高頻電子線路第章-正弦波振蕩器

第4章正弦波振蕩器概述反饋型LC振蕩原理反饋型LC振蕩器振蕩器的頻率穩(wěn)定原理高穩(wěn)定度的LC振蕩器晶體振蕩電路

RC正弦波振蕩器

14.1概述一、振蕩器的功能在無輸入信號情況下，將電源的直流能量轉(zhuǎn)換成具有一定頻率、一定波形和一定振幅的交流信號能量輸出。二、振蕩器與放大器的區(qū)別

振蕩器：不需外加激勵信號相同點：直流能量交流能量不同點：放大器：需外加的激勵信號2振蕩器正弦波非正弦波：反饋型振蕩器負阻型振蕩器

LC振蕩器晶體振蕩器

RC振蕩器三、振蕩器的分類產(chǎn)生三角波、鋸齒波、矩形波等負阻器件+振蕩回路（正反饋原理）3四、正弦波振蕩器的用途高頻加熱設(shè)備醫(yī)療儀器發(fā)射機(載波頻率fc)接收機(本地振蕩頻率fL)數(shù)字系統(tǒng)：時鐘信號通信系統(tǒng)：測量儀器：信號源高頻能源：五、主要技術(shù)指標振蕩頻率、振蕩波形、振蕩幅度、頻率穩(wěn)定度44.2反饋型LC振蕩原理定義：從放大器的輸出信號中取出一部分反饋到輸入端作為輸入信號，無需外部提供激勵信號，能產(chǎn)生等幅正弦波輸出稱為反饋型振蕩器。一、反饋型正弦波振蕩器的組成

正反饋網(wǎng)絡(luò)

放大器

（選頻網(wǎng)絡(luò)）5組成：放大器──是對反饋信號進行放大；正反饋網(wǎng)絡(luò)──是將輸出回路中的能量取出一部分加 到放大器的輸入端；選頻網(wǎng)絡(luò)──是獲得單一確定的振蕩頻率；穩(wěn)幅環(huán)節(jié)──使振蕩的輸出穩(wěn)定。內(nèi)穩(wěn)幅外穩(wěn)幅利用放大器件的非線性6二、振蕩的建立與起振條件放大器的電壓增益：反饋系數(shù)：這時調(diào)諧放大器與反饋網(wǎng)絡(luò)就構(gòu)成了自激振蕩器。環(huán)路增益調(diào)諧放大器反饋網(wǎng)絡(luò)－＋－＋－＋7起振條件：n=0,1,2…振幅起振條件相位起振條件增幅振蕩正反饋－＋－＋調(diào)諧放大器反饋網(wǎng)絡(luò)8三、振蕩的平衡條件剛起振時，起始偏壓為正偏置電路的偏置電壓為：IEUB+UE_+UBE_－＋－＋9UoOA

振蕩特性反饋特性10n=0葬,1根,2舌…振幅可平衡志條件相位平衡兄條件平衡衫條件紗：等幅鏡振蕩丙類乙類甲乙顛類甲類???放大去器進有入平眾衡的櫻原因叫：（1鹿）放竭大器賽固有躺的非捉線性妄特性（2井）自幸給偏角壓效鹽應(yīng)從起致振到插平衡渣，放攜大器經(jīng)工作承狀態(tài)孕的變市化:11晶體管反饋網(wǎng)絡(luò)

LC選頻網(wǎng)絡(luò)平衡溪條件伏的另削一種陪表示逆形式精：振幅武平衡障條件蠻:相位嗽平衡曲條件握:12四、蠟振餅蕩器承平衡吉狀態(tài)過的穩(wěn)蠶定條親件1)獵穩(wěn)定歉平衡忌與不屬穩(wěn)定接平衡2)捆振息蕩器脊的穩(wěn)鏡定平般衡因某渣一外跳因的謊變化域，振起蕩的勵原平愛衡條羨件遭拌到破倒壞，突振蕩老器能貢在新熱的條分件下蹦建立濁新的令平衡稿，當難外因程去掉酸后，感電路鄭能自砌動返跨回原列平衡動狀態(tài)倉。滿未足這梁樣條吐件的盾平衡陳稱為叮穩(wěn)定溉平衡傅。133）船振侄幅平疼衡的缸穩(wěn)定肅條件UoOA

Q外因朽變化F1/FQ1AF>1（增亮幅振茂蕩）輸出增大Q1點達到新的平衡外因泡消失FAF<1（減若幅振完蕩）輸出減小回到原平衡狀態(tài)Q點1/F穩(wěn)定B點患不穩(wěn)曉定：外因挽變化AF>1（增幅振蕩）輸出增大Q1點達到新的平衡F1/FQ1外因壇消失AF<1（減替幅振缺蕩）輸出減小回到Q點達到平衡FQ點穩(wěn)餐定：軟激撓勵硬激腫勵振幅柴的穩(wěn)例定條禾件：（應(yīng)虎避免景）14tui4）防相唯位平斬衡的睜穩(wěn)定正條件頻率恒隨相需位變恢化的舟關(guān)系筐：頻率廣與相晚位的擋關(guān)系矩：（頻寬率的祖穩(wěn)定派條件艇）信號周期信號頻率信號頻率信號周期15Oωωo0)(<??@?++?\wjwjjjZFZY相位慢平衡攝的穩(wěn)稻定條農(nóng)件：即要物求選豎頻網(wǎng)炒絡(luò)的選相頻輕特性倉曲線在工屋作頻廉率附互近應(yīng)參具有牙負斜竊率。實際伍中的并聯(lián)LC諧振述回路穩(wěn)正好餡具有臘這種罰相頻飯?zhí)匦园怠?6總啄結(jié)1)泰正弦暴振蕩唱器工示作條晶件包潑括起振美條件榨：平衡僑條件范：穩(wěn)定貢條件漁：保證玻振蕩丹器從襲無到猴有建秤立起農(nóng)振蕩保證頸振蕩誓器進糞入平南衡狀們態(tài)，株產(chǎn)生陪持續(xù)則的等林幅振評蕩保證骨平衡筒狀態(tài)飲不因漠外界盆不穩(wěn)娘定因死素影雷響而侄受到閥破壞振幅雜穩(wěn)定隔條件相位僅穩(wěn)定拆條件172)終振蕩棗器的依靜態(tài)彼工作塔點應(yīng)艱設(shè)計懼在軟激劫勵狀湯態(tài)4)至判斷納能否像產(chǎn)生眨正弦疏振蕩絡(luò)的方座法a)是否寒可能適振蕩把——頃首先增看電壤路供鉆電是且否正浮確；總二是宅看是烈否滿廁足相聾位平掙衡條最件（正反銹饋）b)是否券起振版——墓看是戀否滿雕足振挽幅起挎振條場件c)是否聲產(chǎn)生及正弦其波—吧—看能是否胞有正土弦選懷頻網(wǎng)默絡(luò)3)伶從振堵蕩到襪平衡酒是由儲晶體勒管非仇線性芳與自頭給反仿偏壓譯共同術(shù)作用稅的結(jié)剪果，牌稱為內(nèi)穩(wěn)鈴幅；需要緣瑞外加增穩(wěn)幅柱電路歷的稱勝為外穩(wěn)記幅184.解3饑反饋跌型LC振蕩予器以LC諧振象回路俊作選饅頻網(wǎng)棄絡(luò)的反勻饋振閉蕩器墳稱為骨LC渴正弦慚波振急蕩器LC振蕩器互感耦合電感三點式電容三點式19一、頭互感雀耦合LC振蕩別器互感言耦合協(xié)振蕩并器是槍依靠線圈張之間鞏的互頂感耦留合實現(xiàn)夾正反退饋的稻，耦丸合線器圈同尼名端炒的正飯確位單置的福放置幅，選攤擇合帽適的統(tǒng)耦合乳量M，使貪之滿寬足振漠幅起抓振條度件很揉重要騰?；ジ蓄欛詈蠅握袷幠仄饔谢トN射形式李：調(diào)基膚電路尺、調(diào)療集電陽路和再調(diào)射近電路山，這是漿根據(jù)錦振蕩卷回路職是在隔集電痰極電述路、饅基極票電路螺和發(fā)蠻射極寸電路需來區(qū)籠分的涂。判斷忌相位雅平衡直條件納是否妖滿足帖的方胡法：倒通常圓采用瞬時掠極性諒法。20共基積調(diào)集響型bce高頻攤旁路造電容1)判斷員是否厲可能迅振蕩借的基寺本準碎則：厚是否墻是正腫反饋碧。正反鑼饋系柳數(shù):振蕩淋頻率幻玉:2)是否纏能起浮振：壇取決律于變榮壓器花是否氏有足湊夠的辰耦合碰量M方法毀：瞬敗時極習性法21共e埋調(diào)b漸型bce高頻府旁路觸電容－共b導調(diào)e趟型高頻派旁路僵電容ebc－－互感扛耦合達振蕩備器在織調(diào)整趁反饋格(改偷變M代)時齊，基賢本上腫不影匙響振蝕蕩頻目率。拔但由蛋于分吩布電肅容的形存在壁，在久頻率窯較高孤時，切難于踏做出拒穩(wěn)定歇性高頓的變籃壓器姑。因絹此，害它們凍的工纖作頻梨率不滴宜過貧高，一般匯應(yīng)用敞于中標、短黨波波兼段。22二、嗎電容本反饋返式振甩蕩器兵(考甜畢茲供電路維)1、伐電路霜結(jié)構(gòu)直流融通路交流此等效仍電路電容帥三點搞式振退蕩器becC1C2L反饋償信號蕩取自謊C2兩端232、哨相位聞平衡遺條件用矢量惹法分析訴其交滅流通進路是音否滿幕足相甲位平據(jù)衡條璃件，真即分濾析電血路是俯否為懲正反刪饋。+--++-243、遷起振健條件分析六起振慢條件違時可退以利拼用高頻煤小信揭號放伯大器功的分析憤法。（1春）謎電壓命增益25（2果）反碼饋系高數(shù)（鄙忽略柏各個兄g的糞影響掌）（3賽）起輔振條右件①滿足驅(qū)起振搶條件條是選簽取晶澡體管曠的②從輸菌出電燒導和賺負載險電導獨的影權(quán)響看亮，F(xiàn)暴越大梯越容浮易起萄振，休從輸反入電正導看妥，F(xiàn)駐不能夕太大笛。因根而兼求顧二株者，F(xiàn)一妖般選忘取。264、悄振蕩去頻率振蕩獻頻率紡一般怕可以抱利用相位芬平衡賭條件求解圖。在忽略、、等的影響，可得近似式為若忽肅略晶快體管辮輸入墾電容壯和輸絕出電香容的蟲影響27三、訂電感歉反饋筒式振最蕩器(哈修特萊蟻電路鄉(xiāng)豐)1、剖電路挑結(jié)構(gòu)電感旺三點所式振裳蕩器becCbceeL2L1b反饋托信號焰取自沉L2兩端28becL2L1C2、痕相位喚平衡篩條件+--++-3、京起振遍條件反饋寧系數(shù)顆:若忽職略互交感M史的影而響則獄有：4、離振蕩憂頻率29四、枯電感頌三點籮式與陪電容鐘三點哭式的岔比較頻率曠不易鎖調(diào)（決調(diào)L耀，調(diào)胳節(jié)范素圍小攜）缺點目：優(yōu)點推：(1撫)高堆次諧學波成賴分小谷，輸限出波替形好(2豆)振慎蕩頻貪率可列以做屯得很始高缺點捧：(2路)疑振蕩決頻率稿不能鍵太高（1嫁）輸鈔出波微形差優(yōu)點瞧：頻率瀉易調(diào)尤（調(diào)徐C）30五、忘L樣C三囑點式恩振蕩吼器相香位平潛衡條拉件的絹判斷刊準則bce(1豪)Xbe、Xce應(yīng)為臨同性修質(zhì)的淹電抗峰元件宜；(2斑)Xcb與Xce、Xbe的電菠抗性盒質(zhì)相斥反。結(jié)論排：射濟同集剪（基熄）反(3竟)斤對于享振蕩仰頻率壓，應(yīng)鉛滿足振：31例1判斷悉下圖險電路穩(wěn)能否各振蕩慶，能除振蕩惹的屬湊于哪排種類挑型振驕蕩器。32分析顛：3334(e安)經(jīng)減判斷寺滿足煙相位擾平衡恩條件脅，故鍬可能技振蕩引，為物共基石調(diào)射辣型互廚感耦鋒合振評蕩器騰。⊕○1⊕○2○3○45⊕(f鈔)經(jīng)伐判斷鍋滿足快相位魔平衡扎條件箭，故圈可能隔振蕩賴，為舍共射駐調(diào)基似型互鞭感耦膜合振顏蕩器皇。⊕⊕⊕⊕35例236例3z90o-90o0o0LC37z90o-90o0o0LC384.畫4慢振勿蕩器北的頻剖率穩(wěn)梳定原具理一、頻率穩(wěn)定度的定義

頻率按穩(wěn)定秘度的盛定義壯：39按照竄時間媽間隔銅長短棒的不甘同，架頻率厘穩(wěn)定楚度分哨為一天酷以上溫乃至蓬幾個付月內(nèi)綁振蕩閉頻率興相對蟻變化幅量主要歇由于您器件粥老化柳。一天婆之內(nèi)錄振蕩般頻率席的相若對變啄化量主要必由于故溫度名、電促源電遭壓等屑外界婚因素疾變化長期頻率穩(wěn)定度短期頻率穩(wěn)定度瞬時頻率穩(wěn)定度秒或促毫秒茫內(nèi)振餐蕩頻塊率的胃相對將變化毀量由電百路內(nèi)脅部噪燈聲或堪突發(fā)淹性干茂擾引曠起。中波穿廣播死電臺膨發(fā)射全機的愛頻率傷穩(wěn)定滑度為電視策發(fā)射陪機的充頻率尋穩(wěn)定乖度為標準信號發(fā)生器的頻率穩(wěn)定度為~40?二、拾頻率吹不穩(wěn)瞎定的幟原因晶體管反饋網(wǎng)絡(luò)

LC選頻網(wǎng)絡(luò)uiic1uc1uf41?二、烏頻率見不穩(wěn)跨定的眼原因晶體管反饋網(wǎng)絡(luò)

LC選頻網(wǎng)絡(luò)uiic1uc1uf振蕩隱頻率拍：并聯(lián)刊諧振席回路攪的相鋪角：、42具體鞏分析庭導致鬧頻率時不穩(wěn)刊定的全因素醫(yī)：(3廉)負陣載變情化腹——晴影響談回路惜Q值（1蓄）L冬C回冷路參警數(shù)不作穩(wěn)定溫度機械樹振動（2晶）晶謠體管屆參數(shù)鋼不穩(wěn)稼定溫度電源訓電壓43三、霜振蕩銅器的鍬穩(wěn)頻苗措施2、擔提高子振蕩峽回路渾的標湖準性1、俗減小回外界鋼因素戒變化月的影替響溫度憑的影恨響采用齡高穩(wěn)淚定度羨直流銹穩(wěn)壓型電源采用寶金屬君屏蔽芒罩采用輪減震齒器在振卻蕩器普和負忌載之尾間加苦緩沖巴器電壓湖的影所響負載列的影營響電磁標場的閉影響振動告的影夠響將振聰蕩回它路或旺整個極振蕩猾器置沉于恒燃溫槽44三、筑振蕩注器的室穩(wěn)頻車措施3、星提潔高回泛路的址品質(zhì)刻因數(shù)4、匯選用托高穩(wěn)蝦定度樣的振值蕩電擔路據(jù)L約C回妻路的桿特性內(nèi),Q伸值越羊大,敘相鼠頻特麻性曲假線越筐陡峭距,相犁位越勉穩(wěn)定莫。如克達拉波冰振蕩挺電路默、西跑勒振誕蕩電野路、介石英陸晶體料振蕩梢電路瞇。454.惕5羊高弦穩(wěn)定筋度的糾LC版振蕩愚器一趣、一紐奉般電肢容三甩點式遷振蕩糧電路賺的穩(wěn)御定性挪分析工作催狀態(tài)哄和外編界條奏件的惑變化以都會棗改變Cie和Coe的值精，從冠而改作變振腥蕩頻指率f0，導肅致f0不穩(wěn)赤定。46二容、串答聯(lián)改江進型閱電容月三點刺式振姨蕩器牧（克執(zhí)拉潑曲振蕩炸器C蛙LA品PP肉）C3<<C1，C3<<C2振蕩校頻率約：優(yōu)點打：頻抖率可柿調(diào)47克拉某潑振域蕩器犧的缺激點：波段拖范圍策不寬恢，波拼段內(nèi)專輸出參幅度辟不平愈穩(wěn)，潮波段澡覆蓋甜系數(shù)聾一般滿約為聾1.泊2-暗1.慨3,律實希際中貼常用君于固奸定頻掀率振營蕩器。.CL牢AP膝P電劑路的主要賣缺點熔是：我頻率顫不能茂太高姓，48三頓、并炎聯(lián)改擁進型寨電容蛋三點咱式振櫻蕩器艦（西翁勒振蠢蕩器耳Se養(yǎng)il批er秧）C3<<C1，C3<<C2振蕩絡(luò)頻率沉：bce49改進：克杠拉波毛電路蛇中是笑改變暴C3來調(diào)碧節(jié)頻策率，抵而C3的改短變會影響響接入蛋系數(shù)貪P，得從底而可侵能導善致停定振。笨但西榆勒電廈路中舌，改諸變C4來調(diào)皂節(jié)頻膀率，碌而C4的改庭變不會影響障接入辛系數(shù)夢P。相對凳克拉臥潑振泄蕩器暫的改率進之杏處：故西屯勒電臂路的舒優(yōu)點腫：振淚蕩頻卷率可毅以很申高，古且在波襲段內(nèi)含振幅技比較振穩(wěn)定從，調(diào)諧爸范圍盡比較孤寬，僑實際音中常性用于塵波段針振蕩碑器。50例：-+-+分析決：本巴題是蘿一個發(fā)西勒磚電路江。51524.走6連晶體傍振蕩撐電路以石差英諧脆振器晝作選咐頻網(wǎng)茄絡(luò)的反益饋振說蕩器魯稱為攝石英次晶體表振蕩綢器其頻率穩(wěn)定度可達~，而LC回路的一般不超過因為罩石英律諧振漠器具鼻有極穿高的蓄Q值森和良延好的稠穩(wěn)定小性53一、殼石英攜晶體會及其抗特性從一議塊晶犬體上表按一毀定的方恢位角引切割貫成的頸薄片稱為游晶片化學裹成分寺：S暮iO21.梳石拘英晶及體的參結(jié)構(gòu)皆和基傍本特符性基本端特性闊：壓電屬效應(yīng)極板創(chuàng)間加慘電場晶體培產(chǎn)生東機械眠變形反壓胖電效裂應(yīng)：正壓版電效醬應(yīng)：極板值間加架機械勤力晶體愈產(chǎn)生朱電場交變奔電壓機械振動交變電壓當交駐變電員壓頻斧率井=隔固有場頻率狐時，研振幅年最大匙。壓電卸諧振當晶勉體幾社何尺滾寸和皆結(jié)構(gòu)婦一定鍵時，腥它本港身有銳一固粉定的醋機械占振動水頻率邁。542.爛石朵英晶灶體的秒等效姨電路Lq:動態(tài)照電感費,表填征質(zhì)漠量幾十mH～幾優(yōu)百Hrq:動態(tài)貸電阻噸,表豆征摩擦輸損耗幾～爆幾百餐歐JT符號等效巨電路C0:靜態(tài)垮電容五,約2～笛5P弦F故晶汪體潛Q值干很高父，一照般為俱幾萬暈至幾殊百萬

Cq:動態(tài)電容,表征彈性55JT符號等效刊電路串聯(lián)秩諧振呀頻率吸:并聯(lián)移諧振嶺頻率大：通常所以563.健石舊英晶僻體的蝴電抗呢特性fXfPfq容性容性感性忽略時，總阻抗為呈感座性呈容惑性相當知于短脊路X=閥0相當仆于開源路X<魯0X>慶0574、塵石坑英晶林體的械使用夠注意嫁事項標稱頻率fNJTCL負載電容:外世接一騾定的贊負載剝電容CL時所魯對應(yīng)妙的頻繞率58二、小晶體湖振蕩紀器并聯(lián)型晶體振蕩器串聯(lián)型晶體振蕩器fq<f虹<fp，晶悶體作電魚感元森件使蠢用f參=fq，晶導體作短哥路元童件使利用591、橡并笛聯(lián)型瀉晶體卡振蕩繩器皮爾暢斯密勒兩種鎮(zhèn)基本撞類型殺電路60典型皮爾讓斯電路負載萌電容CL回路寶總電倍容調(diào)節(jié)惰C3可使桿其工疊作在躬標稱孟頻率刃上612、燥串愿聯(lián)型須晶體騾振蕩巧器JT62舉例商：63機械冒振動傾的諧槍波稱頭為泛或音。利用惕基頻紫振動奪稱為基頻業(yè)晶體，利敞于泛勿音振孝動稱禁為泛音怨晶體。石英費晶體榴基頻淡越高特，晶訓片越嗎薄，斬加工捎難并傻易碎質(zhì)，故申要求京頻率鑒高時鼻使用震泛音碎頻率將。多掀用三慮次和按五次修的。奇次3、領(lǐng)泛音忽晶體挺振蕩屢器晶體屆完整劃的等儲效電自路64L1C1回路電抗曲線CL3、驕泛音父晶體顆振蕩婦器（1幼）對肌基頻闖和三甜次泛球音，渴回路索呈感仔性，顧使電刪路不序滿足欲振蕩菌的相先位條距件，炕不能壞產(chǎn)生伸振蕩榆。要構(gòu)辦成5智MH抵z五惱次泛環(huán)音晶冤體振初蕩器逐，則f01（2往）對流五次雖泛音至頻率