吴《高频电子线路》10.24 上午34节 千墅210.ppt

第4章 正弦波振荡器 4.1 反馈振荡器的原理 4.2 LC 振 荡 器 4.3 振荡器的频率稳定度 4.4 LC振荡器的设计方法 4.5 石英晶体振荡器 4.6 振荡器中的几种现象 4.1 反馈振荡器的原理 一、反馈振荡器的原理分析 1、反馈振荡器的组成 反馈振荡器由放大器和反馈网络两大部分组成。 反馈型振荡器的原理框图如图4-1所示。由图可见, 反馈型振荡器是由放大器和反馈网络组成的一个闭合环路, 放大器通常是以某种选频网络(如振荡回路)作负载, 是一调谐放大器, 反馈网络一般是由无源器件组成的线性网络。 自激振荡的条件：就是环路增益为1, 即 二、平衡条件 根据前面分析，振荡器的平衡条件即为 现引入 与F(jω)反号的反馈系数F′(jω) 三、起振条件 为了使振荡过程中输出幅度不断增加, 应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大, 即振荡开始时应为增幅振荡, 因而由式(4-8)可知 四、稳定条件 1、振荡器稳定概念的提出： 2、振荡器的稳定条件 振荡器的稳定条件分为振幅稳定条件和相位稳定条件。 (1) 振幅稳定条件 要使振幅稳定，振荡器在其平衡点必须具有阻止振幅变化的能力。具体来说，就是在平衡点附近，当不稳定因素使振幅增大时，环路增益将减小，从而使振幅减小。 振幅稳定条件为： (2)、相位稳定条件 我们知道，一个正弦信号的相位φ和它的频率ω之间的关系： 五、振荡线路举例——互感耦合振荡器 同学根据黑板上“LC振荡器”的实际电路分析, 图中反馈网络由L和L1间的互感M担任, 因而称为互感耦合式的反馈振荡器, 或称为变压器耦合振荡器。 第4章 正弦波振荡器 《高频电子线路》 * (4-1) (4-2) (4-3) (4-4) (4-5) (4-6) 得 其中T(s)称为环路增益： 2、自激振荡的条件分析 根据图4-1，闭环电压放大倍数Ku(s)： 电压反馈系数为F(s)，则 开环电压放大倍数为K(s)： 由 (4-7) 通常又称为振荡器的平衡条件。 由式(4-5)还可知 形成增幅振荡 形成减幅振荡 (4-8) 也可以表示为： (4-9a) (4-9b) 式(4-9a)和(4-9b)分别称为振幅平衡条件和相位平衡条件。 现以单调谐谐振放大器为例来看K(jω)与F(jω)的意义。 若 由式(4-2)可得 (4-10) 式中, ZL为放大器的负载阻抗 (4-11) Yf(jω)为晶体管的正向转移导纳。 (4-12) (4-13) 这样, 振荡条件可写为 (4-14) 振幅平衡条件和相位平衡条件分别可写为 (4-15a) (4-15b) 值得说明的是： （1）平衡时电源供给的能量等于环路消耗的能量； （2）通常环路只在某一特定才满足相位条件。 称为自激振荡的起振条件, 也可写为 (4-16a) (4-16b) 式(4-16a)和(4-16b)分别称为起振的振幅条件和相位条件, 其中起振的相位条件即为正反馈条件。 图 4-2 振幅条件的图解表示 起振过程：开始增幅振荡 非线性 稳幅振荡 (4-17) 由于反馈网络为线性网络, 即反馈系数大小F不随输入信号改变, 故振幅稳定条件又可写为 (4-18) (4-19a) (4-19b) 设振荡器原在ω1 时处于相位平衡，即有： (4-20) 相位稳定条件为： 图 4-4 互感耦合振荡器 第4章 正弦波振荡器 《高频电子线路》 *