物理學院高頻電子線路g4-2

1、高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器一、振蕩器的組成原則一、振蕩器的組成原則 Ic.VUb.Uc.X2X1X3I.（1）三端式振蕩器組成原則）三端式振蕩器組成原則為保證相位平衡條件，實現(xiàn)正反饋為保證相位平衡條件，實現(xiàn)正反饋，發(fā)射極所聯(lián)兩電抗性質(zhì)相同發(fā)射極所聯(lián)兩電抗性質(zhì)相同，其余電其余電極所聯(lián)電抗性質(zhì)與其相反極所聯(lián)電抗性質(zhì)與其相反。（射同余（射同余反）反）基本電路就是通常所說的三端式基本電路就是通常所說的三端式(又稱三點式又稱三點式)的振蕩器的振蕩器, 即即LC回路的三個端點與晶體管的三個電極分別連接而成的電回路的三個端點與晶體管的三個電極

2、分別連接而成的電路。路。 第二節(jié)第二節(jié) LC 振蕩器振蕩器高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器Ic.VUb.Uc.X2X1X3I.不考慮晶體管的極間電容的影響，在電路諧振時：不考慮晶體管的極間電容的影響，在電路諧振時：f0 根據(jù)諧振回路的性質(zhì)根據(jù)諧振回路的性質(zhì), , 諧振時回路應呈純電阻性諧振時回路應呈純電阻性, , 因而有因而有123L0, 0XXX 即根據(jù)正反饋要求根據(jù)正反饋要求fLFF00 因為：因為：高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器Ic.VUb.Uc.X2X1X3I.b2

3、c1jjUXIUX I 因此因此X1、 X2應為同性質(zhì)的電抗元件。應為同性質(zhì)的電抗元件。 2211c(j )(j )bX IXUFFXX IU F0 要求一般情況下一般情況下, , 回路回路Q Q值很高值很高, , 因此回路電流遠大于晶體管的基極因此回路電流遠大于晶體管的基極電流電流 ? ?b b 、集電極電流、集電極電流 ? ? c c以及發(fā)射極電流以及發(fā)射極電流 ? ?e e, , 故由圖故由圖4 54 5有有高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器（2 2） 三端式振蕩器有兩種基本電路三端式振蕩器有兩種基本電路, , 反饋網(wǎng)絡(luò)由電容構(gòu)成

4、的，稱為反饋網(wǎng)絡(luò)由電容構(gòu)成的，稱為電容電容反饋振蕩器（反饋振蕩器（三點式）三點式）反饋網(wǎng)絡(luò)由電感構(gòu)成的，稱為反饋網(wǎng)絡(luò)由電感構(gòu)成的，稱為電感電感反饋振蕩器（反饋振蕩器（三點式）三點式）。LC2C1V(a)CL2L1V(b)X2X1X3X3X1X2 (a) 電容反饋振蕩器; (b) 電感反饋振蕩器 高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器 圖 4 7是一些常見振蕩器的高頻電路, 判斷它們是由哪種基本線路演變而來的。 (d)Cbc(a)(b)(c)(e)(f)高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩

5、器例例4-1 4-1 三回路振蕩器的等效電路如圖，設(shè)有以下四種情況：三回路振蕩器的等效電路如圖，設(shè)有以下四種情況：112233112233112233112233(1 ) ( 2 ) (3 ) ( 4 ) L CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL CL C試分析分析上述四種情況是否都能振蕩，振蕩頻率試分析分析上述四種情況是否都能振蕩，振蕩頻率f1與與回路諧振頻率有何關(guān)系？屬于何種類型的振蕩器。回路諧振頻率有何關(guān)系？屬于何種類型的振蕩器。高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器1 1223301020301021031 1

6、22330102030102103 (1) (2) 解 ：取電 容 三 點 式取電 感 三 點 式LCLCLCfffffffLCLCLCfffffff高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器1 1223301020301021031 12233010203 (3) (4) 解：取電容三點式 不符合三點式組成原則LCLCLCfffffffLCLCLCfff高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器二、電容反饋振蕩器二、電容反饋振蕩器 CbR1R2CeReC1C2EcLLc(a)V共發(fā)射極放大器共

7、發(fā)射極放大器(V,(V,C Ce e , ,R Re e，R RB1B1, ,R RB2B2) )諧振回路諧振回路(L,C1 ,C2)反饋支路反饋支路(C1、C2)Cb 耦合電容，起隔耦合電容，起隔直作用。直作用。交流通路：交流通路：耦合電容、旁路電耦合電容、旁路電容、直流電源短路，高頻扼流容、直流電源短路，高頻扼流圈開路。圈開路。LC2C1V(b)(1)電路組成電路組成高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器忽略晶體管輸入輸出電容，忽略晶體管輸入輸出電容，或等效到或等效到C1、C2。（2）振蕩頻率及起振條件分析）振蕩頻率及起振條件分析忽略內(nèi)

8、部反饋：忽略內(nèi)部反饋：Yre=0起振時放大器工作在小信號線性區(qū)，可以用小信號等效起振時放大器工作在小信號線性區(qū)，可以用小信號等效電路分析。電路分析。晶體管的簡化晶體管的簡化Y參數(shù)模型參數(shù)模型femyg高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器計算環(huán)路增益的等效電路計算環(huán)路增益的等效電路斷開輸入端，將晶體管輸入阻抗作為反饋網(wǎng)絡(luò)斷開輸入端，將晶體管輸入阻抗作為反饋網(wǎng)絡(luò)的負載，接在反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出端。的負載，接在反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出端。高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器oeL1Cbmbcie2b11j

9、jj (1)11gj0 (2)jj ggCUULLgUUCULL 求環(huán)路增益求環(huán)路增益T().b1b( j)UTU 高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器oeL1ie2bmb111j() jgj()jbggCLCUUg ULLL 1b1T1b( j)1 ,()0UTU 諧振時：諧振時：iL1120120122012()1 =11ieoeLggggLCC CgCC CCCCCLC ，求出：求出：高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器一般情況：一般情況：i eL2012()1o egggCC

10、 工程估算近似認為工程估算近似認為：11oLC121120,001,fFLC CCCCLC根據(jù)滿足以上條件：滿足以上條件：高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器起振的振幅條件起振的振幅條件1()1FKk起振條件：起振條件：當不考慮當不考慮g gie ie的影響時的影響時, , 反饋系數(shù)反饋系數(shù)F F(j)(j)的大小為的大小為1()/cmbLmLbbLUgURKggUUg放 大 器 的 總 的 負 載 電 導21211()1bFcUCCkFjUCC 高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器

11、將將g gie ie折算到放大器輸出端折算到放大器輸出端, , 有有22()bi ei eFi ecUggkgU因此因此, , 放大器總的負載電導放大器總的負載電導g gL L為為2LFieoeLgkggg則由振蕩器的振幅起振條件則由振蕩器的振幅起振條件12()1() /Fi eLo emFFLLo eFi eLmFFFgKkkkggggkggggkkgk高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器三、電感反饋振蕩器三、電感反饋振蕩器 （自學）（自學）（1）電感反饋振蕩器的實際電路和交流等效電路。）電感反饋振蕩器的實際電路和交流等效電路。CbR1

12、R2CeReL1CEc(a)VL2Ucb.Ub.CL2L1V(b)高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器結(jié)論：結(jié)論：1、判斷三點式振蕩器是否可能振蕩的方法：在、判斷三點式振蕩器是否可能振蕩的方法：在電路供電電路供電正確正確前提下，前提下， 判斷電路是否滿足判斷電路是否滿足三點式電路的構(gòu)成法則。三點式電路的構(gòu)成法則。2、無論是什么形式的三點式振蕩器、無論是什么形式的三點式振蕩器振幅的起振條件振幅的起振條件均均應滿足：應滿足： 不同的僅僅是不同的僅僅是 、 、 由不同的電路求得的由不同的電路求得的值也不相值也不相同。同。FkLg1()moeLi

13、eFFgggg kk高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器3、振蕩角頻率、振蕩角頻率kF不宜太大也不宜太小，否則導致停振。不宜太大也不宜太小，否則導致停振。1/ LC電容三點式和電感三點式區(qū)別參考電容三點式和電感三點式區(qū)別參考P125一般取一般取kF=0.10.5， 起振時起振時T( )=3 5高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器4-4(a)解：解：直流偏置有錯誤直流偏置有錯誤同名端有錯誤同名端有錯誤高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器

14、振蕩器（b）直流無錯誤直流無錯誤交流有錯誤交流有錯誤高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器（c）直流無錯誤直流無錯誤交流有錯誤交流有錯誤高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器說明：檢查振蕩電路的錯誤應按以下步驟。說明：檢查振蕩電路的錯誤應按以下步驟。（1）判斷放大器是否能工作）判斷放大器是否能工作 直流偏置是否正確；偏置電壓是否被電感短路，直流偏置是否正確；偏置電壓是否被電感短路，輸出和輸出和 反饋是否被電容旁路；放大管公共電極是否交反饋是否被電容旁路；放大管公共電極是否交流接地。流接地。（2）檢查是否滿足組成法則。）檢查是否滿足組成法則?！吧渫瓷渫础薄啊薄吧浠┩浠┩保?）交流通路）交流通路旁路電容；耦合電容；直流電源短路，高頻扼旁路電容；耦合電容；直流電源短路，高頻扼流圈開路。流圈開路。高頻電子線路高頻電子線路第第4 4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第二節(jié)第二節(jié)LC振蕩器振蕩器4-7試問試問IEQ應滿足什么要求時振蕩器才能振蕩？應滿足什么要求時振蕩器才能振蕩？解：解：1()mo eLieFFgg