高頻正弦波產(chǎn)生分析課件

高頻正弦波產(chǎn)生分析高頻正弦波產(chǎn)生分析高頻正弦波產(chǎn)生分析反饋的概念通過閱讀報刊，我們能增長見識，擴(kuò)大自己的知識面。高頻正弦波產(chǎn)生分析高頻正弦波產(chǎn)生分析高頻正弦波產(chǎn)生分析反饋的1反饋的概念反饋的概念2反饋式振蕩的基本原理圖示出的是一個反饋式放大器的框圖。它由放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成，圖中是放大器輸出電壓復(fù)振幅，是放大器輸入電壓復(fù)振幅，是反饋網(wǎng)絡(luò)輸出反饋電壓復(fù)振幅，

是外加電壓復(fù)振幅，放大器的增益為反饋式振蕩的基本原理圖示出的是一個反饋式放大器的框圖。3φA為超前相角。反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)為φF為超前相角。

由此可得閉環(huán)的放大器增益為φA為超前相角。φF為4

平衡條件可見，振蕩條件是，這是振蕩的必要條件。

它是一個復(fù)數(shù)方程，因此可以寫成兩個方程，一個是振幅方程式，稱為振幅平衡條件，可表示為另一個是相位方程式，稱其為相位平衡條件，可表示為：平衡條件另一個是相位方程式，稱其為相位平衡條件，可表示5起振與穩(wěn)幅：輸出電壓從幅值很小、含有豐富頻率，到僅有一種頻率且幅值由小逐漸增大直至穩(wěn)幅。很多種頻率起振與穩(wěn)幅：輸出電壓從幅值很小、含有豐富頻率，到僅有一種頻率6頻率逐漸變?yōu)閱我活l率逐漸變?yōu)閱我?振幅越來越大振幅越來越大8趨于穩(wěn)幅趨于穩(wěn)幅9起振與穩(wěn)幅電路如何從起振到穩(wěn)幅？穩(wěn)定的振幅非線性環(huán)節(jié)的必要性！起振與穩(wěn)幅電路如何從起振到穩(wěn)幅？穩(wěn)定的振幅非線性環(huán)節(jié)的必要性10反饋應(yīng)用—正弦波的產(chǎn)生+=橋式正弦波振蕩電路反饋應(yīng)用—正弦波的產(chǎn)生+=橋式正弦波振蕩電路11橋式正弦波振蕩電路1.循環(huán)持續(xù)放大。2.使用選頻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行頻率選擇。要點(diǎn)：R1可采用熱敏電阻進(jìn)行電路穩(wěn)幅橋式正弦波振蕩電路1.循環(huán)持續(xù)放大。要點(diǎn)：R1可采用熱敏電12RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)當(dāng)f=f0時：不但φ=0，且最大，為1/3。RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)當(dāng)f=f0時：不但φ=0，且13LC正弦波振蕩電路

1.

LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性電感與電容并聯(lián)，可以構(gòu)成LC

并聯(lián)諧振電路（通常稱為LC

并聯(lián)諧振回路），由于實(shí)際電感可以看成一只電阻R

(叫做線圈導(dǎo)線銅損電阻)與一理想電感L相串聯(lián)，所以LC

并聯(lián)諧振回路為RL

串聯(lián)再與電容C并聯(lián)，如圖所示。電感線圈和電容的并聯(lián)電路LC正弦波振蕩電路

1.LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性141．諧振頻率

電路的感抗XL>>R，Q0

叫做諧振回路的空載Q

值，實(shí)際電路一般都滿足該條件。對LC并聯(lián)諧振是建立在條件下的，即2．諧振阻抗諧振時電路阻抗達(dá)到最大值，且呈電阻性。諧振阻抗和電流分別為理論上可以證明LC并聯(lián)諧振角頻率

0與頻率分別為1．諧振頻率電路的感抗XL>>R，Q0叫做諧振回路的153．諧振電流

電路處于諧振狀態(tài)，總電流為最小值諧振時XL0

XC0，則電感L支路電流IL0與電容C

支路電流IC0

為即諧振時各支路電流為總電流的Q0倍，所以LC并聯(lián)諧振又叫做電流諧振。當(dāng)f

f0時，稱為電路處于失諧狀態(tài)，對于LC并聯(lián)電路來說，若f<f0，則XL<XC，電路呈感性；若f>f0，則XL

>XC，電路呈容性。3．諧振電流電路處于諧振狀態(tài)，總電流為最小值16怎么去理解LC諧振？ LC諧振在物理上是指：對于特定頻率的信號，電感的感抗和電容的容抗正好相等，使得信號能量在電感和電容之間你來我往毫無阻礙，不需要外加額外的能量，信號始終可以在LC之間來回跑（振蕩），就是振蕩了。

諧振，會使諧振回路中的電流無窮大，因?yàn)樵摶芈罚▽τ谶@個頻率的信號）的阻抗為0了。當(dāng)然這是理想狀況，因?yàn)榭傆幸稽c(diǎn)點(diǎn)損耗的，比如電感的自帶的線圈電阻等。怎么去理解LC諧振？ LC諧振在物理上是指：對于特定頻率的信17解：(1)(2)IL0

IC0=Q0I=5mA。電感線圈與電容器構(gòu)成的LC并聯(lián)諧振電路，已知R=10，L=80H，C=320pF。試求：(1)該電路的固有諧振頻率f0、通頻帶B與諧振阻抗|Z0|；(2)若已知諧振狀態(tài)下總電流I=100A，則電感L支路與電容C支路中的電流IL0、IC0為多少？解：(1)(2)IL0IC0=Q0I=518帶負(fù)反饋的阻容耦合共射放大電路負(fù)反饋：T(℃)↑→IC↑→UE↑→UBE↓（UB基本不變）→IB↓→IC↓反饋：將輸出量通過一定的方式引回輸入回路影響輸入量的措施稱為反饋。Re起直流負(fù)反饋?zhàn)饔?，其值越大，反饋越?qiáng)，Q點(diǎn)越穩(wěn)定。Re沒有交流負(fù)反饋?zhàn)饔谩（℃）→β↑→ICQ↑帶負(fù)反饋的阻容耦合共射放大電路負(fù)反饋：T(℃)↑→IC↑→U1.靜態(tài)工作點(diǎn)分析分壓式電流負(fù)反饋工作點(diǎn)穩(wěn)定電路

為了穩(wěn)定Q點(diǎn)，通常I1>>IB，即I1≈I2；因此基本不隨溫度變化。1.靜態(tài)工作點(diǎn)分析分壓式電流負(fù)反饋工作點(diǎn)穩(wěn)定電路為了穩(wěn)2.動態(tài)分析：無旁路電容Ce時：2.動態(tài)分析：無旁路電容Ce時：21

構(gòu)成正弦波振蕩電路最簡單的做法是通過變壓器引入反饋。附加相移LC選頻放大電路→正弦波振蕩電路

當(dāng)f=f0時，電壓放大倍數(shù)的數(shù)值最大，且附加相移為0。共射電路φA=-π構(gòu)成正弦波振蕩電路最簡單的做法是通過變壓器引入反饋。22變壓器反饋式電路C1是必要的嗎？分析電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩：1)放大電路是否能正常工作2)是否滿足相位條件3)是否可能滿足幅值條件

為使N1、N2耦合緊密，將它們合二為一，組成電感反饋式電路。注意同銘端！如何組成？變壓器反饋式電路C1是必要的嗎？分析電路是否可能23電感反饋式電路反饋電壓取自哪個線圈？反饋電壓的極性？

電感的三個抽頭分別接晶體管的三個極，故稱之為電感三點(diǎn)式電路。電路特點(diǎn)？電感反饋式電路反饋電壓取自哪個線圈？電感的三個抽頭分24電感反饋式電路特點(diǎn)：耦合緊密，易振，振幅大，C用可調(diào)電容可獲得較寬范圍的振蕩頻率。波形較差，常含有高次諧波。

由于電感對高頻信號呈現(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。電感反饋式電路特點(diǎn)：耦合緊密，易振，振幅大，C用可調(diào)電容可25圖3.10電容三點(diǎn)式振蕩器(a)電路圖電容反饋式振蕩器電路（三點(diǎn)式）圖3.10電容三點(diǎn)式振蕩器電容反饋式振蕩器電路（三點(diǎn)式）26圖3.10電容三點(diǎn)式振蕩器 (b)交流通路圖3.10電容三點(diǎn)式振蕩器271)畫出該振蕩器的交流等效電路，判斷其電路類型

圖中RB1、RB2、RE為直流偏置電阻。CB是基極偏置的濾波電容，CC是集電極耦合電容，它們對交流應(yīng)當(dāng)?shù)刃Ф搪?。直流電源EC對于交流等效短路接地。RB1、RB2被交流短路。由此可畫出該電路的交流等效電路，如圖3.10(b)所示。1)畫出該振蕩器的交流等效電路，判斷其電路類型282)求該振蕩器的工作角頻率ωg

在工程設(shè)計(jì)的近似條件下，可認(rèn)為振蕩器的工作頻率ωg等于由L、C1、C2組成的回路的諧振頻率ω0。所以該振蕩器的工作頻率2)求該振蕩器的工作角頻率ωg293)求反饋系數(shù)F共基組態(tài)放大器從射極和基極之間輸入，集電極和基極之間輸出。輸出電壓經(jīng)由電容組成的反饋網(wǎng)絡(luò)，從C2兩端取得反饋電壓，把它加到放大器的輸入端(晶體管的射極)，構(gòu)成正反饋。放大器的輸入電阻ri是放大器負(fù)載的一部分，放大器輸入端的電容Cb′e與C2并聯(lián)。所以反饋網(wǎng)絡(luò)是由C1和C2+Cb′e分壓構(gòu)成。在忽略與反饋網(wǎng)絡(luò)各端點(diǎn)相并聯(lián)的電阻影響的條件下，反饋系數(shù)可近似為3)求反饋系數(shù)F30通常有Cb′e<<C2：

4)起振條件分析在直流電源剛剛接通的瞬間，振蕩器應(yīng)滿足起振條件。由于起振的一刻是線性小信號狀態(tài)工作，所以晶體管可以用微變等效電路去等效，如圖所示。通常有Cb′e<<C2：4)起振條件分析31所示電路起振時交流等效電路(a)晶體管等效電路；(b)振蕩器等效電路所示電路起振時交流等效電路32根據(jù)圖3.11可以看出RL、Re0并接在c、b兩端，輸入電阻ri=RE∥re處于e、b兩端。如何把ri折合到c,b之間呢?通常用能量守恒的方法。也就是說ri在e,b之間消耗的功率應(yīng)等于把ri折合到c、b之間的等效電阻R′i所消耗的功率，即根據(jù)圖3.11可以看出RL、Re0并接在c、b兩端，輸入電阻33所以，R′L應(yīng)等于RL、Reo、R′i三者的并聯(lián)，即

在負(fù)載和反饋系數(shù)已知的條件下，可以導(dǎo)出滿足起振條件要求的晶體管跨導(dǎo)gm的范圍：所以，R′L應(yīng)等于RL、Reo、R′i三者的并聯(lián)，即34由式可確定滿足起振條件的晶體管跨導(dǎo)范圍。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)電流IEQ越大，gm越大(re越小)，振蕩器越容易起振；RL越大、Reo越大、RE越大越容易起振；而F應(yīng)有一個適當(dāng)?shù)臄?shù)值，太小不容易起振，太大也不容易起振。由式可確定滿足起振條件的晶體管跨導(dǎo)范圍。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)電35石英晶體振蕩器石英諧振器的物理特性：

石英晶體是SiO2的天然晶體。它的形狀是六棱柱錐體，如圖3.31(a)所示。它的橫斷面是正六邊形。石英晶體振蕩器石英諧振器的物理特性：36六棱柱錐體的對頂角的連線叫Z軸，由于光線沿此軸方向通過晶體會產(chǎn)生偏振，所以又叫做光軸。正六邊形對頂點(diǎn)的連線叫X軸，對邊的法線叫Y軸。因?yàn)槭⒕w沿X軸或Y軸方向存在壓電效應(yīng)，所以又把X軸叫電軸，Y軸叫機(jī)械軸。注意，這里所指的軸不是一根或幾根直線，而是指這個方向的平行線，在同一方向上，晶體的性質(zhì)相同。石英振蕩器中所用的石英晶體片是從六棱柱錐體中切割出來的一小片。根據(jù)性能要求切割的晶體片與X軸、Y軸、Z軸的夾角都有嚴(yán)格的要求，不同的夾角，晶體片的性能不同。把晶體片兩側(cè)面鍍上銀層，做成兩個極板，再焊上電極的引線，用盒子封裝起來，引出電極的引線，就構(gòu)成了石英諧振器。市場賣的石英晶體就是指這種石英諧振器。六棱柱錐體的對頂角的連線叫Z軸，由于光線沿此軸方向通過晶體會37通常說石英晶體就是指石英諧振器，它的物理特性講述如下：1)具有正反壓電效應(yīng)

正壓電效應(yīng)是指在晶體片兩個側(cè)面上施加壓力時，晶體片就會產(chǎn)生機(jī)械變形，與此同時，在它的表面上還會產(chǎn)生異性電荷，異性電荷量Q的多少正比于機(jī)械變形x，即通常說石英晶體就是指石英諧振器，它的物理特性講述如下：38K1為比例常數(shù)。當(dāng)施加張力時，表面電荷極性相反。正壓電效應(yīng)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。反壓電效應(yīng)是指在晶體片兩個表面上施加電壓E，晶體會產(chǎn)生機(jī)械變形，如延伸。當(dāng)電壓的極性相反時，晶體就會收縮。機(jī)械變形量x正比于電壓E，即K2是比例常數(shù)。反壓電效應(yīng)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。K1為比例常數(shù)。當(dāng)施加張力時，表面電荷極性相反。正壓電效應(yīng)把392)具有非常穩(wěn)定的物理特性和化學(xué)特性

石英晶體的物理特性和化學(xué)特性極其穩(wěn)定，所以它的機(jī)械尺寸和材料性能非常穩(wěn)定。也就是說，石英諧振器的標(biāo)準(zhǔn)性非常高。機(jī)械振動頻率的穩(wěn)定性非常好，受外界因素的影響非常小，因此電振動頻率的穩(wěn)定性也非常好。2)具有非常穩(wěn)定的物理特性和化學(xué)特性403)具有各向異性

石英晶體的性能各個方向不同。Z軸方向有光的偏振，X、Y軸方向具有壓電效應(yīng)，不同切割方式的石英晶體片的性能也不同。如溫度性能，AT切割方式，即與Z軸夾角35°21′、與X軸夾角0°切割出的石英晶體片，它的相對頻率變化量與溫度T是三次方關(guān)系。在50℃~55℃范圍內(nèi)，。3)具有各向異性414)具有多模性

石英晶體的振動模式很多，有縱壓電效應(yīng)、橫壓電效應(yīng)；機(jī)械變形有伸縮、切變、彎曲等。每種振動模式的諧振頻率不同，不僅有基音，還有泛音，所以石英諧振器是一個頻率極其豐富的諧振系統(tǒng)。晶體振蕩器都是利用晶體的基音或奇次泛音(3、5、7次泛音)，而不用偶次泛音，因?yàn)橹挥谢艉推娲畏阂舨拍苡行У娜〕鼍w表面上的電壓。4)具有多模性42石英諧振器的電特性：

石英諧振器可以用電感、電容、電阻組成的串并聯(lián)諧振回路等效。石英晶體的符號如圖3.33(a)所示。圖3.33(b)中，C0是石英諧振器兩個極板間的電容，叫支架電容，通常在幾個pＦ量級。石英諧振器的電特性：43

石英晶體片等效為Lq、Cq、rq串聯(lián)的諧振電路。Lq是石英晶體片等效的電感，通常在亨利的量級。Cq是等效電容，通常在10-3pF量級。rq是等效電阻，通常在百歐左右。

由于石英具有多諧性，每次泛音都對應(yīng)一個串聯(lián)諧振電路?；舻刃長q1、Cq1、rq1的串聯(lián)諧振支路，該支路的諧振頻率等于基音頻率。3次泛音等效為Lq3、Cq3、rq3的串聯(lián)諧振支路，該支路的諧振頻率等于3次泛音頻率，如此等等。等于工作頻率的串聯(lián)諧振支路諧振，串聯(lián)阻抗等于rq，近似于短路，其他支路失諧，可近似于開路。所以對于工作頻率，石英諧振器都用圖3.33(c)所示的電路等效。 石英晶體片等效為Lq、Cq、rq串聯(lián)的諧振電路。Lq是石英44圖3.33石英晶體的等效電路和電抗特性(a)晶體符號；(b)基音和泛音等效電路；(c)某一頻率等效電路；(d)電抗特性圖3.33石英晶體的等效電路和電抗特性45由于rq很小，當(dāng)忽略它的影響時，等效電路兩端的電抗：式中稱為晶體的串聯(lián)諧振角頻率。稱為晶體的并聯(lián)諧振角頻率。由于rq很小，當(dāng)忽略它的影響時，等效電路兩端的電抗：式中稱46

石英晶體振蕩器電路有兩種。一種是并聯(lián)型石英晶體振蕩器，另一種是串聯(lián)型石英晶體振蕩器。1.并聯(lián)型石英晶體振蕩器

并聯(lián)型石英晶體振蕩器是把石英晶體當(dāng)做電感元件使用。振蕩器的工作頻率ωg與晶體的串、并聯(lián)諧振角頻率ωs、ωp之間一定滿足ωs<ωg<ωp的關(guān)系。石英晶體振蕩器電路 石英晶體振蕩器電路有兩種。一種是并聯(lián)型石英晶體振蕩器，另一47圖3.34并聯(lián)型石英晶體振蕩器(a)原理電路;(b)交流等效電路圖3.34并聯(lián)型石英晶體振蕩器48圖3.34并聯(lián)型石英晶體振蕩器(a)原理電路;(b)交流等效電路圖3.34并聯(lián)型石英晶體振蕩器49根據(jù)三點(diǎn)式電路“射同基反”的構(gòu)成原則，晶體應(yīng)呈現(xiàn)感性。石英諧振器和電容C1、C2組成選頻網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)晶體諧振器呈現(xiàn)的感抗ωL等于C1、C2串聯(lián)的容抗：時，可確定振蕩器的工作頻率ωg，如圖3.35所示。C1、C2變化，工作頻率ωg就會發(fā)生微小的變化，但始終在ωs<ωg<ωp的范圍之內(nèi)。根據(jù)三點(diǎn)式電路“射同基反”的構(gòu)成原則，晶體應(yīng)呈現(xiàn)感性。石英諧50圖3.35用電抗曲線說明穩(wěn)頻原理

圖3.35用電抗曲線說明穩(wěn)頻原理

512.串聯(lián)型石英晶體振蕩器

串聯(lián)型石英晶體振蕩器是把石英諧振器做一根短路線用。當(dāng)振蕩器的工作頻率ωg等于晶體的串聯(lián)諧振頻率ωs時，晶體諧振器的阻抗近似為零；當(dāng)頻率偏離ωs時，晶體的阻抗驟然增加，近乎開路。所以把晶體接在振蕩器的反饋支路中，只有等于串聯(lián)諧振頻率ωs的分量才有反饋，其他頻率分量均無反饋，從而只能形成ωg=ωs的振蕩，如圖3.37(a)所示。圖3.37(b)是它的交流等效電路。2.串聯(lián)型石英晶體振蕩器52圖3.37串聯(lián)型晶體振蕩器及交流等效電路

(a)原理電路；(b)交流電路圖3.37串聯(lián)型晶體振蕩器及交流等效電路53圖3.37串聯(lián)型晶體振蕩器及交流等效電路

(a)原理電路；(b)交流電路圖3.37串聯(lián)型晶體振蕩器及交流等效電路54皮爾斯晶體振蕩器

半導(dǎo)體行業(yè)中常用的晶體振蕩器電路是一種皮爾斯晶體振蕩器。由于便于在IC中實(shí)現(xiàn)、具有良好的穩(wěn)定性、高Q因子（從10000到數(shù)十萬）和低制造成本，因此它在設(shè)計(jì)人員當(dāng)中最受歡迎。皮爾斯晶體振蕩器主要由充當(dāng)放大器（增益級）的邏輯門反相器、反相器輸入輸出之間的反饋電阻器以及外部晶振組件構(gòu)成。皮爾斯晶體振蕩器 半導(dǎo)體行業(yè)中常用的晶體振蕩器電路是一種皮爾55當(dāng)反相器輸入與輸出端子之間連接反饋電阻器（Rf）時，它把自身偏置到Vin=Vout的位置。振蕩器電路中所用的反相器可以確保反相器偏置點(diǎn)及其最大增益接近一半的電源電壓。因此，所使用的反饋電阻器可以克服反相器的非線性，同時可以把簡單邏輯門轉(zhuǎn)換成模擬放大器。倒相放大器提供第一次的180°的相移，而共振晶體和在振蕩器兩側(cè)添加的兩個外部負(fù)載電容器組成的PI網(wǎng)絡(luò)提供另外的180°相移。額定值為25MHz與12pF的晶體只有檢測到其終端存在12pF有效電容性負(fù)載情況下才會準(zhǔn)確地以25MHz頻率共振。當(dāng)反相器輸入與輸出端子之間連接反饋電阻器（Rf）時，它把自身56謝謝觀賞！2020/11/557謝謝觀賞！2020/11/557TheEnd謝謝您的聆聽！期待您的指正！TheEnd謝謝您的聆聽！58高頻正弦波產(chǎn)生分析高頻正弦波產(chǎn)生分析高頻正弦波產(chǎn)生分析反饋的概念通過閱讀報刊，我們能增長見識，擴(kuò)大自己的知識面。高頻正弦波產(chǎn)生分析高頻正弦波產(chǎn)生分析高頻正弦波產(chǎn)生分析反饋的59反饋的概念反饋的概念60反饋式振蕩的基本原理圖示出的是一個反饋式放大器的框圖。它由放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成，圖中是放大器輸出電壓復(fù)振幅，是放大器輸入電壓復(fù)振幅，是反饋網(wǎng)絡(luò)輸出反饋電壓復(fù)振幅，

是外加電壓復(fù)振幅，放大器的增益為反饋式振蕩的基本原理圖示出的是一個反饋式放大器的框圖。61φA為超前相角。反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)為φF為超前相角。

由此可得閉環(huán)的放大器增益為φA為超前相角。φF為62

平衡條件可見，振蕩條件是，這是振蕩的必要條件。

它是一個復(fù)數(shù)方程，因此可以寫成兩個方程，一個是振幅方程式，稱為振幅平衡條件，可表示為另一個是相位方程式，稱其為相位平衡條件，可表示為：平衡條件另一個是相位方程式，稱其為相位平衡條件，可表示63起振與穩(wěn)幅：輸出電壓從幅值很小、含有豐富頻率，到僅有一種頻率且幅值由小逐漸增大直至穩(wěn)幅。很多種頻率起振與穩(wěn)幅：輸出電壓從幅值很小、含有豐富頻率，到僅有一種頻率64頻率逐漸變?yōu)閱我活l率逐漸變?yōu)閱我?5振幅越來越大振幅越來越大66趨于穩(wěn)幅趨于穩(wěn)幅67起振與穩(wěn)幅電路如何從起振到穩(wěn)幅？穩(wěn)定的振幅非線性環(huán)節(jié)的必要性！起振與穩(wěn)幅電路如何從起振到穩(wěn)幅？穩(wěn)定的振幅非線性環(huán)節(jié)的必要性68反饋應(yīng)用—正弦波的產(chǎn)生+=橋式正弦波振蕩電路反饋應(yīng)用—正弦波的產(chǎn)生+=橋式正弦波振蕩電路69橋式正弦波振蕩電路1.循環(huán)持續(xù)放大。2.使用選頻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行頻率選擇。要點(diǎn)：R1可采用熱敏電阻進(jìn)行電路穩(wěn)幅橋式正弦波振蕩電路1.循環(huán)持續(xù)放大。要點(diǎn)：R1可采用熱敏電70RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)當(dāng)f=f0時：不但φ=0，且最大，為1/3。RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)當(dāng)f=f0時：不但φ=0，且71LC正弦波振蕩電路

1.

LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性電感與電容并聯(lián)，可以構(gòu)成LC

并聯(lián)諧振電路（通常稱為LC

并聯(lián)諧振回路），由于實(shí)際電感可以看成一只電阻R

(叫做線圈導(dǎo)線銅損電阻)與一理想電感L相串聯(lián)，所以LC

并聯(lián)諧振回路為RL

串聯(lián)再與電容C并聯(lián)，如圖所示。電感線圈和電容的并聯(lián)電路LC正弦波振蕩電路

1.LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性721．諧振頻率

電路的感抗XL>>R，Q0

叫做諧振回路的空載Q

值，實(shí)際電路一般都滿足該條件。對LC并聯(lián)諧振是建立在條件下的，即2．諧振阻抗諧振時電路阻抗達(dá)到最大值，且呈電阻性。諧振阻抗和電流分別為理論上可以證明LC并聯(lián)諧振角頻率

0與頻率分別為1．諧振頻率電路的感抗XL>>R，Q0叫做諧振回路的733．諧振電流

電路處于諧振狀態(tài)，總電流為最小值諧振時XL0

XC0，則電感L支路電流IL0與電容C

支路電流IC0

為即諧振時各支路電流為總電流的Q0倍，所以LC并聯(lián)諧振又叫做電流諧振。當(dāng)f

f0時，稱為電路處于失諧狀態(tài)，對于LC并聯(lián)電路來說，若f<f0，則XL<XC，電路呈感性；若f>f0，則XL

>XC，電路呈容性。3．諧振電流電路處于諧振狀態(tài)，總電流為最小值74怎么去理解LC諧振？ LC諧振在物理上是指：對于特定頻率的信號，電感的感抗和電容的容抗正好相等，使得信號能量在電感和電容之間你來我往毫無阻礙，不需要外加額外的能量，信號始終可以在LC之間來回跑（振蕩），就是振蕩了。

諧振，會使諧振回路中的電流無窮大，因?yàn)樵摶芈罚▽τ谶@個頻率的信號）的阻抗為0了。當(dāng)然這是理想狀況，因?yàn)榭傆幸稽c(diǎn)點(diǎn)損耗的，比如電感的自帶的線圈電阻等。怎么去理解LC諧振？ LC諧振在物理上是指：對于特定頻率的信75解：(1)(2)IL0

IC0=Q0I=5mA。電感線圈與電容器構(gòu)成的LC并聯(lián)諧振電路，已知R=10，L=80H，C=320pF。試求：(1)該電路的固有諧振頻率f0、通頻帶B與諧振阻抗|Z0|；(2)若已知諧振狀態(tài)下總電流I=100A，則電感L支路與電容C支路中的電流IL0、IC0為多少？解：(1)(2)IL0IC0=Q0I=576帶負(fù)反饋的阻容耦合共射放大電路負(fù)反饋：T(℃)↑→IC↑→UE↑→UBE↓（UB基本不變）→IB↓→IC↓反饋：將輸出量通過一定的方式引回輸入回路影響輸入量的措施稱為反饋。Re起直流負(fù)反饋?zhàn)饔?，其值越大，反饋越?qiáng)，Q點(diǎn)越穩(wěn)定。Re沒有交流負(fù)反饋?zhàn)饔?。T（℃）→β↑→ICQ↑帶負(fù)反饋的阻容耦合共射放大電路負(fù)反饋：T(℃)↑→IC↑→U1.靜態(tài)工作點(diǎn)分析分壓式電流負(fù)反饋工作點(diǎn)穩(wěn)定電路

為了穩(wěn)定Q點(diǎn)，通常I1>>IB，即I1≈I2；因此基本不隨溫度變化。1.靜態(tài)工作點(diǎn)分析分壓式電流負(fù)反饋工作點(diǎn)穩(wěn)定電路為了穩(wěn)2.動態(tài)分析：無旁路電容Ce時：2.動態(tài)分析：無旁路電容Ce時：79

構(gòu)成正弦波振蕩電路最簡單的做法是通過變壓器引入反饋。附加相移LC選頻放大電路→正弦波振蕩電路

當(dāng)f=f0時，電壓放大倍數(shù)的數(shù)值最大，且附加相移為0。共射電路φA=-π構(gòu)成正弦波振蕩電路最簡單的做法是通過變壓器引入反饋。80變壓器反饋式電路C1是必要的嗎？分析電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩：1)放大電路是否能正常工作2)是否滿足相位條件3)是否可能滿足幅值條件

為使N1、N2耦合緊密，將它們合二為一，組成電感反饋式電路。注意同銘端！如何組成？變壓器反饋式電路C1是必要的嗎？分析電路是否可能81電感反饋式電路反饋電壓取自哪個線圈？反饋電壓的極性？

電感的三個抽頭分別接晶體管的三個極，故稱之為電感三點(diǎn)式電路。電路特點(diǎn)？電感反饋式電路反饋電壓取自哪個線圈？電感的三個抽頭分82電感反饋式電路特點(diǎn)：耦合緊密，易振，振幅大，C用可調(diào)電容可獲得較寬范圍的振蕩頻率。波形較差，常含有高次諧波。

由于電感對高頻信號呈現(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。電感反饋式電路特點(diǎn)：耦合緊密，易振，振幅大，C用可調(diào)電容可83圖3.10電容三點(diǎn)式振蕩器(a)電路圖電容反饋式振蕩器電路（三點(diǎn)式）圖3.10電容三點(diǎn)式振蕩器電容反饋式振蕩器電路（三點(diǎn)式）84圖3.10電容三點(diǎn)式振蕩器 (b)交流通路圖3.10電容三點(diǎn)式振蕩器851)畫出該振蕩器的交流等效電路，判斷其電路類型

圖中RB1、RB2、RE為直流偏置電阻。CB是基極偏置的濾波電容，CC是集電極耦合電容，它們對交流應(yīng)當(dāng)?shù)刃Ф搪贰Ｖ绷麟娫碋C對于交流等效短路接地。RB1、RB2被交流短路。由此可畫出該電路的交流等效電路，如圖3.10(b)所示。1)畫出該振蕩器的交流等效電路，判斷其電路類型862)求該振蕩器的工作角頻率ωg

在工程設(shè)計(jì)的近似條件下，可認(rèn)為振蕩器的工作頻率ωg等于由L、C1、C2組成的回路的諧振頻率ω0。所以該振蕩器的工作頻率2)求該振蕩器的工作角頻率ωg873)求反饋系數(shù)F共基組態(tài)放大器從射極和基極之間輸入，集電極和基極之間輸出。輸出電壓經(jīng)由電容組成的反饋網(wǎng)絡(luò)，從C2兩端取得反饋電壓，把它加到放大器的輸入端(晶體管的射極)，構(gòu)成正反饋。放大器的輸入電阻ri是放大器負(fù)載的一部分，放大器輸入端的電容Cb′e與C2并聯(lián)。所以反饋網(wǎng)絡(luò)是由C1和C2+Cb′e分壓構(gòu)成。在忽略與反饋網(wǎng)絡(luò)各端點(diǎn)相并聯(lián)的電阻影響的條件下，反饋系數(shù)可近似為3)求反饋系數(shù)F88通常有Cb′e<<C2：

4)起振條件分析在直流電源剛剛接通的瞬間，振蕩器應(yīng)滿足起振條件。由于起振的一刻是線性小信號狀態(tài)工作，所以晶體管可以用微變等效電路去等效，如圖所示。通常有Cb′e<<C2：4)起振條件分析89所示電路起振時交流等效電路(a)晶體管等效電路；(b)振蕩器等效電路所示電路起振時交流等效電路90根據(jù)圖3.11可以看出RL、Re0并接在c、b兩端，輸入電阻ri=RE∥re處于e、b兩端。如何把ri折合到c,b之間呢?通常用能量守恒的方法。也就是說ri在e,b之間消耗的功率應(yīng)等于把ri折合到c、b之間的等效電阻R′i所消耗的功率，即根據(jù)圖3.11可以看出RL、Re0并接在c、b兩端，輸入電阻91所以，R′L應(yīng)等于RL、Reo、R′i三者的并聯(lián)，即

在負(fù)載和反饋系數(shù)已知的條件下，可以導(dǎo)出滿足起振條件要求的晶體管跨導(dǎo)gm的范圍：所以，R′L應(yīng)等于RL、Reo、R′i三者的并聯(lián)，即92由式可確定滿足起振條件的晶體管跨導(dǎo)范圍。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)電流IEQ越大，gm越大(re越小)，振蕩器越容易起振；RL越大、Reo越大、RE越大越容易起振；而F應(yīng)有一個適當(dāng)?shù)臄?shù)值，太小不容易起振，太大也不容易起振。由式可確定滿足起振條件的晶體管跨導(dǎo)范圍。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)電93石英晶體振蕩器石英諧振器的物理特性：

石英晶體是SiO2的天然晶體。它的形狀是六棱柱錐體，如圖3.31(a)所示。它的橫斷面是正六邊形。石英晶體振蕩器石英諧振器的物理特性：94六棱柱錐體的對頂角的連線叫Z軸，由于光線沿此軸方向通過晶體會產(chǎn)生偏振，所以又叫做光軸。正六邊形對頂點(diǎn)的連線叫X軸，對邊的法線叫Y軸。因?yàn)槭⒕w沿X軸或Y軸方向存在壓電效應(yīng)，所以又把X軸叫電軸，Y軸叫機(jī)械軸。注意，這里所指的軸不是一根或幾根直線，而是指這個方向的平行線，在同一方向上，晶體的性質(zhì)相同。石英振蕩器中所用的石英晶體片是從六棱柱錐體中切割出來的一小片。根據(jù)性能要求切割的晶體片與X軸、Y軸、Z軸的夾角都有嚴(yán)格的要求，不同的夾角，晶體片的性能不同。把晶體片兩側(cè)面鍍上銀層，做成兩個極板，再焊上電極的引線，用盒子封裝起來，引出電極的引線，就構(gòu)成了石英諧振器。市場賣的石英晶體就是指這種石英諧振器。六棱柱錐體的對頂角的連線叫Z軸，由于光線沿此軸方向通過晶體會95通常說石英晶體就是指石英諧振器，它的物理特性講述如下：1)具有正反壓電效應(yīng)

正壓電效應(yīng)是指在晶體片兩個側(cè)面上施加壓力時，晶體片就會產(chǎn)生機(jī)械變形，與此同時，在它的表面上還會產(chǎn)生異性電荷，異性電荷量Q的多少正比于機(jī)械變形x，即通常說石英晶體就是指石英諧振器，它的物理特性講述如下：96K1為比例常數(shù)。當(dāng)施加張力時，表面電荷極性相反。正壓電效應(yīng)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。反壓電效應(yīng)是指在晶體片兩個表面上施加電壓E，晶體會產(chǎn)生機(jī)械變形，如延伸。當(dāng)電壓的極性相反時，晶體就會收縮。機(jī)械變形量x正比于電壓E，即K2是比例常數(shù)。反壓電效應(yīng)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。K1為比例常數(shù)。當(dāng)施加張力時，表面電荷極性相反。正壓電效應(yīng)把972)具有非常穩(wěn)定的物理特性和化學(xué)特性

石英晶體的物理特性和化學(xué)特性極其穩(wěn)定，所以它的機(jī)械尺寸和材料性能非常穩(wěn)定。也就是說，石英諧振器的標(biāo)準(zhǔn)性非常高。機(jī)械振動頻率的穩(wěn)定性非常好，受外界因素的影響非常小，因此電振動頻率的穩(wěn)定性也非常好。2)具有非常穩(wěn)定的物理特性和化學(xué)特性983)具有各向異性

石英晶體的性能各個方向不同。Z軸方向有光的偏振，X、Y軸方向具有壓電效應(yīng)，不同切割方式的石英晶體片的性能也不同。如溫度性能，AT切割方式，即與Z軸夾角35°21′、與X軸夾角0°切割出的石英晶體片，它的相對頻率變化量與溫度T是三次方關(guān)系。在50℃~55℃范圍內(nèi)，。3)具有各向異性994)具有多模性

石英晶體的振動模式很多，有縱壓電效應(yīng)、橫壓電效應(yīng)；機(jī)械變形有伸縮、切變、彎曲等。每種振動模式的諧振頻率不同，不僅有基音，還有泛音，所以石英諧振器是一個頻率極其豐富的諧振系統(tǒng)。晶體振蕩器都是利用晶體的基音或奇次泛音(3、5、7次泛音)，而不用偶次泛音，因?yàn)橹挥谢艉推娲畏阂舨拍苡行У娜〕鼍w表面上的電壓。4)具有多模性100石英諧振器的電特性：

石英諧振器可以用電感、電容、電阻組成的串并聯(lián)諧振回路等效。石英晶體的符號如圖3.33(a)所示。圖3.33(b)中，C0是石英諧振器兩個極板間的電容，叫支架電容，通常在幾個pＦ量級。石英諧振器的電特性：101

石英晶體片等效為Lq、Cq、rq串聯(lián)的諧振電路。Lq是石英晶體片等效的電感，通常在亨利的量級。Cq是等效電容，通常在10-3pF量級。rq是等效電阻，通常在百歐左右。

由于石英具有多諧性，每次泛音都對應(yīng)一個串聯(lián)諧振電路?；舻刃長q1、Cq1、rq1的串聯(lián)諧振支路，該支路的諧振頻率等于基音頻率。3次泛音等效為Lq3、Cq3、rq3的串聯(lián)諧振支路，該支路的諧振頻率等于3次泛音頻率，如此等等。等于工作頻率的串聯(lián)諧振支路諧振，串聯(lián)阻抗等于rq，近似于短路，其他支路失諧，可近似于開路。所以對于工作頻率，石英諧振器都用圖3.33(c)所示的電路等效。 石英晶體片等效為Lq、Cq、rq串聯(lián)的諧振電路。Lq是石英102圖3.33石英晶體的等效電路和電抗特性(a)晶體符號；(b)基音和泛音等效電路；(c)某一頻率等效電路；(d)電抗特性圖3.33石英晶體的等效電路和電抗特性103由于rq很小，當(dāng)忽略它的影響時，等效電路兩端的電抗：式中稱為晶體的串聯(lián)諧振角頻率。稱為晶體的并聯(lián)諧振角