耦合实现反馈振荡5.3LC正弦波振荡器改变同名端的位置，则反馈极性改变5

6、.3.1互感耦合振荡器发射极调谐R1R2ReCeCbCLUCCM集电极调谐MCbR2R1CLCcReUCCMR2UCCCLReCeR1基极调谐Cb根据LC回路与三极管不同电极的连接方式分为集电极调谐型、发射极调谐型和基极调谐型电路，如图所示三种电路相比较，集电极调谐型电路在高频输出方面比其它两种电路稳定，而且输出幅度大，谐波成分小。而基极调谐型电路的振荡频率可以在较宽的范围内变化，仍能保持振荡幅度平稳。互感耦合振荡器一般工作于工作频率不太高的中、短波波段。5.3.2三端式振荡器一、三端式振荡器构成原则：构成原则：射同它反，即与发射极相连的两电抗X1、X2性质相同；X3与X1、X2的电抗

7、性质相反。若为场效应管，则管脚对应关系为：becgsdX1、X2、X3组成谐振回路谐振时：X1+X2+X3=0回路电流处处相同＝I∴构成正反馈：X1、X2为同性质电抗X1X2X3ufu0Iui两种典型的三端式振荡器的简化电路：左图：电容三端式电路，又称为考毕兹电路，它的反馈电压取自C1和C2组成的分压器；右图：电感三端式电路，又称为哈特莱电路，它的反馈电压取自L1和L2组成的分压器。X1X2X3ufu0IuiX1X2X3ufu0Iui二、电容