對(duì)于電容三點(diǎn)式振蕩器

1、對(duì)于電容三點(diǎn)式振蕩器 振蕩器振蕩器就是自動(dòng)地將直流能量轉(zhuǎn)換為具有一定波形就是自動(dòng)地將直流能量轉(zhuǎn)換為具有一定波形參數(shù)的交流振蕩信號(hào)的裝置。和放大器一樣也是能量轉(zhuǎn)換參數(shù)的交流振蕩信號(hào)的裝置。和放大器一樣也是能量轉(zhuǎn)換器。它與放大器的區(qū)別在于，不需要外加信號(hào)的激勵(lì)，其輸器。它與放大器的區(qū)別在于，不需要外加信號(hào)的激勵(lì)，其輸出信號(hào)的頻率，幅度和波形僅僅由電路本身的參數(shù)決定。出信號(hào)的頻率，幅度和波形僅僅由電路本身的參數(shù)決定。振蕩器振蕩器分類分類低頻正弦振蕩器低頻正弦振蕩器高頻正弦振蕩器高頻正弦振蕩器微波振蕩器微波振蕩器非正弦波振蕩器非正弦波振蕩器矩形波振蕩器矩形波振蕩器三角波振蕩器三角波振蕩器鋸齒波振蕩器鋸

2、齒波振蕩器5.1 5.1 概概 述述 應(yīng)用范圍：在發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、測(cè)量?jī)x器（信號(hào)發(fā)生應(yīng)用范圍：在發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、測(cè)量?jī)x器（信號(hào)發(fā)生器）、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療、儀器乃至電子手表等許多方面振蕩器器）、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療、儀器乃至電子手表等許多方面振蕩器都有著廣泛的應(yīng)用。都有著廣泛的應(yīng)用。 主要技術(shù)指標(biāo)：主要技術(shù)指標(biāo)： 1.振蕩頻率振蕩頻率f及頻率范圍及頻率范圍: 2.頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度:調(diào)頻廣播和電視發(fā)射機(jī)要求調(diào)頻廣播和電視發(fā)射機(jī)要求:10-510-7左右左右 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源:10-610-12 要實(shí)現(xiàn)與火星通訊要實(shí)現(xiàn)與火星通訊:10-11 要為金星定位要為金星定位:10-12 3.振蕩的幅度和穩(wěn)定度振

3、蕩的幅度和穩(wěn)定度: 4. 4.頻譜頻譜: : 討論內(nèi)容討論內(nèi)容: 從振蕩原理入手研究振蕩器判據(jù)、尋求振蕩條件的分析從振蕩原理入手研究振蕩器判據(jù)、尋求振蕩條件的分析方法，討論各種振蕩電路，基本線索是振蕩器的頻率穩(wěn)定度。方法，討論各種振蕩電路，基本線索是振蕩器的頻率穩(wěn)定度。5.2 反饋振蕩器 正反饋是產(chǎn)生自激振蕩的必要條件。正反饋是產(chǎn)生自激振蕩的必要條件。 而正反饋只是反而正反饋只是反饋放大器的特殊形式，我們?cè)噲D將振蕩器與反饋放大器聯(lián)系饋放大器的特殊形式，我們?cè)噲D將振蕩器與反饋放大器聯(lián)系起來，如圖所示。起來，如圖所示。)( sVo)( sVs)( sF)( sA)( sUf)( sUi 根據(jù)反饋理

4、論，整個(gè)反饋放大器的根據(jù)反饋理論，整個(gè)反饋放大器的“閉環(huán)增益閉環(huán)增益”Af(s)為為)()()(1)()()(1)()()()(sDsAsTsAsFsAsAsVsVsAsof（）（）其中其中)()()()()()(sVsUsFsUsVsAofio為放大器的電壓增益為放大器的電壓增益為反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)為反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù))(1)()()()()()(sTsDsUsUsFsAsTif為環(huán)路電壓增益為環(huán)路電壓增益為反饋放大器的特征多項(xiàng)式為反饋放大器的特征多項(xiàng)式 由由(5.3.1)式可知，若令式可知，若令Vs(s)=0，則，則Af(s)趨于無窮，趨于無窮， 就是說在就是說在沒有輸入信號(hào)激勵(lì)的情況下，

5、就能自動(dòng)地將直流能量轉(zhuǎn)換為交沒有輸入信號(hào)激勵(lì)的情況下，就能自動(dòng)地將直流能量轉(zhuǎn)換為交流能量。因此，我們說振蕩器是反饋放大器的特殊形式。流能量。因此，我們說振蕩器是反饋放大器的特殊形式。0)()(1)()(1sDsTsFsA(5.2.2) 這就是反饋放大器的特征方程。解此方程就可得振蕩頻這就是反饋放大器的特征方程。解此方程就可得振蕩頻率、振幅平衡條件和起振條件。率、振幅平衡條件和起振條件。 欲滿足振蕩條件就必須欲滿足振蕩條件就必須FAAAf1(5.2.3)當(dāng)其當(dāng)其1FA時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生自激振蕩。其時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生自激振蕩。其振幅條件為：振幅條件為：相位條件為：相位條件為：.210 2arg1|，nnFAF

6、AFA 要使振蕩器能夠起振，在剛接通電源后，要使振蕩器能夠起振，在剛接通電源后，1|FA，當(dāng)達(dá)，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，到平衡時(shí)，1|FA。這就是振蕩器振幅平衡條件。這就是振蕩器振幅平衡條件。 即即例：例： 單管互感耦合振蕩器單管互感耦合振蕩器 互感耦合振蕩器互感耦合振蕩器(或變壓器反饋振蕩器或變壓器反饋振蕩器)又稱為調(diào)諧型振又稱為調(diào)諧型振蕩器，根據(jù)回路蕩器，根據(jù)回路(選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò))的三極管不同電極的連接點(diǎn)又可的三極管不同電極的連接點(diǎn)又可分為集電極調(diào)諧型、發(fā)射極調(diào)諧型和基極調(diào)諧型。分為集電極調(diào)諧型、發(fā)射極調(diào)諧型和基極調(diào)諧型。 這里我們只討論集電極調(diào)諧型，而集電極調(diào)諧型又可這里我們只討論集電極調(diào)諧型，

7、而集電極調(diào)諧型又可分為共射和共基兩種類型，均得到廣泛應(yīng)用。兩者相比，共分為共射和共基兩種類型，均得到廣泛應(yīng)用。兩者相比，共基電路的功率增益較小，輸入阻抗較低，所以難于起振，但基電路的功率增益較小，輸入阻抗較低，所以難于起振，但截止頻率較高。此外，共基電路內(nèi)部反饋比較小，工作比較截止頻率較高。此外，共基電路內(nèi)部反饋比較小，工作比較穩(wěn)定。穩(wěn)定。三種互感耦合振蕩器三種互感耦合振蕩器 以上三種電路，變壓器的同名端如圖所示。它必須滿足以上三種電路，變壓器的同名端如圖所示。它必須滿足振蕩的相位條件，在此基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)節(jié)反饋量振蕩的相位條件，在此基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)節(jié)反饋量M M以滿足振蕩以滿足振蕩的振幅條件。下面利

8、用的振幅條件。下面利用“切環(huán)注入法切環(huán)注入法”判斷電路是否滿足相判斷電路是否滿足相位條件。位條件。 (1)(1)在電路中某一個(gè)合適的位置在電路中某一個(gè)合適的位置( (往往是放大器的輸入端往往是放大器的輸入端) )把電路斷開，把電路斷開，( (用用X X號(hào)表示號(hào)表示) )； (2)(2)在斷開出的一側(cè)在斷開出的一側(cè)( (往往是放大器的輸入端往往是放大器的輸入端) )對(duì)地引入對(duì)地引入一個(gè)外加電壓源一個(gè)外加電壓源 , ,該電壓源的頻率從低到高覆蓋回路的諧該電壓源的頻率從低到高覆蓋回路的諧振頻率；振頻率； (3)(3)看經(jīng)過放大器反饋網(wǎng)絡(luò)之后轉(zhuǎn)回到斷開處另一側(cè)對(duì)看經(jīng)過放大器反饋網(wǎng)絡(luò)之后轉(zhuǎn)回到斷開處另一

9、側(cè)對(duì)iU地的電壓地的電壓 是否與是否與 同相，為同相則其中必有某一個(gè)頻率滿同相，為同相則其中必有某一個(gè)頻率滿足自激振蕩的相位條件足自激振蕩的相位條件( (注意這里是實(shí)際方向注意這里是實(shí)際方向) )，電路有振蕩，電路有振蕩的可能。的可能。 如果電路又同時(shí)滿足振幅條件就可以產(chǎn)生正弦振蕩了。如果電路又同時(shí)滿足振幅條件就可以產(chǎn)生正弦振蕩了。 fUiU5.3 三點(diǎn)式振蕩器 什么叫三點(diǎn)式振蕩器什么叫三點(diǎn)式振蕩器? ? 所謂三點(diǎn)式振蕩器就是對(duì)于交流所謂三點(diǎn)式振蕩器就是對(duì)于交流等效電路而言，由等效電路而言，由LCLC回路引出三個(gè)端點(diǎn)分別與晶體管三個(gè)電回路引出三個(gè)端點(diǎn)分別與晶體管三個(gè)電極相連的振蕩器。極相連的振

10、蕩器。 依靠電容產(chǎn)生反饋電壓構(gòu)成的振蕩器則稱為電容三點(diǎn)式依靠電容產(chǎn)生反饋電壓構(gòu)成的振蕩器則稱為電容三點(diǎn)式振蕩器，又稱考畢茲振蕩器。振蕩器，又稱考畢茲振蕩器。 依靠電感產(chǎn)生反饋電壓構(gòu)成的振蕩器則稱為電感三點(diǎn)式依靠電感產(chǎn)生反饋電壓構(gòu)成的振蕩器則稱為電感三點(diǎn)式振蕩器，又稱哈特萊振蕩器。振蕩器，又稱哈特萊振蕩器。 構(gòu)成三點(diǎn)式的基點(diǎn)是如何取出滿足相位條件的正反饋電構(gòu)成三點(diǎn)式的基點(diǎn)是如何取出滿足相位條件的正反饋電壓。壓。5.3.1 5.3.1 構(gòu)成三點(diǎn)式振蕩器的原則構(gòu)成三點(diǎn)式振蕩器的原則( (相位判據(jù)相位判據(jù)) ) 假設(shè)假設(shè): (1)不計(jì)晶體管的電抗效應(yīng)；不計(jì)晶體管的電抗效應(yīng)； (2)LC回路由純電抗元件

11、組成，即回路由純電抗元件組成，即 為了滿足相位條件，回路引出的三個(gè)端點(diǎn)應(yīng)如何與晶體為了滿足相位條件，回路引出的三個(gè)端點(diǎn)應(yīng)如何與晶體管的三個(gè)電極相連接？管的三個(gè)電極相連接？ 如圖所示如圖所示，振蕩器的振蕩頻率十分接近回路的諧振頻率，振蕩器的振蕩頻率十分接近回路的諧振頻率，（諧振回路諧振時(shí)呈現(xiàn)純電阻性），于是有（諧振回路諧振時(shí)呈現(xiàn)純電阻性），于是有cbcbbebececejXZjXZjXZcbbececbbeceXXXXXX0即即（）（）（）（）（）（）三點(diǎn)式振蕩器的相位判據(jù)三點(diǎn)式振蕩器的相位判據(jù) 放大器已經(jīng)倒相放大器已經(jīng)倒相, ,即即 與與 差差180180，所以要求反饋電，所以要求反饋電壓壓

12、必須與必須與 反相才能滿足相位條件。反相才能滿足相位條件。oUiUfUoUcebecebeofXXjXIjXIUUF 因此，因此，Xbe必須與必須與Xce同性質(zhì)，才能保證同性質(zhì)，才能保證 與與 反相。反相。 由和式，歸結(jié)起來，由和式，歸結(jié)起來，Xbe和和Xce性質(zhì)相同；性質(zhì)相同；Xcb和和Xce、Xbe性質(zhì)相反。性質(zhì)相反。這就是三點(diǎn)式振蕩器的相位判據(jù)。這就是三點(diǎn)式振蕩器的相位判據(jù)。也也可以這樣來記憶，與發(fā)射極相連接的兩個(gè)電抗性質(zhì)相同，另可以這樣來記憶，與發(fā)射極相連接的兩個(gè)電抗性質(zhì)相同，另一個(gè)電抗則性質(zhì)相反。一個(gè)電抗則性質(zhì)相反。fUoU5.3.2 5.3.2 電容三點(diǎn)式振蕩器電容三點(diǎn)式振蕩器考畢

13、茲振蕩器考畢茲振蕩器 圖所示電路是電容三點(diǎn)式的典型電路。圖所示電路是電容三點(diǎn)式的典型電路。LC回路的三個(gè)回路的三個(gè)端點(diǎn)分別與三個(gè)電極相連，且端點(diǎn)分別與三個(gè)電極相連，且Xce和和Xbe為容抗，為容抗，Xcb為感抗。為感抗。故屬電容反饋三點(diǎn)式振蕩器，又稱考畢茲振蕩器。故屬電容反饋三點(diǎn)式振蕩器，又稱考畢茲振蕩器。電容三點(diǎn)式振蕩器電容三點(diǎn)式振蕩器 其中其中ZLZL為高頻扼流圈，防止高頻交流接地。為高頻扼流圈，防止高頻交流接地。R Rb1b1、R Rb2b2、Re為偏置電阻。下為偏置電阻。下面分析該電路的振蕩條件，圖面分析該電路的振蕩條件，圖 (a)畫了交流等效電路。畫了交流等效電路。(b)為為Y參數(shù)等

14、效電路。參數(shù)等效電路。電容三點(diǎn)式振蕩器的等效電路電容三點(diǎn)式振蕩器的等效電路 容易判斷振蕩器屬并容易判斷振蕩器屬并- -并聯(lián)接，電壓取樣電流求和的反并聯(lián)接，電壓取樣電流求和的反饋放大器。設(shè)其信號(hào)源電流為饋放大器。設(shè)其信號(hào)源電流為 ，負(fù)載電流為，負(fù)載電流為 ，顯然，顯然sILIooifLoriisUyUyIUyUyI式中，式中，yi網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)aa-bb的大信號(hào)輸入導(dǎo)納；的大信號(hào)輸入導(dǎo)納； yr網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)aa-bb的大信號(hào)反向傳輸導(dǎo)納；的大信號(hào)反向傳輸導(dǎo)納； yf網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)aa-bb的大信號(hào)正向傳輸導(dǎo)納；的大信號(hào)正向傳輸導(dǎo)納； yo網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)aa-bb的大信號(hào)輸出導(dǎo)納。的大信號(hào)輸出導(dǎo)納。 實(shí)際上，實(shí)際上，

15、只不過是虛構(gòu)的。因?yàn)檎袷幤鞴ぷ鲿r(shí)無只不過是虛構(gòu)的。因?yàn)檎袷幤鞴ぷ鲿r(shí)無須外加信號(hào)激勵(lì)電流，即須外加信號(hào)激勵(lì)電流，即 由于未接負(fù)載，故由于未接負(fù)載，故 ，而而 。意味著式是線性齊次方程。即。意味著式是線性齊次方程。即00oiUU，LsII,，0sI0LI 其系數(shù)行列式為其系數(shù)行列式為0 0，即，即00ooiforiiUyUyUyUy0y y o rfiyy 因網(wǎng)絡(luò)因網(wǎng)絡(luò)aa-bb是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)(有源和無源有源和無源)并并-并聯(lián)接，所并聯(lián)接，所以以0y y y y y y y y oereonrnoereoronfnferniniefninfeiefiyyyyyyyyyyyy 式中，式中，e表

16、示晶體管，表示晶體管，n表示無源網(wǎng)絡(luò)。即表示無源網(wǎng)絡(luò)。即 這就是反映振蕩器滿足平衡條件。使用上述方法時(shí)，應(yīng)這就是反映振蕩器滿足平衡條件。使用上述方法時(shí)，應(yīng)使兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電壓、電流方向符合電壓取樣、電流求和的條使兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電壓、電流方向符合電壓取樣、電流求和的條件。件。 式中式中ye是晶體管參數(shù)，可以測(cè)得和計(jì)算出；是晶體管參數(shù)，可以測(cè)得和計(jì)算出；yn則則可以由具體網(wǎng)絡(luò)根據(jù)可以由具體網(wǎng)絡(luò)根據(jù)y參數(shù)的定義求得。參數(shù)的定義求得。 假設(shè)，振蕩器的工作頻率遠(yuǎn)低于假設(shè)，振蕩器的工作頻率遠(yuǎn)低于fT，且忽略內(nèi)部反饋的，且忽略內(nèi)部反饋的影響和不計(jì)晶體管的電抗效應(yīng)，有影響和不計(jì)晶體管的電抗效應(yīng)，有 0fnfernre

17、onoeinieyyyyyyyy（）（）oerng g0 ieegy （）（） 由由下圖下圖，根據(jù)，根據(jù)y y參數(shù)的定義，可求得無源網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的定義，可求得無源網(wǎng)絡(luò)|y|yn n| |為為L(zhǎng)jCjUIyLjUIyLjUIyLjCjUIyioioUooonUiofnUoirnUiiin1111100020（）（） 將式將式 和代入式得和代入式得 0111112LjgLjLjCjgLjCjgrnoeie整理得整理得無源網(wǎng)絡(luò)無源網(wǎng)絡(luò)021212221LCCCCggjLggggCgCoeieoeiernoeie 令其虛部等于令其虛部等于0,可求得振蕩頻率為可求得振蕩頻率為211CgCgLCoeieg式中

18、式中2121CCCCC 可見，電容三點(diǎn)式振蕩器的振蕩頻率略高于回路的諧振可見，電容三點(diǎn)式振蕩器的振蕩頻率略高于回路的諧振頻率，且與晶體管的參數(shù)有關(guān)。頻率，且與晶體管的參數(shù)有關(guān)。 令其實(shí)部等于令其實(shí)部等于0 0，并近似認(rèn)為，并近似認(rèn)為 ，可求得其振幅，可求得其振幅平平衡條件為衡條件為L(zhǎng)C1ieoemgCCgCCg2112（）（） 用微變參數(shù)代替平均參數(shù)，可求得起振時(shí)所要求的最小用微變參數(shù)代替平均參數(shù)，可求得起振時(shí)所要求的最小跨導(dǎo)跨導(dǎo)(gm)min，其起振條件為，其起振條件為ieoemmgCCgCCgg2112min（）（）因因2112CCCjICjIUUFof（）（）代入上式得代入上式得 從從圖

19、（圖（a a）可以看出，反饋電壓可以看出，反饋電壓 不僅取決于電容不僅取決于電容C C2 2 ，還與晶體管的輸入導(dǎo)納還與晶體管的輸入導(dǎo)納gie有關(guān)。有關(guān)。ieoemmFggFgg1min（）（）fU 不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為反饋系數(shù)越大，就越易起振，而應(yīng)該有不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為反饋系數(shù)越大，就越易起振，而應(yīng)該有一定范圍。另外反饋系數(shù)的大小還會(huì)影響振蕩波形的好一定范圍。另外反饋系數(shù)的大小還會(huì)影響振蕩波形的好壞，反饋系數(shù)過大會(huì)產(chǎn)生較大的波形失真。通常壞，反饋系數(shù)過大會(huì)產(chǎn)生較大的波形失真。通常1且一般取得較小。且一般取得較小。5.3.3 5.3.3 電感三點(diǎn)式振蕩器電感三點(diǎn)式振蕩器哈特萊振蕩器哈特萊振蕩器 電感三點(diǎn)

20、式振蕩器電路如圖所示。通常電感三點(diǎn)式振蕩器電路如圖所示。通常L1、L2同繞在一同繞在一個(gè)骨架上，它們之間存在著互感，且耦合系數(shù)個(gè)骨架上，它們之間存在著互感，且耦合系數(shù)M1。電感三點(diǎn)式等效電路電感三點(diǎn)式等效電路 電感三點(diǎn)式振蕩器的等效電路如下，電感三點(diǎn)式振蕩器的等效電路如下， 是從是從L2取得的取得的,故稱為電感反饋三點(diǎn)式振蕩器。故稱為電感反饋三點(diǎn)式振蕩器。fU電感三點(diǎn)式等效電路電感三點(diǎn)式等效電路 下面利用基爾霍夫定律列出網(wǎng)孔方程來分析其振蕩條件下面利用基爾霍夫定律列出網(wǎng)孔方程來分析其振蕩條件. .由由圖圖 (c)列出回路方程：列出回路方程：012010121121122ICjMjLjLjILj

21、MjILjMjIMjLjILjGIGGGMjIMjLjIMjILjGcbcoeboeiemcbie 令上面方程組系數(shù)行列式令上面方程組系數(shù)行列式D D的虛部等于零，得的虛部等于零，得0 1 2122121MLLCCMLLGGoeie得得221212 21MLLGGCMLLoeieg 可見，可見，g略低于回路諧振角頻率略低于回路諧振角頻率0，且振蕩頻率與晶，且振蕩頻率與晶體管參數(shù)有關(guān)。通常體管參數(shù)有關(guān)。通常2212122MLLGGMLLCoeie故故LCg1式中式中L=L1+L2+2M 為求起振條件，令式的系數(shù)行列式的實(shí)部等于為求起振條件，令式的系數(shù)行列式的實(shí)部等于0 0，即，即02222122

22、2oeoeiemieGLMMLMLGGGGML可得振蕩平衡條件可得振蕩平衡條件MLMLGMLMLGGieoem1221因此振蕩條件是因此振蕩條件是 MLMLGMLMLGggieoemm1221min 故起振條件可寫成：故起振條件可寫成：1212F NNMLMLUUofieoemmgFgFgg1min 至于反饋系數(shù)的選取，為兼顧振蕩的振蕩波形，通常取至于反饋系數(shù)的選取，為兼顧振蕩的振蕩波形，通常取。5.3.4 5.3.4 電容三點(diǎn)式與電感三點(diǎn)式振蕩器比較電容三點(diǎn)式與電感三點(diǎn)式振蕩器比較1。電路結(jié)構(gòu)與調(diào)試電路結(jié)構(gòu)與調(diào)試。 兩者電路都簡(jiǎn)單。起振調(diào)試時(shí)，電感反饋振蕩兩者電路都簡(jiǎn)單。起振調(diào)試時(shí)，電感反饋

23、振蕩器只要改變線圈抽頭的位置就可以改變反饋系數(shù)器只要改變線圈抽頭的位置就可以改變反饋系數(shù)F，電容反饋振蕩器需要改變電容反饋振蕩器需要改變C1、C2的比值。的比值。5.3.4 5.3.4 電容三點(diǎn)式與電感三點(diǎn)式振蕩器比較電容三點(diǎn)式與電感三點(diǎn)式振蕩器比較2。輸出波形質(zhì)量輸出波形質(zhì)量。 振蕩器在穩(wěn)定振蕩時(shí)，晶體管工作在非線性狀態(tài)，在回振蕩器在穩(wěn)定振蕩時(shí)，晶體管工作在非線性狀態(tài)，在回路上會(huì)有高次諧波存在。對(duì)于電容三點(diǎn)式振蕩器，由于反饋路上會(huì)有高次諧波存在。對(duì)于電容三點(diǎn)式振蕩器，由于反饋是由電容產(chǎn)生的，高次諧波在電容上產(chǎn)生的反饋壓降較小；是由電容產(chǎn)生的，高次諧波在電容上產(chǎn)生的反饋壓降較??；而對(duì)于電感三點(diǎn)

24、式振蕩器，反饋是由電感產(chǎn)生的，所以，高而對(duì)于電感三點(diǎn)式振蕩器，反饋是由電感產(chǎn)生的，所以，高次諧波在電感上產(chǎn)生的反饋壓降較大。即電感三點(diǎn)式振蕩器次諧波在電感上產(chǎn)生的反饋壓降較大。即電感三點(diǎn)式振蕩器輸出的諧波較電容三點(diǎn)式振蕩器的大，因而電容三點(diǎn)式振蕩輸出的諧波較電容三點(diǎn)式振蕩器的大，因而電容三點(diǎn)式振蕩器的輸出波形比電感三點(diǎn)式振蕩器的輸出波形要好。器的輸出波形比電感三點(diǎn)式振蕩器的輸出波形要好。 5.3.4 5.3.4 電容三點(diǎn)式與電感三點(diǎn)式振蕩器比較電容三點(diǎn)式與電感三點(diǎn)式振蕩器比較3。頻率調(diào)整頻率調(diào)整。 通過改變電容能夠調(diào)整振蕩頻率。電容三點(diǎn)式振蕩器在通過改變電容能夠調(diào)整振蕩頻率。電容三點(diǎn)式振蕩器在

25、改變頻率時(shí)，反饋系數(shù)也將改變，影響了振蕩器的振幅起振改變頻率時(shí)，反饋系數(shù)也將改變，影響了振蕩器的振幅起振條件，故一般工作在固定頻率；電感三點(diǎn)式振蕩器改變頻率條件，故一般工作在固定頻率；電感三點(diǎn)式振蕩器改變頻率時(shí)，不影響反饋系數(shù)，因而工作頻帶較電容三點(diǎn)式振蕩器要時(shí)，不影響反饋系數(shù)，因而工作頻帶較電容三點(diǎn)式振蕩器要寬。但工作頻帶不會(huì)很寬，因?yàn)楦淖冾l率，將改變回路的諧寬。但工作頻帶不會(huì)很寬，因?yàn)楦淖冾l率，將改變回路的諧振阻抗，可能是振蕩器停振。振阻抗，可能是振蕩器停振。 5.3.4 5.3.4 電容三點(diǎn)式與電感三點(diǎn)式振蕩器比較電容三點(diǎn)式與電感三點(diǎn)式振蕩器比較4。振蕩頻率振蕩頻率。 由于晶體管存在極間

26、電容，對(duì)于電感三點(diǎn)式振蕩器，極由于晶體管存在極間電容，對(duì)于電感三點(diǎn)式振蕩器，極間電容與回路電感并聯(lián)，在頻率高時(shí)極間電容影響大，有可間電容與回路電感并聯(lián)，在頻率高時(shí)極間電容影響大，有可能使電抗的性質(zhì)改變，故電感反饋振蕩器的振蕩頻率不能過能使電抗的性質(zhì)改變，故電感反饋振蕩器的振蕩頻率不能過高；對(duì)于電容三點(diǎn)式振蕩器，極間電容與回路電容并聯(lián)，不高；對(duì)于電容三點(diǎn)式振蕩器，極間電容與回路電容并聯(lián)，不存在電抗性質(zhì)改變的問題，故振蕩頻率可以較高。存在電抗性質(zhì)改變的問題，故振蕩頻率可以較高。 不管是電感三點(diǎn)式還是電容三點(diǎn)式振蕩器，晶體管的輸不管是電感三點(diǎn)式還是電容三點(diǎn)式振蕩器，晶體管的輸入輸出電容（極間電容）分

27、別與回路的兩個(gè)電抗元件并聯(lián)，入輸出電容（極間電容）分別與回路的兩個(gè)電抗元件并聯(lián)，影響回路的等效電抗元件參數(shù)，從而影響振蕩頻率。而極間影響回路的等效電抗元件參數(shù)，從而影響振蕩頻率。而極間電容隨環(huán)境溫度、電源電壓等因素而變化，因而兩種振蕩器電容隨環(huán)境溫度、電源電壓等因素而變化，因而兩種振蕩器的頻率穩(wěn)定度都不高，約在的頻率穩(wěn)定度都不高，約在1010-3-3量級(jí)。那么如何提高頻率穩(wěn)量級(jí)。那么如何提高頻率穩(wěn)定度呢定度呢? ? 5.3.5 5.3.5 改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器 事實(shí)上，前面研究的兩種振蕩器，其振蕩頻率事實(shí)上，前面研究的兩種振蕩器，其振蕩頻率不僅取不僅取決于決于LCLC回

28、路回路參數(shù)，還與晶體管的內(nèi)部參數(shù)參數(shù)，還與晶體管的內(nèi)部參數(shù)(Goe、Gie、Coe、Cie)有關(guān)，而晶體管的參數(shù)又隨環(huán)流溫度、電源電壓的變化有關(guān)，而晶體管的參數(shù)又隨環(huán)流溫度、電源電壓的變化而變化，因此其頻率穩(wěn)定度不高。而變化，因此其頻率穩(wěn)定度不高。 以電容三點(diǎn)式振蕩器為例，如圖所示，以電容三點(diǎn)式振蕩器為例，如圖所示，Cie和和Coe分別與分別與回回路電容并聯(lián)，其振蕩頻率可近似寫成路電容并聯(lián)，其振蕩頻率可近似寫成)()(12121ieoeieoegCCCCCCCCL晶體管電容晶體管電容Coe、Cie 對(duì)振蕩頻率的影響對(duì)振蕩頻率的影響5.3.5 5.3.5 改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振

29、蕩器 如何減小晶體管電容如何減小晶體管電容Coe、Cie對(duì)頻率的影響呢？對(duì)頻率的影響呢？ 加大回路電容加大回路電容C1和和C2的值，但它限制了振蕩頻率的提高。的值，但它限制了振蕩頻率的提高。 這種方法只適用于頻率不高的場(chǎng)合。這種方法只適用于頻率不高的場(chǎng)合。 同時(shí)減小接入系數(shù)同時(shí)減小接入系數(shù)pce和和pbe，減小晶體管與回路之間的耦合，減小晶體管與回路之間的耦合， 而又不改變反饋系數(shù)，這就是下圖所示的克拉潑而又不改變反饋系數(shù)，這就是下圖所示的克拉潑(Clapp)振振 蕩器。這種電路就是在電容三點(diǎn)式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，蕩器。這種電路就是在電容三點(diǎn)式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)， 在在L支路中串接一個(gè)可變的支

30、路中串接一個(gè)可變的小電容器小電容器C3，所以又叫做串聯(lián)型，所以又叫做串聯(lián)型 電容三點(diǎn)式反饋振蕩器。電容三點(diǎn)式反饋振蕩器?？死瓭娬袷幤骺死瓭娬袷幤鱎2R1ReCbEcRc(a)LC1C2C3(b)LRoC1C2C3V分析：分析：3231, CCCC振蕩頻率為振蕩頻率為L(zhǎng)Cg1則有則有332111111CCCCC3g1 LC 可見，可見，g只取決于只取決于L、C3，而與，而與C1、C2基本無關(guān)。于是可基本無關(guān)。于是可以通過增加以通過增加C1、C2來減小晶體管極間電容對(duì)頻率的影響，提高來減小晶體管極間電容對(duì)頻率的影響，提高了頻率穩(wěn)定度，改變了頻率穩(wěn)定度，改變C3即可改變振蕩頻率而即可改變振蕩頻率而不

31、影響反饋系數(shù)，不影響反饋系數(shù)，改變改變C1、C2可調(diào)節(jié)反饋系數(shù)而不會(huì)影響振可調(diào)節(jié)反饋系數(shù)而不會(huì)影響振蕩頻率；同時(shí)，蕩頻率；同時(shí)， C1、C2只是回路的一部分，晶體管以部分接入的形式與回路連接，只是回路的一部分，晶體管以部分接入的形式與回路連接，介入系數(shù)小，減弱了晶體管與回路之間的耦合。介入系數(shù)小，減弱了晶體管與回路之間的耦合。但是，但是， C1、C2不能過大。為什么？不能過大。為什么？021302)(RCCRpRceL回路的諧振電阻回路的諧振電阻 等效到晶體管等效到晶體管ce兩端的負(fù)載電阻兩端的負(fù)載電阻 為：為：LR0RC1過大，過大， 很小，放大器增益就較低，環(huán)路增益也就較低，很小，放大器增

32、益就較低，環(huán)路增益也就較低，可能使振蕩器停振或輸出信號(hào)幅度變化?？赡苁拐袷幤魍Ｕ窕蜉敵鲂盘?hào)幅度變化。C2過大，反饋系數(shù)減小，也可能使振蕩器停振。過大，反饋系數(shù)減小，也可能使振蕩器停振。LR 克拉潑振蕩器的回路總電容主要有克拉潑振蕩器的回路總電容主要有C3 決定。改變決定。改變C3 就可就可調(diào)整頻率。但克拉潑振蕩器存在的問題是：當(dāng)增大調(diào)整頻率。但克拉潑振蕩器存在的問題是：當(dāng)增大C1和減小和減小C3時(shí)引起振蕩幅度下降，難于起振，且振蕩器的輸出信號(hào)幅時(shí)引起振蕩幅度下降，難于起振，且振蕩器的輸出信號(hào)幅度不穩(wěn)定。度不穩(wěn)定。 那么如何解決這一問題呢？那么如何解決這一問題呢？ 在電感在電感L L兩端并聯(lián)一個(gè)

33、可變電容兩端并聯(lián)一個(gè)可變電容C4 ，用以改變振蕩頻率，用以改變振蕩頻率，而保持而保持C3不變。這就是不變。這就是西勒西勒(Seiler)振蕩器振蕩器。由于電容與電感。由于電容與電感L并聯(lián)，所以該電路也叫并聯(lián)型電容三點(diǎn)式反饋振蕩器。并聯(lián)，所以該電路也叫并聯(lián)型電容三點(diǎn)式反饋振蕩器。 西勒振蕩器西勒振蕩器R2R1ReCbEcRc(a)LC1C2C4(b)LC1C2C3VC3C4V 由于由于C C1 1、C C2 2遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于C C4 4， C C3 3遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于C C1 1 、C C2 2 ，所以回路總電容為，所以回路總電容為432141111CCCCCC4g1 LCC

34、CCCCCCCCpce西勒振蕩器的接入系數(shù)西勒振蕩器的接入系數(shù)Pce與克拉潑振蕩器的相同與克拉潑振蕩器的相同可見，只需改變可見，只需改變C4就可以改變振蕩頻率，而不影響接入系數(shù)，就可以改變振蕩頻率，而不影響接入系數(shù)，所以西勒振蕩器的在波段內(nèi)輸出信號(hào)幅度較穩(wěn)定。所以西勒振蕩器的在波段內(nèi)輸出信號(hào)幅度較穩(wěn)定。改變改變C4 ，頻率變化較明顯，故西勒振蕩器的頻率可調(diào)范圍也，頻率變化較明顯，故西勒振蕩器的頻率可調(diào)范圍也較大。較大。 C40，通過改變，通過改變C4就可以調(diào)整頻率；就可以調(diào)整頻率； pce與與C4無關(guān)，改變無關(guān)，改變C4不會(huì)影響不會(huì)影響pce，這樣，改變頻率時(shí)在，這樣，改變頻率時(shí)在波段內(nèi)振蕩幅

35、度變化不大。因此，作為波段振蕩器的波段覆波段內(nèi)振蕩幅度變化不大。因此，作為波段振蕩器的波段覆蓋可以較寬，且在波段內(nèi)幅度較均勻，其工作頻率也較高，蓋可以較寬，且在波段內(nèi)幅度較均勻，其工作頻率也較高，可達(dá)到數(shù)百兆赫。這是一種性能較好的振蕩器?？蛇_(dá)到數(shù)百兆赫。這是一種性能較好的振蕩器。 C3的選取應(yīng)綜合考慮波段覆蓋系數(shù)、頻率穩(wěn)定度和起振，的選取應(yīng)綜合考慮波段覆蓋系數(shù)、頻率穩(wěn)定度和起振，在保證起振的條件下，在保證起振的條件下，C3應(yīng)選得小一點(diǎn)好。應(yīng)選得小一點(diǎn)好。 在實(shí)際中，西勒振蕩器用的較多。在實(shí)際中，西勒振蕩器用的較多。 結(jié)論：結(jié)論：5.4 振蕩器的頻率穩(wěn)定度 頻率穩(wěn)定度是振蕩器非常重要的電氣指標(biāo)之

36、一。例如電頻率穩(wěn)定度是振蕩器非常重要的電氣指標(biāo)之一。例如電子鐘時(shí)鐘頻率不穩(wěn)，直接影響計(jì)時(shí)的精度；子鐘時(shí)鐘頻率不穩(wěn)，直接影響計(jì)時(shí)的精度；FMFM廣播如廣播如FMFM發(fā)射發(fā)射頻率非常穩(wěn)定，就可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)播音，取代有線廣播。頻率非常穩(wěn)定，就可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)播音，取代有線廣播。5.4.1 頻率準(zhǔn)確度和頻率穩(wěn)定度頻率準(zhǔn)確度和頻率穩(wěn)定度 評(píng)價(jià)振蕩頻率的主要指標(biāo)是頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度。評(píng)價(jià)振蕩頻率的主要指標(biāo)是頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度。 頻率準(zhǔn)確度頻率準(zhǔn)確度表明實(shí)際工作頻率偏離標(biāo)稱頻率的程度。它表明實(shí)際工作頻率偏離標(biāo)稱頻率的程度。它可以分為絕對(duì)頻率準(zhǔn)確度和相對(duì)頻率準(zhǔn)確度?？梢苑譃榻^對(duì)頻率準(zhǔn)確度和相對(duì)頻率準(zhǔn)確度。定義：絕對(duì)頻率

37、準(zhǔn)確度定義：絕對(duì)頻率準(zhǔn)確度offf相對(duì)頻率準(zhǔn)確度相對(duì)頻率準(zhǔn)確度ooofffff 式中，式中，f f為實(shí)際工作頻率，為實(shí)際工作頻率，f fo o為標(biāo)稱頻率。為標(biāo)稱頻率。 頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度：是在指定時(shí)間間隔內(nèi)頻率準(zhǔn)確度變化的最：是在指定時(shí)間間隔內(nèi)頻率準(zhǔn)確度變化的最大值。也分為絕對(duì)頻率穩(wěn)定度和相對(duì)頻率穩(wěn)定度。常用相對(duì)大值。也分為絕對(duì)頻率穩(wěn)定度和相對(duì)頻率穩(wěn)定度。常用相對(duì)頻率穩(wěn)定度表示。頻率穩(wěn)定度表示。時(shí)間間隔oofffmax| 頻率穩(wěn)定度按時(shí)間間隔分為頻率穩(wěn)定度按時(shí)間間隔分為: 長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度數(shù)月或一年內(nèi)的相對(duì)頻率準(zhǔn)確度數(shù)月或一年內(nèi)的相對(duì)頻率準(zhǔn)確度; 短期頻率穩(wěn)定度短期頻率穩(wěn)定度一天

38、內(nèi)的相對(duì)頻率穩(wěn)定度一天內(nèi)的相對(duì)頻率穩(wěn)定度; 瞬時(shí)頻率穩(wěn)定度瞬時(shí)頻率穩(wěn)定度秒或毫秒內(nèi)的相對(duì)頻率穩(wěn)定度。秒或毫秒內(nèi)的相對(duì)頻率穩(wěn)定度。 均方根值表示法：它是用在指定的時(shí)間間隔內(nèi)測(cè)得的各頻均方根值表示法：它是用在指定的時(shí)間間隔內(nèi)測(cè)得的各頻率準(zhǔn)確度與其平均值的偏差的均方根值來表征的。即率準(zhǔn)確度與其平均值的偏差的均方根值來表征的。即 nioonffffn1221 式中式中, n為測(cè)量次數(shù)，為測(cè)量次數(shù)，off為為n個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值。個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值。 頻率穩(wěn)定度數(shù)據(jù)處理方法頻率穩(wěn)定度數(shù)據(jù)處理方法:5.4.2 5.4.2 頻率穩(wěn)定度分析頻率穩(wěn)定度分析 為尋求提高頻率穩(wěn)定度的途徑，就必須找出引起頻率不為尋求

39、提高頻率穩(wěn)定度的途徑，就必須找出引起頻率不穩(wěn)的因素。穩(wěn)的因素。 1. 1. 不穩(wěn)定因素也會(huì)破壞相位平衡條件。如電流電壓的波不穩(wěn)定因素也會(huì)破壞相位平衡條件。如電流電壓的波動(dòng)或者工作點(diǎn)的變化會(huì)使晶體管動(dòng)或者工作點(diǎn)的變化會(huì)使晶體管Y Yfefe的相角的相角fefe發(fā)生變化。相發(fā)生變化。相角的變化必然會(huì)引起頻率的變化。角的變化必然會(huì)引起頻率的變化。 例如溫度、濕度、電源電壓、負(fù)載等的變化以及機(jī)械例如溫度、濕度、電源電壓、負(fù)載等的變化以及機(jī)械振動(dòng)的影響都有可能引起回路元件參數(shù)振動(dòng)的影響都有可能引起回路元件參數(shù)(L、C、Q等等)。有源。有源器件參量和相角器件參量和相角 、 、 發(fā)生變化，而使發(fā)生變化，而使

40、發(fā)生變化。發(fā)生變化。YZF5.4.3 5.4.3 提高頻率穩(wěn)定度的措施提高頻率穩(wěn)定度的措施 減小外界因素變化的措施減小外界因素變化的措施 影響振蕩頻率的外界因素主要有：機(jī)械振動(dòng)，環(huán)境溫度影響振蕩頻率的外界因素主要有：機(jī)械振動(dòng)，環(huán)境溫度的變化、濕度及大氣壓力的變化、電源電壓的變化、周圍電的變化、濕度及大氣壓力的變化、電源電壓的變化、周圍電磁場(chǎng)的影響、負(fù)載不穩(wěn)定等。磁場(chǎng)的影響、負(fù)載不穩(wěn)定等。 (1)機(jī)械振動(dòng)：回路線圈、電容應(yīng)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，機(jī)械振動(dòng)：回路線圈、電容應(yīng)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，底板和屏蔽罩必須結(jié)實(shí)。元器件焊接牢固。加防震措施和調(diào)底板和屏蔽罩必須結(jié)實(shí)。元器件焊接牢固。加防震措施和調(diào)諧回路

41、鎖定裝置。諧回路鎖定裝置。 (2)溫度：將主要元器件放在恒溫槽中。合理選擇回路元溫度：將主要元器件放在恒溫槽中。合理選擇回路元件的材料，如選用膨脹系數(shù)小的金屬材料和介質(zhì)材料。采用件的材料，如選用膨脹系數(shù)小的金屬材料和介質(zhì)材料。采用正負(fù)溫度補(bǔ)償。也可用熱敏電阻穩(wěn)定偏置。正負(fù)溫度補(bǔ)償。也可用熱敏電阻穩(wěn)定偏置。 (3)濕度和大氣壓力：將振蕩器和主要元件密封，還可選濕度和大氣壓力：將振蕩器和主要元件密封，還可選用吸潮性較小的介質(zhì)和絕緣材料。用吸潮性較小的介質(zhì)和絕緣材料。 (4)電源電壓：采用性能好的穩(wěn)壓電源，振蕩器單獨(dú)供電。電源電壓：采用性能好的穩(wěn)壓電源，振蕩器單獨(dú)供電。 (5)周圍電磁場(chǎng)的影響：采用

42、電磁屏蔽措施。周圍電磁場(chǎng)的影響：采用電磁屏蔽措施。 (6)負(fù)載變化：加緩沖級(jí)（跟隨器）。負(fù)載變化：加緩沖級(jí)（跟隨器）。 (7)老化：預(yù)先對(duì)元器件進(jìn)行老化處理。老化：預(yù)先對(duì)元器件進(jìn)行老化處理。 (1) 采用高質(zhì)量的回路元件采用高質(zhì)量的回路元件 目前使用較廣的是在高頻陶瓷上用燒滲銀的方法制成的目前使用較廣的是在高頻陶瓷上用燒滲銀的方法制成的電感線圈。其特點(diǎn)是損耗小且溫度膨脹系數(shù)小，吸水性小。電感線圈。其特點(diǎn)是損耗小且溫度膨脹系數(shù)小，吸水性小。高質(zhì)量的電容則采用膨脹系數(shù)小的金屬（如殷鋼）作極片的高質(zhì)量的電容則采用膨脹系數(shù)小的金屬（如殷鋼）作極片的空氣電容或云母電容器。還可以采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒??？諝怆?/p>

43、容或云母電容器。還可以采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ā?.2.提高電路抗外界因素影響的能力提高電路抗外界因素影響的能力 (2) 減小分布電容和引線電感。引線盡可能短，且應(yīng)有減小分布電容和引線電感。引線盡可能短，且應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，各引線和元器件的連接和安裝盡可能牢靠。足夠的機(jī)械強(qiáng)度，各引線和元器件的連接和安裝盡可能牢靠。 (3) 減小不穩(wěn)定電容對(duì)回路標(biāo)準(zhǔn)性的影響，即減小不穩(wěn)減小不穩(wěn)定電容對(duì)回路標(biāo)準(zhǔn)性的影響，即減小不穩(wěn)定電容在回路中所占的比重。可以有兩種方法，一是降低振定電容在回路中所占的比重?？梢杂袃煞N方法，一是降低振蕩頻率，可選的集中參數(shù)電容容量大，降低不穩(wěn)定電容占回蕩頻率，可選的集中參數(shù)電容容量大，

44、降低不穩(wěn)定電容占回路總電容量的比重。所以，為了提高頻率穩(wěn)定度，在無線電路總電容量的比重。所以，為了提高頻率穩(wěn)定度，在無線電設(shè)備中總是希望主振器工作在較低的頻段，然后采用倍頻的設(shè)備中總是希望主振器工作在較低的頻段，然后采用倍頻的方法達(dá)到規(guī)定的頻率。另外一種方法是在滿足起振的條件下方法達(dá)到規(guī)定的頻率。另外一種方法是在滿足起振的條件下盡量減小回路與負(fù)載、有源器件之間的耦合，即采用部分接盡量減小回路與負(fù)載、有源器件之間的耦合，即采用部分接入的方法。入的方法。 (4) 提高回路的有效提高回路的有效Q值。采用先進(jìn)工藝提高線圈本身值。采用先進(jìn)工藝提高線圈本身的的Q值。值。5.5 石英晶體振蕩器 石英諧振器的

45、符號(hào)和等效電路如圖所示。其串聯(lián)石英諧振器的符號(hào)和等效電路如圖所示。其串聯(lián)諧振頻諧振頻率為率為qqqCLf21Crq Cq Lq JT b a xo 容性 O 容性 q p 感性 當(dāng)?shù)刃щ娐凡⒙?lián)時(shí)，并聯(lián)諧振頻率為：當(dāng)?shù)刃щ娐凡⒙?lián)時(shí)，并聯(lián)諧振頻率為：000121CCfCCCCLfqqqqqp石英諧振器的電抗石英諧振器的電抗-頻率特性如圖所示頻率特性如圖所示5.5.1 5.5.1 并聯(lián)型石英晶體振蕩器并聯(lián)型石英晶體振蕩器 把晶體作為一個(gè)感性元件置于反饋網(wǎng)絡(luò)的振蕩電路中，把晶體作為一個(gè)感性元件置于反饋網(wǎng)絡(luò)的振蕩電路中，與其他回路元件一起構(gòu)成三點(diǎn)式振蕩器。與其他回路元件一起構(gòu)成三點(diǎn)式振蕩器。 并聯(lián)型石英

46、晶體正弦波振蕩電路的電路原理并聯(lián)型石英晶體正弦波振蕩電路的電路原理如圖如圖。振蕩。振蕩電路的選頻網(wǎng)絡(luò)由石英晶體和電容電路的選頻網(wǎng)絡(luò)由石英晶體和電容C1、C2組成。電路的交流組成。電路的交流等效電路如等效電路如圖圖(b)所示。圖中所示。圖中Rb=Rb1Rb2。該等效電路類似。該等效電路類似于改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器。其振蕩頻率為于改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器。其振蕩頻率為/0/0021CCCCCCLfqqq式中式中2121/CCCCC并聯(lián)石英晶體振蕩器及等效電路并聯(lián)石英晶體振蕩器及等效電路串聯(lián)型石英晶體振蕩器串聯(lián)型石英晶體振蕩器這種振蕩器類似于三點(diǎn)式振蕩器，區(qū)別就是兩個(gè)分壓電容這種振蕩器類似于三點(diǎn)式振蕩

47、器，區(qū)別就是兩個(gè)分壓電容C1、C2的中間抽頭通過石英諧振器接到晶體管的發(fā)射極，完成正的中間抽頭通過石英諧振器接到晶體管的發(fā)射極，完成正反饋的作用。石英晶體在串聯(lián)諧振時(shí)阻抗接近于零，可認(rèn)為反饋的作用。石英晶體在串聯(lián)諧振時(shí)阻抗接近于零，可認(rèn)為是短路，此時(shí)正反饋?zhàn)顝?qiáng)，滿足振蕩條件。是短路，此時(shí)正反饋?zhàn)顝?qiáng)，滿足振蕩條件。5.6 振蕩器中的幾種現(xiàn)象 5.6.1 寄生振蕩 振蕩器電路中產(chǎn)生的各種非需要的頻率的振蕩。 在高頻放大器或振蕩器中,由于某種原因,會(huì)產(chǎn)生不需要的振蕩信號(hào),這種振蕩稱為寄生振蕩。如第3章介紹的小信號(hào)放大器穩(wěn)定性時(shí)所說的自激,即屬于寄生振蕩。 產(chǎn)生寄生振蕩的形式和原因是各種各樣的,有單級(jí)

48、和多級(jí)振蕩,有工作頻率附近的振蕩或者是遠(yuǎn)離工作頻率的低頻或超高頻振蕩。 消除寄生振蕩的根本措施是破壞振蕩電路在寄生振蕩頻率上的振蕩條件。 LcC2C3C1EcLbL1R(a)(b)VLcCbcLb0uct(c)V（1）低頻寄生振蕩 產(chǎn)生的原因：電路中電感量很大的扼流圈和容量很大的隔直流電容所決定的頻率遠(yuǎn)低于工作頻率。 消除措施：盡可能減少扼流線圈的電感量，以降低寄生振蕩回路的諧振阻抗；在扼流線圈兩端并一大電阻或串聯(lián)一小電阻以降低其Q值，通過增加損耗來破壞其振幅條件等。（2）超高頻寄生振蕩 產(chǎn)生的原因：晶體管的極間電容、分布電容以及引線電感的影響所致。 消除措施：元件的排列和布線合理，避免出現(xiàn)放

49、大器輸入和輸出回路之間的耦合。PCB板采用短而粗的引線，以減小引線電感；在基極或集電極上串一個(gè)小的無感電阻，以降低Q值，消除振蕩的可能發(fā)生等。 對(duì)工作頻率附近的寄生振蕩，可通過合理設(shè)計(jì)放大器并采用失配法和中和法來消除。5.6.2 間歇振蕩 LC振蕩器在建立振蕩的過程中,有兩個(gè)互有聯(lián)系的暫態(tài)過程,一個(gè)是回路上高頻振蕩的建立過程;另一個(gè)是偏壓的建立過程?；芈酚袃?chǔ)能作用,要建立穩(wěn)定的振蕩器需要有一定的時(shí)間。5.6.3 振蕩器的占據(jù)現(xiàn)象 在一般LC振蕩器中,若從外部引入一頻率為fs的信號(hào),當(dāng)fs接近振蕩器原來的振蕩頻率f1時(shí),會(huì)發(fā)生占據(jù)現(xiàn)象,表現(xiàn)為當(dāng)fs接近f1時(shí),振蕩器受外加信號(hào)影響,振蕩頻率向接近

50、fs的頻率變化,而當(dāng)fs進(jìn)一步接近原來f1時(shí),振蕩頻率甚至等于外加信號(hào)頻率fs,產(chǎn)生強(qiáng)迫同步。 當(dāng)要求產(chǎn)生頻率在幾十千赫以下的正弦波信號(hào)時(shí)當(dāng)要求產(chǎn)生頻率在幾十千赫以下的正弦波信號(hào)時(shí), 如仍采如仍采用回路作選頻網(wǎng)絡(luò)用回路作選頻網(wǎng)絡(luò), 則所需回路電感量很大則所需回路電感量很大, 使元件體積使元件體積增大增大, 且使用不方便。且使用不方便。 這時(shí)這時(shí), 可以改用電路作選頻網(wǎng)絡(luò)可以改用電路作選頻網(wǎng)絡(luò), 同同時(shí)采用晶體管或集成電路作為放大器時(shí)采用晶體管或集成電路作為放大器, 組成振蕩器。組成振蕩器。振蕩器也是一種反饋型振蕩器振蕩器也是一種反饋型振蕩器, 用于產(chǎn)生低頻正弦波信號(hào)。用于產(chǎn)生低頻正弦波信號(hào)。

51、下表是三種常用的選頻網(wǎng)絡(luò)電路及其電壓傳輸系數(shù)下表是三種常用的選頻網(wǎng)絡(luò)電路及其電壓傳輸系數(shù)（j）和頻率特性。其中）和頻率特性。其中, 導(dǎo)前移相電路和滯后移相電路分導(dǎo)前移相電路和滯后移相電路分別具有高通濾波和低通濾波的特性別具有高通濾波和低通濾波的特性, 其幅頻特性分別是單調(diào)遞其幅頻特性分別是單調(diào)遞增和單調(diào)遞減曲線增和單調(diào)遞減曲線, 選頻特性很差；選頻特性很差； 串并聯(lián)選頻電路具有類似串并聯(lián)選頻電路具有類似回路的帶通濾波特性回路的帶通濾波特性, 但選擇性能不如回路。但選擇性能不如回路。 三種三種電路均具有負(fù)斜率的相頻特性電路均具有負(fù)斜率的相頻特性, 滿足振蕩器的相位穩(wěn)定條件。滿足振蕩器的相位穩(wěn)定條

52、件。 5.7 振 蕩 器 5.7.1 文氏電橋振蕩器文氏電橋振蕩器 由上圖可知由上圖可知, 串并聯(lián)選頻電路在串并聯(lián)選頻電路在=0處的相移為零處的相移為零, 所以所以, 為了形成正反饋為了形成正反饋, 必須采用同相放大器。通常可以采用兩級(jí)共必須采用同相放大器。通常可以采用兩級(jí)共射電路組成射電路組成, 或者采用同相集成運(yùn)算放大器。后者所組成的振或者采用同相集成運(yùn)算放大器。后者所組成的振蕩電路如下圖所示。（）圖可以改畫成如（）圖所示的蕩電路如下圖所示。（）圖可以改畫成如（）圖所示的文氏電橋電路形式文氏電橋電路形式, 因而稱為文氏電橋振蕩器。因而稱為文氏電橋振蕩器。 與振蕩器相同與振蕩器相同, 振蕩器

53、也必須滿足起振、振蕩器也必須滿足起振、 平衡和平衡和穩(wěn)定三個(gè)條件。穩(wěn)定三個(gè)條件。 文氏電橋振蕩器的反饋系數(shù)（即串并聯(lián)選頻電路的傳輸文氏電橋振蕩器的反饋系數(shù)（即串并聯(lián)選頻電路的傳輸系數(shù)）為：系數(shù)）為：)(3100wwwwjF其中振蕩角頻率其中振蕩角頻率RCw10或RCf210所以所以200)(911wwwwF 所以所以, 在在N()= 處處, 有有1=0.30, 2。21 可見可見, 串并聯(lián)選頻電路的幅頻特性不對(duì)稱串并聯(lián)選頻電路的幅頻特性不對(duì)稱, 且選擇性較差。且選擇性較差。 由于串并聯(lián)選頻電路組成的反饋網(wǎng)絡(luò)在振蕩頻率由于串并聯(lián)選頻電路組成的反饋網(wǎng)絡(luò)在振蕩頻率0處的增處的增益為益為, 所以同相運(yùn)放的起始增益必須大于所以同相運(yùn)放的起始增益必須大于, 才能滿足才能滿足環(huán)路增益大于的振