通信电子线路（邱健）Chapter5正弦波振荡器-严国萍.ppt

Chapter 5 正弦波振荡器 5.1　概　述 5.2　反馈型振荡器基本工作原理 5.3　反馈型LC振荡器线路 5.3.2　三端式LC振荡器 5.4　振荡器的频率稳定问题 5.4.2　影响频率稳定度的因素 5.4.3　振荡器稳定频率的方法 5.5　石英晶体振荡器 5.5.2　晶体振荡器电路 5.6　其它形式的振荡器 哈特莱电路的优点： 1、L1、L2之间有互感，反馈较强，容易起振； 电路的缺点： 1、振荡波形不好，因为反馈电压是在电感上获得， 而电感对高次谐波呈高阻抗，因此对高次谐波的 反馈较强，使波形失真大； 2、电感反馈三端电路的振荡频率不能做得太高，这 是因为频率太高，L太小且分布参数的影响太大。 2、振荡频率调节方便，只要调整电容C的大小即可。 3、而且C的改变基本上不影响电路的反馈系数。 电容反馈三端振荡器(考毕兹电路) 电容三端式振荡电路 （a） （b） 可推导电容反馈三端电路的起振条件 hfe＞ ＞ 电容反馈三端电路的振荡频率 考毕兹电路的优点： 1）电容反馈三端电路的优点是振荡波形好。 2）电路的频率稳定度较高，适当加大回路的电容量，就可 以减小不稳定因素对振荡频率的影响。 3）电容三端电路的工作频率可以做得较高，可直接利用振 荡管的输出、输入电容作为回路的振荡电容。它的工作 频率可做到几十MHz到几百MHz的甚高频波段范围。 电路的缺点： 调C1或C2来改变振荡频率时，反馈系数也将改变。但只要在L两端并上一个可变电容器，并令C1与C2为固定电容，则在调整频率时，基本上不会影响反馈系数。 串联型改进电容三端式振荡器(克拉泼电路) （a）克拉泼电路的实用电路 （b）高频等效电路 因为C3远远小于C1和C2，所以三电容串联后的等效电容 振荡角频率 故克拉泼电路的振荡频率几乎与C1、C2无关。 和电容三端式电路中Cce与谐振回路的接入系数Pce=C2/(C1+C2)比较，由于C3C1，C3C2，所以P?cePce，同理 P?bePbe。 由于Cce的接入系数大大减小，所以它等效到回路两端的电容值也大大减小，对振荡频率的影响也大大减小。同理，Cbe对振荡频率的影响也极小。 因此，克拉泼电路的频率稳定度比电容三端式电路要好 克拉泼电路的接入系数: P?ce≈C3/ C1 P?be≈C3/ C2 (1)由于Cce、Cbe的接入系数减小，晶体管与谐振回路是松耦合。 (2)调整C1 C2的值可以改变反馈系数,但对谐振频率的影响很小。 而由于管子的放大倍数与频率成反比，故随着放大频率的升高振荡的幅度明显下降，上限频率受到限制。故: (3)调整C3值可以改变系统的谐振频率,对反馈系数无影响。 (1) 克拉泼电路的波段覆盖的范围窄。 (2) 工作波段内输出波形随着频率的变化大。 克拉泼电路的特点: 因为克拉泼电路要求的起振条件为 并联型改进电容三端式振荡器(西勒(Seiler)电路) (a)实际电路 (b)高频等效电路 其回路等效电容 振荡频率 (1) 波段覆盖率宽。 (2) 工作波段内,输出波形不随频率变化。 因为西勒电路要求的起振条件为： 而晶体管的放大系数正好满足特性。 西勒(Seiler)电路特点： C3的选择要合理，C3过小时，振荡管与回路间的耦合过弱， 振幅平衡条件不易满足，电路难于起振; C3过大时，频率稳定度会下降。 在保证起振条件得到满足的前提下，尽可能的减小电容C3值。 LC三端式振荡器组成法则(相位平衡条件的判断准则) 三端式振荡器的原理电路 三端式LC振荡器是一种反馈式LC振荡器。 当回路元件的电阻很小，可以 忽略其影响，同时也忽略三极管的输入阻抗与输出阻抗的影响，则电路要振荡必须满足条件： xbe+xce+xcb=0 (回路谐振) 对于振荡管而言，其集电极电压vo与基极输入电压 是反相的，二者相差180?，为了满足振荡系统的相位平衡条件，反馈系数F也须产生180?相位差，为此，xeb与xce必须性质相同，即为同名电抗，则xcb必然为异名电抗。 因为AF=1, F=1/A0, 所以F=xbe/xce0 , xeb与xce性质相同 简言之就是“ce，be同抗件，cb反抗件” 以此准则可迅速判断振荡电路组成是否合理，能否起振。也可用于分析复杂电路与寄生振荡现象。 xeb、xce电抗性质相同，xcb与xeb、xec电抗性质相反。 许多变形的三端式LC振荡电路，xce和xbe、xcb往往不都是单一的电抗元件，而是可以由不同符号的电抗元件组成。但是，多个