高频电子技术教学课件作者刘旭高频电子技术第2章.ppt

《高频电子技术教学课件作者刘旭高频电子技术第2章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2章正弦波振荡器2.1概述2.2反馈型正弦波振荡器的基本原理2.3LC正弦波振荡器2.4石英晶体振荡器2.5振荡器频率稳定度2.6正弦波振荡器的选用本章小结返回2.1概述在通信、电子技术领域的各种电子设备中，正弦波振荡器得到广泛的应用。例如无线电发送设备中需要高频载波信号，无线电接收设备中需要本振信号，各种电子系统中的定时时钟信号，电子测量仪器中的正弦波信号源等，它们都是由正弦波振荡器产生的。前面讨论的各种电子线路都有一个共同的特点，即给电路一定的激励，然后才会有响应，或者说有输入信号，才有输出信号，比如放大电路。振荡器和放大器一样，也是

2、一种能量变换器，所不同的是，振荡器不需要外加激励信号，本身就能白动地将直流电能转换为特定频率、波形和幅度的交变信号输出，常称为白激振荡器。振荡器的种类很多，根据产生振荡波形的不同，可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。前者输出正弦波信号，后者输出矩形波、三角波和锯齿波等非正弦波信号。返回2.2反馈型正弦波振荡器的基本原理正弦波振荡器按工作原理不同，可分为反馈型振荡器和负阻振荡器。前者是在放大电路中引入正反馈，当正反馈足够强时，放大器就变成振荡器;后者是将一个具有负阻特性的有源器件与谐振回路直接相连，构成振荡电路。为了得到一定频率的正弦波信号，

3、在反馈型振荡电路中必须具有选频网络。根据选频网络不同，正弦波振荡器又可分为LC振荡器、RC振荡器、石英晶体振荡器等类型。随着集成技术的发展，又出现了集成振荡器。本章主要讨论通信系统中最常用的高频反馈型正弦波振荡器，它主要包括LC振荡器和石英晶体振荡器。2.2.1从反馈放大器到反馈振荡器的演变利用正反馈原理构成的正弦波振荡器的原理框图可用图2-1来说明。下一页返回在图2-1中，如果不接反馈网络，在放大电路A输入端加入输入信号时，即开关S置1时，放大电路就有输出信号，没有输入信号就没有输出信号。若接反馈网络，则让输出信号，通过反馈网络F产生反馈

4、信号，如果的大小与相位与一致，那么可以断开外加输入信号，接上反馈信号，即开关由1置换到2，放大器将继续维持工作。由于此时己经没有外加信号，所以放大器就变成了振荡器。此后，电路无需再外加激励信号，也有信号输出。上一页下一页返回2.2反馈型正弦波振荡器的基本原理由图2-1可知产生自激振荡的条件如下。即因此振荡条件为上一页下一页返回(2-1)(2-2)(2-3)(2-4)2.2反馈型正弦波振荡器的基本原理2.2反馈型正弦波振荡器的基本原理实际上，反馈放大器的闭环增益为式(2-5)中表示放大电路的开环增益，当时，趋于无穷大，放大器变成振荡器。上一页

5、下一页返回(2-5)2.2反馈型正弦波振荡器的基本原理2.2.2反馈型振荡器的平衡条件由前面对振荡器振荡原理的分析可知，为了保证振荡器正'常振荡目输出等幅振荡波，必须使反馈网络提供正反馈，即使。保证振荡器能正常振荡且输出等幅振荡波形的条件称为平衡条件。保证振荡器振荡的平衡条件为该平衡条件可分为两部分，即振幅平衡条件:相位平衡条件:上一页下一页返回(2-6)(2-7)(2-8)2.2反馈型正弦波振荡器的基本原理2.2.3振荡的建立和起振条件以上讨论的是振荡电路保持平衡的条件。但是，不需要外加激励信号，而是把反馈信号电压作为输入电压，那么最初的

6、输入信号是怎么来的呢?或者说振荡器是怎么起振的呢?这个问题可以解释为:振荡器在接通直流电源的瞬间，在电路的各部分中，将引起电扰动。这些电扰动是接通电源瞬间引起的电流突变或是管了和回路的固有噪声，由于振荡电路是一个闭环正反馈系统，不管电扰动最初发生在电路的哪个部分，最终都要传到放大器输入端成为最初的输入信号电压。上一页下一页返回2.2反馈型正弦波振荡器的基本原理这些电扰动有极宽的频率范围，由于选频网络的选频作用，只有接近于选频网络的谐振频率的分量信号得到放大，其余频率分量才会被振荡器抑制掉。放大后的频率分量信号，通过反馈又回到放大器的输入端，

7、成为第一次输入信号，完成一次循环。经过一次循环后的输入信号与最初的输入信号相比，不仅相位相同，而目幅度增大。如此反复，一直继续下去。经过上述放大一反馈一再放大一再反馈的循环过程，角频率为选频网络谐振频率的输出信号迅速增大，自激振荡就建立起来了。2.起振条件振荡起始时，电扰动激起的振荡是微弱的，为了使振荡电压的幅度不断增大，必须使对选频网络LC谐振回路的能量补充大于回路本身的能量损失，即使反馈放大器输入端的信号电压大于原来输入端的信号电压。上一页下一页返回2.2反馈型正弦波振荡器的基本原理由图2-1可知，为使输出电压不断增大，必须使因此振荡器

8、的起振条件为该起振条件可分为两部分，即振幅起振条件:上一页下一页返回(2-9)(2-10)(2-11)(2-12)综上所述，反馈振荡器既要满足起振条件又要满足平衡条件，其中相位起