高頻電子技術第3章-正弦波振蕩器課件

1、第3章 正弦波振蕩器第3章 正弦波振蕩器知識點 正弦波振蕩器組成及工作條件幅度條件和相位條件三點式振蕩電路石英晶體振蕩器第3章 正弦波振蕩器重點和難點LC 振蕩器的分析石英晶體振蕩器的應用第3章 正弦波振蕩器振蕩器是一種能自動地將直流電源能量轉換為一定波形的交變振蕩信號能量的轉換電路。它與放大器的區(qū)別在于這種轉換電路不需外加激勵信號，就能自行產生具有一定頻率、波形和振幅的交流信號。根據(jù)所產生的波形不同，可將振蕩器分為正弦波振蕩器和非正弦波振蕩器兩大類。前者能產生正弦波 3.1 反饋振蕩器的工作原理3.1.1 振蕩器的組成任何一種反饋式正弦波振蕩器，至少應包括以下三個組成部分 1. 放大電路。

2、2. 反饋、選頻網絡。 3. 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。 3.1.1 振蕩器的組成正弦波振蕩器電路組成如圖31所示。 放大電路反饋、選頻網絡3.1.1 振蕩器的組成高頻電子技術中主要通過以下三個指標來衡量正弦波振蕩電路的優(yōu)劣。（1）振蕩頻率（2）振蕩頻率的穩(wěn)定度（3）振蕩頻率的可調節(jié)性首先，假定振蕩已經建立，下面研究電路應滿足什么條件，才能維持振蕩，即振蕩器平衡條件。放大器 （3-1）反饋網絡 (3-2) 3.1.2 振蕩的平衡條件和起振條件3.1.2 振蕩的平衡條件和起振條件將式（3-2）代入式（3-1），可得 （3-3） 上式稱為正弦波振蕩的平衡條件 （3-3）是相量式，它包含兩層意思，其一，等式（3-3

3、）兩邊的模應該相等 （3-4） 這一式子稱為幅值平衡條件 3.1.2 振蕩的平衡條件和起振條件式（3-3）兩邊相位也應該相等，因此放大倍數(shù)的相位 和反饋系數(shù)相位 之和應等于2的整數(shù)倍，即 （n為正整數(shù)) （3-5）此式稱為振蕩電路的相位平衡條件 振蕩器起振條件 （3-6） 3.1.3 振蕩的穩(wěn)定條件1. 振幅穩(wěn)定條件3.1.3 振蕩的穩(wěn)定條件2. 相位穩(wěn)定條件 圖3-3 相位穩(wěn)定條件(a）不穩(wěn)定平衡 （b）穩(wěn)定平衡(a)(b)3.2 LC正弦波振蕩器3.2.1 互感反饋式振蕩器3.2.1 互感反饋式振蕩器互感反饋式振蕩器的頻率近似等于 、 并聯(lián)諧振回路的諧振頻率： （3-7） 互感反饋式振蕩器

4、容易起振，輸出電壓幅度較大，結構簡單，調節(jié)頻率方便，且調節(jié)頻率時輸出電壓變化不大。 3.2.2 三點式振蕩器的工作原理圖3-5 三點式振蕩器的組成3.2.2 三點式振蕩器的工作原理設 回路由純電抗元件組成 ，其電抗值分別為 回路中， 兩端的電壓是反饋電壓，用 表示。由于 是 在 支路中 上的分壓，有 (3-9) 3.2.2 三點式振蕩器的工作原理 根據(jù)三極管放大器極性的判斷，輸出電壓 與輸入電壓 相位差為 ，要滿足正反饋的相位條件， 與 應反相，所以 0 （3-10） 圖3-6電容和電感三點式振蕩器3.2.3 電感三點式振蕩器（Hartley）圖3-7 電感三點式振蕩器及其等效電路3.2.3

5、電感三點式振蕩器（Hartley）振蕩器的振蕩頻率可近似用并聯(lián)諧振回路的諧振頻率來表示，即 （3-11） 3.2.4 電容三點式振蕩器（Colpitts）圖3-8 電容三點式振蕩器及其等效電路3.2.4 電容三點式振蕩器（Colpitts）振蕩器的振蕩頻率可近似用并聯(lián)諧振回路的諧振頻率來表示，即 （3-12） 式中， 為回路總電容3.2.5 改進型電容三點式振蕩器電容三點式振蕩器是一種性能優(yōu)良的振蕩電路。但它有兩個主要缺點：其一是頻率調整范圍窄其二是振蕩器的頻率穩(wěn)定度不高。為了克服這兩個缺點，提出了改進型電容三點式振蕩器。3.2.5 改進型電容三點式振蕩器1. 串聯(lián)改進型電容三點式振蕩器（Cl

6、app）（a）是串聯(lián)改進型電容三點式振蕩器，又稱克拉潑（Clapp）振蕩器，圖（b )3.2.5 改進型電容三點式振蕩器2. 并聯(lián)改進型電容三點式振蕩器（Seiler） （3-15） 3.2.5 改進型電容三點式振蕩器 振蕩頻率的計算公式為 （3-16） 3.2.6 LC振蕩器電路識讀1. 高頻頭本振電路圖是松下TC-183型彩色電視機甚高頻電調諧高頻頭中本機振蕩器電路，是由分立元件組成。3.2.6 LC振蕩器電路識讀3.2.6 LC振蕩器電路識讀圖3-12 本振交流等效電路3.2.6 LC振蕩器電路識讀2. 單邊帶頻率合成電路圖為某單邊帶電臺頻率合成器中所用的5565 MHz的壓控振蕩器實際

7、電路，是由分立元件組成。3.2.6 LC振蕩器電路識讀3.2.6 LC振蕩器電路識讀3. 掃頻振蕩器電路圖是BT-4型低頻頻率特性測試儀中的變容二極管掃頻振蕩器電路。 3.2.6 LC振蕩器電路識讀3.3 石英晶體振蕩器3.3.1 石英晶體的基本特性與等效電路1. 石英晶體的結構 2. 壓電效應及等效電路3.3.2 石英晶體振蕩器電路1. 并聯(lián)型晶體振蕩器2. 串聯(lián)型晶體振蕩器3. 泛音晶體振蕩器3.3.3 使用石英諧振器注意事項1. 石英晶體出廠時外殼印有標稱頻率，這個頻率一般介于串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振頻率之間。 2. 晶體振蕩器中，晶體起等效電感作用或從感性區(qū)接近串聯(lián)諧振頻率點 ，容性區(qū)是不能

8、使用的，因為石英晶片失效后靜態(tài)電容（ ）還存在，電路仍可能滿足振蕩條件而振蕩，但石英晶體已失去穩(wěn)頻作用。3.3.4 石英振蕩器電路識讀1. 某接收機本振電路3.3.4 石英振蕩器電路識讀2. 串聯(lián)型晶振實用電路3.3.4 石英振蕩器電路識讀3. 帶溫度補償?shù)木w振蕩器本 章 小 結1. 反饋振蕩器是由放大器和反饋網絡組成的具有選頻能力的正反饋系統(tǒng)。反饋振蕩器正常工作必須滿足起振、平衡和穩(wěn)定條件，每個條件中應分別討論其振幅和相位兩方面條件。振幅條件要求，在振蕩頻點，環(huán)路增益的幅值在起振時必須大于1，且具有負斜率的的增益、振幅特性。相位條件要求，在振蕩頻點，環(huán)路增益的相位應為2的整數(shù)倍，且具有負斜率的相頻特性。本 章 小 結2. 互感反饋式振蕩器起振容易，輸出幅度較大，但工作頻率穩(wěn)定度不高。三點式振蕩器可分為電感三點式和電容三點式兩種基本電路，克拉潑與西勒電路是實用改進型的電容三點式電路，它們輸出波形好 .3. 振蕩器的工作頻率由回路決定。本 章 小 結4 晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度很高，但振