chapter10正弦波振蕩電路part2new課件

正弦波振蕩器的分類變壓器耦合反饋式電感反饋式（電感三點(diǎn)式）電容反饋式（電容三點(diǎn)式）LC振蕩器RC移相振蕩器RC選頻振蕩器RC振蕩器石英晶體振蕩器上次課內(nèi)容振蕩的基本原理兩種RC振蕩電路RC移相振蕩器RC選頻振蕩器基本放大電路Ao反饋電路F反饋信號(hào)代替了放大電路的輸入信號(hào)。一、振蕩的基本原理起始信號(hào)的產(chǎn)生：在電源接通時(shí)，會(huì)在電路中激起一個(gè)微小的擾動(dòng)信號(hào)，它是個(gè)非正弦信號(hào)，含有一系列頻率不同的正弦分量。起振條件：相位起振條件幅度起振條件平衡條件：振幅平衡條件相位平衡條件一、RC超前移相網(wǎng)絡(luò)振蕩器：對(duì)于的信號(hào)，—

滿足相位平衡條件圖10.22文氏電橋振蕩器對(duì)于的信號(hào)，—滿足相位平衡條件瞬時(shí)極性法判別相位條件所謂相位條件即電路中必須引入正反饋，故正弦波振蕩電路能否滿足相位條件即是判斷電路中是否引入了正反饋。瞬時(shí)極性判別方法：輸入信號(hào)和反饋信號(hào)在三極管的同一極：輸入信號(hào)和反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性相同為正反饋，反之為負(fù)反饋。RC選頻網(wǎng)絡(luò)RC選頻網(wǎng)絡(luò)中的輸入與輸出極性相同。具有負(fù)溫度系數(shù)的半導(dǎo)體熱敏電阻帶穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的電路（1）穩(wěn)幅過(guò)程：uoTRFAu具有正溫度系數(shù)的半導(dǎo)體熱敏電阻帶穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的電路（2）穩(wěn)幅過(guò)程：uoTR1AuIDUD振蕩幅度較小時(shí)正向電阻大振蕩幅度較大時(shí)正向電阻小利用二極管的正向伏安特性的非線性自動(dòng)穩(wěn)幅。R++∞RF2R1CRC–uO–+D1D2RF1穩(wěn)幅環(huán)節(jié)帶穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的電路（3）10.3.1變壓器耦合反饋式振蕩器圖10.23三種不同接法的變壓器耦合反饋式振蕩器互為同名端的相位相同；互為異名端的相位相反。變壓器上繞組的相位關(guān)系：共射組態(tài)－正反饋正反饋共基組態(tài)補(bǔ)充：三點(diǎn)式振蕩器

X2X3X1+_Ui’=UfUO+_X1,X2,X3組成并聯(lián)LC諧振網(wǎng)絡(luò)。諧振網(wǎng)絡(luò)中的三個(gè)引出點(diǎn)分別接至三極管的三個(gè)極。因此稱為三點(diǎn)式振蕩器。討論：X1,X2,X3放置何種電抗元件，才能滿足相位條件？X2X3X1+_UO+_Ui’=Uf為了滿足相位條件，Uf與UO呈反相關(guān)系。X2、X3代表的電抗元件極性必須相反。即一個(gè)為電容，則另一個(gè)必為電感。“射同基反”：

射極接的是相同性質(zhì)的電抗元件,基極接的是相反性質(zhì)的電抗元件。判斷三點(diǎn)式振蕩電路是否滿足相位條件：X1與X3的電抗特性相同。X2與X3的電抗特性不同。三點(diǎn)式：電容反饋式振蕩器電感反饋式振蕩器LC2C1+_UO+_CL2L1+_UO+_電容反饋式振蕩器電感反饋式振蕩器10.3.2電容三點(diǎn)式振蕩器電路

（電容反饋式振蕩電路）共射（CE）組態(tài)共基（CB）組態(tài)．共射電容三點(diǎn)振蕩器LC2cbeCICILUbUf

Uo1．．．．1)畫出該振蕩器的交流等效電路，判

斷其電路類型。LC2cbeCICILUbUf

Uo1．．．．．2）振蕩頻率：3）反饋系數(shù)：（二）電容三點(diǎn)式振蕩器（CB）

1)畫出該振蕩器的交流等效電路，判

斷其電路類型。Re0是考慮實(shí)際LC回路具有損耗而添加的電阻。2)求該振蕩器的工作角頻率3)求反饋系數(shù)F10.3.3電感三點(diǎn)式振蕩器電路

圖3.12電感三點(diǎn)式振蕩器電路在fT>>fg條件下，晶體管極間電容的影響可忽略不計(jì)。振蕩器的工作頻率(3.2―10)(b)交流通路10.4石英晶體振蕩器10.4.1關(guān)于振蕩頻率的幾個(gè)指標(biāo)1.頻率的準(zhǔn)確性2.頻率的穩(wěn)定性測(cè)量值設(shè)計(jì)值10.4.2石英諧振器的物理特性和電特性1.石英諧振器的物理特性石英晶體是SiO2的天然晶體。圖3.31晶體的形狀及橫斷面(a)晶體外形；(b)橫斷面圖10.29石英諧振器的結(jié)構(gòu)1）具有正壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)是指在晶體片兩個(gè)側(cè)面上施加壓力時(shí)，晶體片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，與此同時(shí)，在它的表面上還會(huì)產(chǎn)生異性電荷。 正壓電效應(yīng)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋７磯弘娦?yīng)（電致伸縮）是指在晶體片兩個(gè)表面上施加電壓E，晶體會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，如延伸。當(dāng)電壓的極性相反時(shí)，晶體就會(huì)收縮。 反壓電效應(yīng)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。2）具有反壓電效應(yīng) 當(dāng)外加電壓頻率等于晶體的固有頻率時(shí)，振動(dòng)幅度最大，稱為諧振。

晶體是一種具有諧振性能的換能器，因此稱為石英諧振器。4)具有各向異性

石英晶體的性能各個(gè)方向不同。3)物理特性和化學(xué)特性及其穩(wěn)定石英晶體機(jī)械振動(dòng)頻率的穩(wěn)定性非常好，受外界影響小。5)具有多模性

石英諧振器是一個(gè)頻率極其豐富的諧振系統(tǒng)。諧振頻率不僅有基音，還有泛音。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。圖10.30石英晶體的等效電路和電抗特性(a)晶體符號(hào)；(b)某振動(dòng)模式的電等效電路2.石英諧振器的電特性(a)(b)頻率豐富的諧振系統(tǒng)支架電容無(wú)諧振時(shí)的固有電容模擬基音諧振模擬三次泛音諧振圖10.18某一頻率等效電路忽略rq，等效電路兩端電抗：式中：

晶體的串聯(lián)諧振角頻率。

晶體的并聯(lián)諧振角頻率。失諧支路，近似開(kāi)路圖10.30(c)某一頻率等效電路；(d)電抗特性感性容性容性發(fā)生串聯(lián)諧振，電抗為0，為純電阻，相移為0。晶體用短路線代替。晶體表現(xiàn)為感性，可等效為一個(gè)電感。其值約為10-3量級(jí)10.4.3串聯(lián)型石英晶體振蕩器串聯(lián)型石英晶體振蕩器把石英晶體用作選頻短路線。晶體接在正反饋回路中，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(shí)，晶體諧振器的阻抗近似為零；正反饋?zhàn)顝?qiáng)。圖10.31串聯(lián)型晶體振蕩器T1

T2

R1

R2

R3

R4

R5R6

晶體

+VCC

C

uo

振蕩器的工作頻率為：10.4.4并聯(lián)型石英晶體振蕩器并聯(lián)型石英晶體振蕩器把石英晶體用作電感元件。

振蕩器的工作頻率滿足：圖10.32并聯(lián)型石英晶體振蕩器(a)原理電路;(b)交流通路負(fù)載電容說(shuō)明

市場(chǎng)上出售的石