章波形發(fā)生與變換-十講稿

3.5石英晶體振蕩器3.5.2石英諧振器的特性3.5.3石英晶體振蕩器電路射頻電子線路第十一講復(fù)習(xí)上一講內(nèi)容頻率不穩(wěn)定的原因3.2.5LC三端式振蕩器相位平衡條件的判別準(zhǔn)則3.3.2改進(jìn)型電容三端式振蕩電路3.3.1頻率穩(wěn)定度的定義Clear;clc;c1=10e-9;c2=10e-9;l1=50e-6;R1=1;f0=318.3098861e3;%%%frequency%%%;w0=2*pi*f0;CC=c1*c2/(c1+c2);%%%%Calculatetheimpedanceofthecircuit%%%%p1=c2/(c1+c2);fac=1/(2*pi*sqrt(l1*CC));%%%p1=0.5;Zac=(j*w0*l1+R1)/((j*w0*CC)*(R1+j*w0*l1+1/(j*w0*CC)));Zbc=(R1+j*w0*l1+1/(j*w0*c2))/(1+c1/c2+j*w0*c1*(R1+j*w0*l1));Zbbc=Zac*p1^2;

[ZbcZbbc]f0=Zbc=1e3*(2.5000000012469-0.0004868381896i)Zbbc=1e3*(2.5000000012469-0.0002368381871i)Zac=1e3*(10.0000000049876-0.0009473527483i)Zbc=0.30774583058733-70.86452318956782i3.2.2電感三端式振蕩電路(HartlyOscillators)L2L1Cg'Lgoegmubek2gie+u'be-+uce-+uce-+u'be

-ii此電路的實(shí)際電路如何畫？哈特萊(Hartley)電路共基電路3.2.2電感三端式振蕩電路(HartlyOscillators)哈特萊(Hartley)電路共集電路實(shí)用電路舉例9-30M輸出阻抗50歐3.2.2電感三端式振蕩電路(HartlyOscillators)起振條件振蕩頻率起振條件輸出回路折合到ce端的諧振電阻

p=L1/(L1+L2)在壓控振蕩器中，哈特萊(Hartley)電路出現(xiàn)較多！3.2.2電感三端式振蕩電路(HartlyOscillators)考畢茲(Colpitts)電路高頻振蕩時(shí)使用較多振蕩頻率

起振條件

優(yōu)點(diǎn)：振蕩頻率高，輸出波形好！結(jié)電容的影響及作用！C1可由結(jié)電容Coe代替，結(jié)電容受偏壓控制，則可變?yōu)榭烧{(diào)電容。缺點(diǎn)：C改變時(shí)，B也變化，不易起振。3.2.3電容三端式振蕩電路(ColpittsOscillators)C1C2LLECRb1Rb2ReCeCbC2C1Lc3.2.3電容三端式振蕩電路(ColpittsOscillators)+uce-+ube-LECRb1Rb2ReCeCbC2C1LcC1C2LC2C1Lgieg'Lgoegmube+uce-+ube-iC1Lgieg'Lgmubegoe+u'be-i+uce-C2+uce-C2LC1g'Lgoegmubek2Bgie+u'be-iC1Lgieg'Lgmubegoe+u'be-i+uce-C2C1Lgieg'Lgmubegoe+u'be-i+uce-C2即為滿足相位位條件，回回路引出的的三個(gè)端點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)如何與與晶體管的的三個(gè)電極極相連接？？如圖所所示，振蕩蕩器的振蕩蕩頻率十分分接近回路路的諧振頻頻率，于是是有假設(shè):(1)不計(jì)晶體體管的電抗抗效應(yīng)；(2)LC回路由純純電抗元件件組成，即3.2.5LC三三端式振蕩蕩器相位平平衡條件的的判別準(zhǔn)則則三端式振蕩蕩器的相位位判據(jù)因?yàn)榉糯笃饕呀?jīng)倒相,即與差180°，所以要求反饋電壓必須與反相才能滿足相位條件，如上圖所示。因此，Xbe必須與Xce同性質(zhì)，才能保證Uf與U0反相,即Uf與Ui同相。歸結(jié)起來，，Xbe和Xce性質(zhì)相同,Xcb和Xce、Xbe性質(zhì)相反(振蕩器的相相位判據(jù))。[例3.1]如圖圖3-13(c)所所示電容容三點(diǎn)式振振蕩電路中中，C1=100pF，C2=200pF,L=1.3μH忽略三三極管的輸輸入及輸出出電容。1)計(jì)算振振蕩器的振振蕩頻率2)求反饋饋系數(shù)B解：答：振蕩頻頻率為17.1MHz，反饋饋系數(shù)為三三分之一3.3.1頻率穩(wěn)穩(wěn)定度的定定義寄生調(diào)幅

寄生調(diào)相

一般較小，可以采用限幅的辦法消除。

引起短穩(wěn)指標(biāo)惡化的主要根源

隨機(jī)相位噪聲

周期性雜散干擾

單頻正弦波（1）3.3.1頻率穩(wěn)穩(wěn)定度的定定義單頻正弦波（1）弱干擾

有用信號(hào)+邊頻噪聲聲兩個(gè)邊頻的的總功率與與載波功率率之比3.3.1頻率穩(wěn)穩(wěn)定度的定定義(2)隨機(jī)相位噪噪聲小相位噪聲聲第二項(xiàng)寄寄生調(diào)調(diào)相〔或調(diào)調(diào)頻〕的等等效噪聲電電壓相位噪聲的雙邊帶功率譜密度

第一項(xiàng)有有用信信號(hào)3.3.1頻率穩(wěn)穩(wěn)定度的定定義單位：dBc/Hz放大器LC選頻反饋網(wǎng)絡(luò)uiic1ZLuouf???????Q??LC1C2C3RLBA3.3.2改進(jìn)型型電容三端端式振蕩電電路R'LECRLLC2C3C1Rb1Rb2CbReRcABLC1C2C3RLBAR'LLC1C2C3C4ABC4LC2C3C1Rb1Rb2CbReRcABECLC1C2C3C4AB3.5石石英晶體體振蕩器(CrystalOscillator)(1)石英英晶體的物物理性能和和化學(xué)性能能都十分穩(wěn)穩(wěn)定，它的的尺寸受外外界條件如如溫度、濕濕度等影響響很小.(3)石石英晶體諧諧振器具有有非常高的的Q值?？蛰d品品質(zhì)因數(shù)Q一般為104~106,與普通LC回路相比，，其Q值極高，維持振蕩頻頻率穩(wěn)定不不變的能力力極強(qiáng)。(2)石石英晶體諧諧振器的接接入系數(shù)p很小，為10－3~10－4。這大大減減弱了有源源器件的極極間電容等等參數(shù)和外外電路中不不穩(wěn)定因素素對(duì)石英晶晶體振蕩器器決定頻率率振蕩系統(tǒng)統(tǒng)的影響。。3.5.2石英諧振振器的特性性極板間加電電場極板間加機(jī)機(jī)械力晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場交變電壓機(jī)械振動(dòng)交變電壓壓電效應(yīng)石英晶體可可用集中參參數(shù)Lq、Cq、rq構(gòu)成串聯(lián)諧振電電路來模擬，Lq為晶體的質(zhì)量（慣性性），Cq為等效彈性模模量，rq為機(jī)械振動(dòng)動(dòng)中的摩擦損耗。rqLqCqCoab石英晶體諧諧振器對(duì)外外負(fù)載的接接入系數(shù)很很小石英晶體諧振器的總阻抗為:石英晶體有兩個(gè)諧振角頻率。一個(gè)是串聯(lián)諧振角頻率q，即石英片本身的自然角頻率。另一個(gè)為石英諧振器的并聯(lián)諧振角頻率p。ωqωp電容性電容性電感性ωXeO串,并聯(lián)諧諧振頻率3.5.3石英晶晶體振蕩器器電路(CircuitofCrystalOscillators)MillorOcsillators(b---e)型振振蕩器PierceOcsillators(c---b)型型振蕩器ECJTC2C3C1Rb1Rb2CbReLc晶體C1C2JTC3LqrqCqCoCLLqCqrqCoC1C2C3gmubegie2電路的諧諧振頻率的的估算:C1CcCeRb1Rb2ReL1LEcJTC2C1C2L1JTC1C2C3JTLRb1Rb2RcReCbCcC1C2C3JTCoLEcC1C2C3JTL串聯(lián)型晶體體振蕩器(SERIESCRYSTALOSCILLATORS)泛音晶體皮爾斯振蕩器并聯(lián)型晶振調(diào)成泛音振蕩器(如圖所示)，要將C1并聯(lián)L1的諧振頻率滿足：串聯(lián)型晶晶振調(diào)成成泛音晶晶振，晶晶體短路路調(diào)整振蕩頻率率到泛音音頻率附附近，接接上晶體體就可構(gòu)成泛音音振蕩器器。常見的有有3次泛泛音和5次泛音音振蕩器器3.5.3石英晶體體振蕩器器電路3、泛音音晶體振振蕩器如何讓振振蕩器振振蕩在泛泛音頻率率上？串聯(lián)型晶晶振電路路，將晶晶體短路路后，調(diào)調(diào)整振蕩蕩頻率至至泛音頻頻率上?。≡俳由仙暇w即即成泛音音振蕩器器。串聯(lián)型泛泛音晶體體振蕩器器3.5.3石英晶體體振蕩器器電路3、泛音音晶體振振蕩器如何讓振振蕩器振振蕩在泛泛音頻率率上？在泛音晶晶振電路路中，，為了保保證振蕩蕩器能準(zhǔn)準(zhǔn)確地振振蕩在所所需要的的奇次泛泛音上，，不但必須須有效地地抑制掉掉基頻和和低次泛泛音上的的寄生振振蕩而而且必須須正確地地調(diào)節(jié)電路的環(huán)環(huán)路增益益，使使其在工工作泛音音頻率上上略大于于1，，滿足足起振條條件，，而在更高高的泛音音頻率上上都小于于1，，不滿滿足起起振條件件。3.5.3石英晶體體振蕩器器電路泛音晶體體振蕩器器電路舉舉例交流等效效電路？？例：某某一晶體體振蕩器器如圖所所示。解：交流流等效電電路如圖圖所示。。