第23講 8~1正弦波振蕩電路

1、第二十三講 正弦波振蕩電路一、正弦波振蕩電路二、RC正弦波振蕩電路三、LC正弦波振蕩電路四、石英晶體正弦波振蕩電路一、正弦波振蕩的條件和電路的組成一、正弦波振蕩的條件和電路的組成1. 正弦波振蕩的形成正弦波振蕩的形成 無外加信號(hào)，輸出一定頻率一定幅值的信號(hào)。無外加信號(hào)，輸出一定頻率一定幅值的信號(hào)。 與負(fù)反饋放大電路的振蕩的不同之處：在正弦波振蕩電與負(fù)反饋放大電路的振蕩的不同之處：在正弦波振蕩電路中引入的是正反饋，且振蕩頻率可控。路中引入的是正反饋，且振蕩頻率可控。在電擾動(dòng)下（合閘通電瞬間），對(duì)于某一特定頻率在電擾動(dòng)下（合閘通電瞬間），對(duì)于某一特定頻率f0的信號(hào)的信號(hào)形成正反饋：形成正反饋：oi

2、oXXXofxFxofixFxxoioxFAxAxmvxo1放大倍數(shù)放大倍數(shù)A=10反饋系數(shù)反饋系數(shù)F0.2放大倍數(shù)放大倍數(shù)A=2mvxFxoi2 . 0mvxFAxoo4 . 01假如假如mvxo1反饋系數(shù)反饋系數(shù)F0.2mvxFxoi2 . 0mvxFAxoo2輸出會(huì)越來越小，直至衰減為零。輸出會(huì)越來越小，直至衰減為零。輸出會(huì)逐漸增大，產(chǎn)生振蕩。輸出會(huì)逐漸增大，產(chǎn)生振蕩。（1）假如假如（2）mvxFAxoo16. 02mvxFAxoo42 由于半導(dǎo)體器件的非線性特性及供電電源的限制，最終由于半導(dǎo)體器件的非線性特性及供電電源的限制，最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，穩(wěn)定在一定的幅值。達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，穩(wěn)定在一定

3、的幅值。2. 正弦波振蕩的條件正弦波振蕩的條件211FAnFAFA 一旦產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩，則一旦產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩，則電路的輸出量自維持，即電路的輸出量自維持，即ooXFAX幅值平衡條件幅值平衡條件相位平衡條件相位平衡條件1FA起振條件：起振條件： 要產(chǎn)生正弦波振蕩，必須有滿足相位條件的要產(chǎn)生正弦波振蕩，必須有滿足相位條件的f0，且在，且在合閘通電時(shí)對(duì)于合閘通電時(shí)對(duì)于f= f0信號(hào)有從小到大直至穩(wěn)幅的過程，信號(hào)有從小到大直至穩(wěn)幅的過程，即滿足起振條件。即滿足起振條件。3.正弦波振蕩正弦波振蕩起振與穩(wěn)幅起振與穩(wěn)幅1FA電路如何從起振到穩(wěn)幅？電路如何從起振到穩(wěn)幅？oX)(ifXXooXFAAFAF穩(wěn)定的

4、穩(wěn)定的振幅振幅非線性環(huán)節(jié)非線性環(huán)節(jié)的必要性！的必要性！實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅1) 放大電路：起放大作用，實(shí)現(xiàn)能量的控制放大電路：起放大作用，實(shí)現(xiàn)能量的控制2) 正反饋網(wǎng)絡(luò)：滿足相位平衡條件正反饋網(wǎng)絡(luò)：滿足相位平衡條件3) 選頻網(wǎng)絡(luò)：確定選頻網(wǎng)絡(luò)：確定f0，保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩，保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩4) 非線性環(huán)節(jié)（穩(wěn)幅環(huán)節(jié)）：穩(wěn)幅非線性環(huán)節(jié)（穩(wěn)幅環(huán)節(jié)）：穩(wěn)幅4.正弦波振蕩電路的正弦波振蕩電路的基本組成部分基本組成部分1) 判斷是否存在主要組成部分；判斷是否存在主要組成部分；2) 放大電路能否正常工作，即是否有合適的放大電路能否正常工作，即是否有合適的Q點(diǎn)，信號(hào)是點(diǎn)，信號(hào)是 否可能正常傳遞，沒有被

5、短路或斷路否可能正常傳遞，沒有被短路或斷路；3) 是否滿足相位條件，用瞬時(shí)極性法是否存在正反饋，即是否滿足相位條件，用瞬時(shí)極性法是否存在正反饋，即是否存在是否存在 f0，是否可能振蕩（祥見下頁），是否可能振蕩（祥見下頁） ；4) 是否滿足幅值條件，是否滿足幅值條件，即是否一定振蕩。即是否一定振蕩。常合二為一常合二為一5.5.分析方法分析方法211FAnFAFA1FA相位條件的判斷方法：相位條件的判斷方法：瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法斷開反饋，在斷開處給放大電路加斷開反饋，在斷開處給放大電路加 ff0的信號(hào)的信號(hào)Ui，且規(guī)，且規(guī)定其極性，然后根據(jù)定其極性，然后根據(jù) Ui的極性的極性 Uo的極性的極性 U

6、f的極性的極性若若Uf與與Ui極性相同，則電路可能產(chǎn)生自激振蕩；否則電路不極性相同，則電路可能產(chǎn)生自激振蕩；否則電路不可能產(chǎn)生自激振蕩。可能產(chǎn)生自激振蕩。 在多數(shù)正弦波振蕩電路在多數(shù)正弦波振蕩電路中，輸出量、凈輸入量和中，輸出量、凈輸入量和反饋量均為電壓量。反饋量均為電壓量。 iU極性？極性？6. 分類分類根據(jù)常用選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件分類。根據(jù)常用選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件分類。1) RC正弦波振蕩電路：幾百正弦波振蕩電路：幾百千赫千赫以下以下2) LC正弦波振蕩電路：幾百正弦波振蕩電路：幾百千赫千赫幾百幾百兆赫兆赫3) 石英晶體正弦波振蕩電路：振蕩頻率穩(wěn)定石英晶體正弦波振蕩電路：振蕩頻率穩(wěn)定二、二、RC

7、正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路1. RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)(由相同的由相同的RC組成的串并聯(lián)組成的串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)如下：選頻網(wǎng)絡(luò)如下：)低頻段低頻段高頻段高頻段900 0Ff，Uf900 Ff，UfUo.Uf.I.Uo.Uf.I. 在頻率從在頻率從0中必有一個(gè)頻率中必有一個(gè)頻率f0，F(xiàn)0。CRCRCRUUF j1 j1 j1of ) 1 ( j31RCRCFRC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)(傳遞函數(shù)傳遞函數(shù))當(dāng)當(dāng) f=f0時(shí)，不但時(shí)，不但=0，且，且 最大，為最大，為1/3。F)( j31 21000ffffFRCf，則令200231ffffF3arctan00fff

8、fFRCw10幅頻、相頻特性幅頻、相頻特性RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在f0處發(fā)生諧振。處發(fā)生諧振。要產(chǎn)生正弦波振蕩，需滿足起振條件：要產(chǎn)生正弦波振蕩，需滿足起振條件：1FA因?yàn)?，因?yàn)?，RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)31F匹配一個(gè)電壓放大倍數(shù)略大于匹配一個(gè)電壓放大倍數(shù)略大于3的放大電路的放大電路iR放大器放大器+-oUoRRCRC+-ifUU放大電路的輸入電阻放大電路的輸入電阻Ri與與RC并聯(lián)支路并聯(lián)并聯(lián)支路并聯(lián)要求要求Ri越大越好越大越好放大電路的輸出電阻放大電路的輸出電阻R0與與RC串聯(lián)支路串聯(lián)；串聯(lián)支路串聯(lián)； 要求要求R0越小越好越小越好1)是否可用共射放大電路？是否可用共射放大電路？2

9、)是否可用共集放大電路？是否可用共集放大電路？3)是否可用共基放大電路？是否可用共基放大電路？4)是否可用兩級(jí)共射放大電路？是否可用兩級(jí)共射放大電路？2. 電路組成電路組成( (的一般原則的一般原則) )不符合相位條件不符合相位條件不符合幅值條件不符合幅值條件輸入電阻小、輸出電輸入電阻小、輸出電阻大，影響阻大，影響f0 可引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使可引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使電壓放大倍數(shù)大于電壓放大倍數(shù)大于3，且，且Ri大、大、Ro小，對(duì)小，對(duì)f0影響小影響小RC串并聯(lián)正弦振蕩電路對(duì)放大電路的要求：串并聯(lián)正弦振蕩電路對(duì)放大電路的要求：對(duì)于振蕩頻率對(duì)于振蕩頻率f0而言，必須是同相放大電路；而言，必須是同

10、相放大電路；對(duì)于振蕩頻率對(duì)于振蕩頻率f0而言，電壓而言，電壓放大倍數(shù)略大于放大倍數(shù)略大于3；輸入電阻盡量大；輸入電阻盡量大；輸出電阻盡量??；輸出電阻盡量??；具有深度負(fù)反饋的具有深度負(fù)反饋的電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)負(fù)反負(fù)反饋放大電路饋放大電路3. RC橋式正弦波振蕩電路（文氏橋振蕩器）橋式正弦波振蕩電路（文氏橋振蕩器）1）用同相比例運(yùn)算電路作放大電路。）用同相比例運(yùn)算電路作放大電路。 因同相比例運(yùn)算電路因同相比例運(yùn)算電路U0、Ui有非常好的線性有非常好的線性度，為了穩(wěn)定輸出電壓的幅值。故度，為了穩(wěn)定輸出電壓的幅值。故R1或或Rf可可用熱敏電阻（一般用熱敏電阻（一般R1 選正溫度系數(shù)熱敏電阻，選正溫度系數(shù)

11、熱敏電阻， Rf 選負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻）；或加二極管作選負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻）；或加二極管作為非線性環(huán)節(jié)。起負(fù)反饋?zhàn)饔?。為非線性環(huán)節(jié)。起負(fù)反饋?zhàn)饔?。文氏橋振蕩器文氏橋振蕩器的特點(diǎn)？的特點(diǎn)？12311RfRRfRuA2 2）頻率可調(diào)的）頻率可調(diào)的文氏橋振蕩器文氏橋振蕩器 加穩(wěn)壓管可以限制輸出電壓的峰加穩(wěn)壓管可以限制輸出電壓的峰-峰值。峰值。同軸同軸電位器電位器RCRC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)RCf210改變電阻改變電阻R R或電容或電容C C可改變振蕩頻率可改變振蕩頻率切換電容切換電容頻段選擇（粗調(diào)）頻段選擇（粗調(diào)）頻率選擇（微調(diào)）頻率選擇（微調(diào)）雙聯(lián)可調(diào)電位器雙聯(lián)可調(diào)電位器雙聯(lián)可調(diào)電容器雙聯(lián)

12、可調(diào)電容器切換電阻切換電阻討論一：討論一：合理連接電路，組成文氏橋振蕩電路合理連接電路，組成文氏橋振蕩電路討論二：討論二：判斷圖示電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩嗎？判斷圖示電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩嗎？1）RC 移項(xiàng)式電路（移項(xiàng)式電路（P472的的8.4題）題）1) RC 移相電路有幾級(jí)才可能產(chǎn)生移相電路有幾級(jí)才可能產(chǎn)生正弦波振蕩？正弦波振蕩？2) 若若R 和和C 互換呢？互換呢？解：解： 對(duì)上圖，因?yàn)楣采浞糯箅娐返妮敵雠c輸入電壓反相對(duì)上圖，因?yàn)楣采浞糯箅娐返妮敵雠c輸入電壓反相（A=-1800），且），且C1和和R1、C2和和R2、C3和和Ri構(gòu)成三記移相電路，構(gòu)成三記移相電路，均為超前網(wǎng)絡(luò)，故在信號(hào)

13、頻率由均為超前網(wǎng)絡(luò)，故在信號(hào)頻率由0到無窮大時(shí)相移為到無窮大時(shí)相移為+270000，因此存在使相移為因此存在使相移為+1800（ F=+1800 ）的頻率，即存在滿足正）的頻率，即存在滿足正弦波振蕩相位條件的頻率弦波振蕩相位條件的頻率f0 (此時(shí)，此時(shí)， A+ F=0)；且在；且在f= f0 時(shí)有可時(shí)有可能滿足起振條件能滿足起振條件|AF|1，所以上圖由可能產(chǎn)生正弦波振蕩。，所以上圖由可能產(chǎn)生正弦波振蕩。故故RC 移相電路有三級(jí)才可能產(chǎn)生正弦波振蕩。移相電路有三級(jí)才可能產(chǎn)生正弦波振蕩。若若R 和和C 互換互換，因?yàn)楣采浞糯箅娐返妮敵雠c輸入電壓反，因?yàn)楣采浞糯箅娐返妮敵雠c輸入電壓反相（相（A=-

14、1800），且），且R0和和C1、R1和和C2、R2和和C3構(gòu)成三記構(gòu)成三記移相電路，均為滯后網(wǎng)絡(luò)，故在信號(hào)頻率由移相電路，均為滯后網(wǎng)絡(luò)，故在信號(hào)頻率由0到無窮大時(shí)到無窮大時(shí)相移為相移為00 -2700，因此存在使相移為，因此存在使相移為-1800（ F=-1800 ）的頻率，即存在滿足正弦波振蕩相位條件的頻率的頻率，即存在滿足正弦波振蕩相位條件的頻率f0 (此時(shí)，此時(shí)， A+ F=-3600)；且在；且在f= f0 時(shí)有可能滿足起振條件時(shí)有可能滿足起振條件|AF|1，所以上圖由可能產(chǎn)生正弦波振蕩。所以上圖由可能產(chǎn)生正弦波振蕩。1 1）RCRC 移相式振蕩電路移相式振蕩電路8CRRfRoUCR

15、C一節(jié)一節(jié) RC RC 環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)移相移相 90 二節(jié)二節(jié) RCRC 環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)移相移相 180180 三節(jié)三節(jié) RC RC 環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)移相移相 270270 RCf6210 對(duì)于對(duì)于的信號(hào)的信號(hào)， 180F 180A 0 AF 滿足相位平衡條件滿足相位平衡條件優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：選頻特性差，輸出波形差選頻特性差，輸出波形差經(jīng)分析知，經(jīng)分析知， C C2 2和和R RW W構(gòu)成的反饋網(wǎng)絡(luò)為正反饋，正反饋在放大電構(gòu)成的反饋網(wǎng)絡(luò)為正反饋，正反饋在放大電路的通頻段內(nèi)對(duì)不同頻率信號(hào)的強(qiáng)弱相同；路的通頻段內(nèi)對(duì)不同頻率信號(hào)的強(qiáng)弱相同；CRCCRC和和RCRRCR組成的雙組成的雙T T網(wǎng)絡(luò)所

16、引起的反饋為負(fù)反饋，對(duì)不同頻率信號(hào)的強(qiáng)弱不同。網(wǎng)絡(luò)所引起的反饋為負(fù)反饋，對(duì)不同頻率信號(hào)的強(qiáng)弱不同。所以在諧振頻率所以在諧振頻率f f0 0下雙下雙T T選頻網(wǎng)絡(luò)呈純阻性，等效電阻很大；選頻網(wǎng)絡(luò)呈純阻性，等效電阻很大；因而電路僅可能產(chǎn)生頻率為因而電路僅可能產(chǎn)生頻率為f f0 0的正弦波振蕩。的正弦波振蕩。iU2）RC 雙雙T選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)解：選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)解：選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)是兩個(gè)分開網(wǎng)絡(luò)。絡(luò)是兩個(gè)分開網(wǎng)絡(luò)。CRCCRC和和RCRRCR組成的雙組成的雙T T網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)；C C2 2和和R RW W構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)。構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)。判斷兩路反饋的極性：判斷兩路反饋的極性

17、：采用瞬時(shí)極性法，斷開場(chǎng)效采用瞬時(shí)極性法，斷開場(chǎng)效應(yīng)管柵極的反饋，假如輸入應(yīng)管柵極的反饋，假如輸入電壓，并規(guī)定其對(duì)地為正，電壓，并規(guī)定其對(duì)地為正，見右圖所示。見右圖所示。+-AuoR2CRfRR2R1R1CwR已知：已知：R1=10K，R2=100K，Rf=18KR=10K，C=0.01uFkRw1 . 5試：求解試：求解（1）RW的下限值的下限值（2）振蕩頻率的調(diào)節(jié)范圍）振蕩頻率的調(diào)節(jié)范圍解：解：（1）根據(jù)起振條件）根據(jù)起振條件31RRRwfKRw2（2）振蕩頻率）振蕩頻率RCf210HZCRRCRf145)(212121maxmin0KHZCRCRf6 . 121211minmax0例題：

18、例題：或加入穩(wěn)幅措施或加入穩(wěn)幅措施熱敏電阻穩(wěn)幅熱敏電阻穩(wěn)幅8CR1RfRiUoUCRfU為使電為使電 Au 為非線性，起振時(shí)，應(yīng)使為非線性，起振時(shí)，應(yīng)使 Au 3，穩(wěn)幅后，穩(wěn)幅后 Au = 3。正溫度系數(shù)正溫度系數(shù)負(fù)溫度系數(shù)負(fù)溫度系數(shù) )/1(1fuffRRART二極管穩(wěn)幅二極管穩(wěn)幅8R1R2oUV1V2R312.4 k R2 8.1 k 起振時(shí)信號(hào)小，起振時(shí)信號(hào)小，二極管電阻大二極管電阻大Au 1 + (R2+ R3)/R1 3R2 2R1 R3起振后二極管電阻逐漸減小，起振后二極管電阻逐漸減小，Au 1 + R2/R1 = 3為使失真小：為使失真?。?R2 2R1f0 = 1.94 kHz

19、RCf 2108.2 k 6.2 k 22 k 4.3 k 0.01 F8.2 k 0.01 FLCfCLRRLQ 21100 ， 理想理想LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在諧振時(shí)呈純阻性，且阻抗無并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在諧振時(shí)呈純阻性，且阻抗無窮大。窮大。f較小時(shí)，容抗大，網(wǎng)絡(luò)呈感性；較小時(shí)，容抗大，網(wǎng)絡(luò)呈感性； f較大時(shí)，較大時(shí)，感抗大，網(wǎng)絡(luò)呈容性。感抗大，網(wǎng)絡(luò)呈容性。LCf 210諧振頻率為諧振頻率為在損耗較小時(shí)，品質(zhì)因數(shù)及諧振頻率在損耗較小時(shí)，品質(zhì)因數(shù)及諧振頻率各種損耗等各種損耗等效電阻效電阻三、三、LC 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路類型：類型：變壓器反饋式變壓器反饋式 、 電感三點(diǎn)式、電感三點(diǎn)式、 電容三點(diǎn)式電容三點(diǎn)

20、式1. LC并聯(lián)并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性網(wǎng)絡(luò)的選頻特性 上式上式8.1.14表明，選頻網(wǎng)絡(luò)的損耗表明，選頻網(wǎng)絡(luò)的損耗R越小，在諧振頻率相同越小，在諧振頻率相同時(shí)，電容容量選的越小，電感數(shù)值選的越大，時(shí)，電容容量選的越小，電感數(shù)值選的越大，Q品質(zhì)因數(shù)越大，品質(zhì)因數(shù)越大，電路選頻特性越好。電路選頻特性越好。 在在ff0時(shí)，電容和電感中電流各約為多少？網(wǎng)絡(luò)的電阻為時(shí)，電容和電感中電流各約為多少？網(wǎng)絡(luò)的電阻為多少？多少？ 在在ff0時(shí)時(shí)，電路的電抗經(jīng)計(jì)算得：，電路的電抗經(jīng)計(jì)算得：Z0=R+Q2R；在；在Q1時(shí)，時(shí)， Z0= Q2RQXQXL L QXC 在在ff0時(shí)時(shí)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的輸入電流為，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的輸入電流為

21、I0時(shí)，電容和電感的電流時(shí)，電容和電感的電流為為QI0。CLII 形成形成環(huán)流環(huán)流，大小是總電流的，大小是總電流的 Q Q 倍倍L Lu uC Cr r + +i ii iL Li iC CI IC CI IL LU UI IIQILLQIZZIILLC 000附加相移附加相移LC選頻放大電路選頻放大電路正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路 當(dāng)當(dāng)f=f0時(shí)，電壓放大倍數(shù)的數(shù)時(shí)，電壓放大倍數(shù)的數(shù)值最大，且附加相移為值最大，且附加相移為0。 0Z Z 0 Q 大大Q 小小幅頻特性幅頻特性 0 f90 90Q 增大增大相頻特性相頻特性beurZA .對(duì)于其余頻率的信號(hào)，電壓放大倍數(shù)不但對(duì)于其余頻率的信號(hào)，電

22、壓放大倍數(shù)不但數(shù)值減小，而且存在附加相移。電路舉由數(shù)值減小，而且存在附加相移。電路舉由選頻特性。選頻特性。若在電路中引入正反饋，并能用反饋電壓取若在電路中引入正反饋，并能用反饋電壓取代輸入電壓，則電路就稱為正弦波振蕩電路。代輸入電壓，則電路就稱為正弦波振蕩電路。放大電路放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)Uo 構(gòu)成正弦波振蕩電路最構(gòu)成正弦波振蕩電路最簡(jiǎn)單的做法是通過變壓器簡(jiǎn)單的做法是通過變壓器引入反饋。引入反饋。根據(jù)引入反饋方式的不同，根據(jù)引入反饋方式的不同，LC正弦波電路分為：變壓器反正弦波電路分為：變壓器反饋式饋式 、 電感三點(diǎn)式、電感三點(diǎn)式、 電容三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式；所用放大電路視振蕩所用放大電路視振

23、蕩頻率而定，可以是共射電路，也可以是共基電路。頻率而定，可以是共射電路，也可以是共基電路。2. 變壓器反饋式變壓器反饋式電路（電路（理解理解）)(0iffUfUC1是必要的嗎？隔直通交是必要的嗎？隔直通交特點(diǎn)：特點(diǎn)： 易振，波形較好；耦合不緊密，易振，波形較好；耦合不緊密，損耗大，頻率穩(wěn)定性不高。損耗大，頻率穩(wěn)定性不高。分析電路是否可能產(chǎn)生正弦分析電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩的步驟：波振蕩的步驟：1) 是否存在組成部分（四部是否存在組成部分（四部分）；分）；2) 放大電路是否能放大電路是否能正常工作；正常工作；3) 是否滿足相是否滿足相位條件（存在正反饋）。位條件（存在正反饋）。 為為使使N1、

24、N2耦合緊密，將它們合二為一，組成電感反饋耦合緊密，將它們合二為一，組成電感反饋式電路。式電路。必須有合適的同銘端！必須有合適的同銘端！3. 電感反饋式電路電感反饋式電路（理解理解）反饋電壓取自哪個(gè)線圈？反饋電壓取自哪個(gè)線圈？N2線圈線圈反饋電壓的極性？同與假定輸入的電壓極性，存在正反饋。反饋電壓的極性？同與假定輸入的電壓極性，存在正反饋。)(0iffUfU必要嗎？必要嗎？ 電感的三個(gè)抽頭分別接晶電感的三個(gè)抽頭分別接晶體管的三個(gè)極，故稱之為電體管的三個(gè)極，故稱之為電感三點(diǎn)式電路。感三點(diǎn)式電路。3. 電感反饋式電路電感反饋式電路特點(diǎn)：耦合緊密，易振，振特點(diǎn)：耦合緊密，易振，振幅大，幅大，C 用可

25、調(diào)電容可獲得用可調(diào)電容可獲得較寬范圍的振蕩頻率。波形較寬范圍的振蕩頻率。波形較差，常含有高次諧波。較差，常含有高次諧波。減小。增大，則具有相關(guān)性；若增大與故阻就是它自身的負(fù)載，因?yàn)榉糯箅娐返妮斎腚奆ANFA 1 由于電感對(duì)高頻信號(hào)呈現(xiàn)較大的電抗，故波形中含高由于電感對(duì)高頻信號(hào)呈現(xiàn)較大的電抗，故波形中含高次諧波，為使振蕩波形好，采用電容反饋式電路。次諧波，為使振蕩波形好，采用電容反饋式電路。起振條件：起振條件：之之間間的的互互感感。、為為集集電電極極總總負(fù)負(fù)載載；21/21NNMRRrMLMLLLbe 4. 電容反饋式（電容三點(diǎn)式）電路電容反饋式（電容三點(diǎn)式）電路（理解理解）iUfU)(2121

26、210CCCCLf 若要振蕩頻率高，則若要振蕩頻率高，則L、C1、C2的取值就要小。當(dāng)?shù)娜≈稻鸵?。?dāng)電容電容減減小到一定程度時(shí)，晶體管的極間電容將并聯(lián)在小到一定程度時(shí)，晶體管的極間電容將并聯(lián)在C1和和C2上，影上，影響振蕩頻率響振蕩頻率。為消除極間電容的影響，使振蕩頻率穩(wěn)定，故為消除極間電容的影響，使振蕩頻率穩(wěn)定，故在電感支路串上小電容在電感支路串上小電容C。LCfCCCC21 021，則且若特點(diǎn)：特點(diǎn)：波形好，振蕩頻率調(diào)整范圍小，適于頻率固定的場(chǎng)合。波形好，振蕩頻率調(diào)整范圍小，適于頻率固定的場(chǎng)合。C與放大電路參數(shù)無關(guān)與放大電路參數(shù)無關(guān)作用？作用？4 4、 電容三點(diǎn)式振蕩電路電容三點(diǎn)式振蕩電

27、路考畢茲振蕩器考畢茲振蕩器( (Colpitts) )LCCCCLCf212102121 +VCCVRERB1RB2C CE EC CB BL LC C1 1C C2 2123L LC3oUiUfU優(yōu)點(diǎn)：波形較好優(yōu)點(diǎn)：波形較好缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：2) V 2) V 極間電容影響極間電容影響 f f0 01) 1) 調(diào)頻時(shí)易停振調(diào)頻時(shí)易停振3211111CCCC 212130LCLCf C C 3 3的改進(jìn)的改進(jìn)四、石英晶體正弦波振蕩電路四、石英晶體正弦波振蕩電路1. 石英晶體的特點(diǎn)石英晶體的特點(diǎn)SiO2結(jié)晶體按一定方向切割的晶片。結(jié)晶體按一定方向切割的晶片。1 1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)晶片晶片涂銀層涂銀層焊點(diǎn)焊

28、點(diǎn)2 2）符號(hào)）符號(hào)3 3）壓電效應(yīng)）壓電效應(yīng)形變形變形變形變機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)4 4）壓電諧振）壓電諧振外加交變電壓的頻率等于晶體固有頻率時(shí)，機(jī)械振動(dòng)幅外加交變電壓的頻率等于晶體固有頻率時(shí)，機(jī)械振動(dòng)幅度急劇加大的現(xiàn)象。度急劇加大的現(xiàn)象。固有頻率只決定于其幾何尺寸，故非常固有頻率只決定于其幾何尺寸，故非常穩(wěn)定。穩(wěn)定。5 5）等效電路）等效電路rqC0CqLqC Co o 晶片靜態(tài)電容晶片靜態(tài)電容( (幾幾 幾十幾十 pFpF) )L Lq q 晶體的動(dòng)態(tài)電感晶體的動(dòng)態(tài)電感( (1010- -3 3 10 102 2 H)H)( (大大) )r rq q 等效摩擦損耗電阻等效摩擦損耗電阻( (小小

29、) )C Cq q 晶體的動(dòng)態(tài)電容晶體的動(dòng)態(tài)電容( ( 0.1 pF 0.1 pF) )( (小小) ) 1qqqCLrQ 容性容性感性感性阻性阻性6 6）頻率特性和諧振頻率）頻率特性和諧振頻率 21 qqSCLf f fs s是是L Lp p、C Cp p、r rp p支路產(chǎn)生串聯(lián)諧振時(shí)的支路產(chǎn)生串聯(lián)諧振時(shí)的頻率，此時(shí)支路呈阻性。頻率，此時(shí)支路呈阻性。串聯(lián)諧振時(shí)，在諧振頻率下，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電抗等于串聯(lián)諧振時(shí)，在諧振頻率下，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電抗等于r rp p并聯(lián)并聯(lián)C0得容抗，因得容抗，因r rp p0c0c0 0，故可近似認(rèn)為石英晶體也呈阻性，等，故可近似認(rèn)為石英晶體也呈阻性，等于于r rp p。

30、當(dāng)當(dāng)ffs時(shí)，時(shí)， L Lp p、C Cp p、r rp p支路呈感性，將與支路呈感性，將與C0產(chǎn)生并聯(lián)諧振，產(chǎn)生并聯(lián)諧振，石英晶體又呈阻性，諧振頻率為：石英晶體又呈阻性，諧振頻率為： 21 q0q0qPCCCCLf 1 0qSCCf 當(dāng)當(dāng)ffp時(shí)，電抗主要決定于時(shí)，電抗主要決定于 C0，石英晶體又呈容性。，石英晶體又呈容性。所以，只有在：所以，只有在：fsffp的情況下，石英晶體才呈感性。故的情況下，石英晶體才呈感性。故呈感性的頻帶很狹窄。呈感性的頻帶很狹窄。7 7）使用注意）使用注意（2) )要有合適的激勵(lì)電平。過大會(huì)影響要有合適的激勵(lì)電平。過大會(huì)影響 頻率穩(wěn)定度、振壞晶片；過小會(huì)使頻率穩(wěn)定度、振壞晶片；過小會(huì)使 噪聲影響大，還能停振。噪聲影響大，還能停振。（1) )要要接接一