32 LC 正弦波振荡器.ppt

* * 3.2.1　三点式振荡电路 一、电路组成法则 图 3-2-1　三点式振荡的原理电路 　　1．电路 　　2．组成法则 　　交流通路中，晶体管的三个极与谐振回路的三个引出端相连接。其中，与发射极相接的为两个同性质电抗，接在集-基间的为异性电抗。 　　可证，此法连接必满足相位平衡条件，实现正反馈。 二、三点式振荡器电路 　　1 电容三点式振荡器电路 (1)电路 图 3-2-2　电容三点式振器电路 　　(2)组成 　　可变增益器件：晶体管 T；相移网络：并谐；发射极：为两同性质容性电抗；集-基：感性电抗。 (3)讨论 —— 起振与平衡 　　T 为可变增益器件，偏置电路设置合适 Q 点同时，随 vi 的增大产生自给偏置效应，加速放大器增益的下降。 图 3-2-4 　　直流偏置电路如图 3-2-4 所示。刚起振时，发射结直流偏置为静态偏置电压，VBE0= VBEQ = VBB - IBQRB - IEQRE 。 　　反馈→ vi ↑→ vi 一部分进入截止区→ iC为失真的脉冲波，其平均值 IC0 ICQ → VBE0 ↓ → 增益↓ → 平衡 2．电感三点式振荡器电路 (1)电路与元件作用 (2)组成法则判断 交流通路 图 3-2-6 三、电容三点式振荡电路的起振条件(相位与振幅) 1．等效电路 推导环路增益 T(j?) 时，应将闭合环路断开。 (1)改画电路 图 3-2-3　对应图 3-2-2 电路的交流通路 断点左面加环路的输入电压 Vi(j?) 断点右边(与C2 并联)接入自断点向左看进去的阻抗 Zi 三、电容三点式振荡电路的起振条件(相位与振幅) 1．等效电路[以图 3-2-2(b)为例] 推导环路增益 T(j?) 时，应将闭合环路断开。 (1)改画电路 图 3-2-3　对应图 3-2-2 电路的交流通路 断点左面加环路的输入电压 Vi(j?) 断点右边(与C2 并联)接入自断点向左看进去的阻抗 Zi Re0 ： L、C1、C2 并联谐振回路的固有谐振电阻。 Q0：固有品质因数。 (2)用混合 ? 型等效电路表示 　　设 fosc fT (管子的特性频率)，忽略 rbb? 、ree 和 Cbc? ，得简化的等效电路： (a)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 图 3-2-3　对应图 3-2-2 电路的交流通路 由图 3-2-3 可见，在 × 处呈现的输入阻抗。 其中 Zi = RE // re //(1/j?Cb?e)，re = 26 mV/IEQ 令 且设 则反馈电压 Vf(j?) 为： (Z1、Z2 串与 Z3 并) Z1 Z2 Z3 所以 (3-2-1) 将 Z1、Z2、Z3 表达式代入，整理得 (3-2-2a) 其中 式中， 谐振时满足虚部为 0，即 B = 0，?T(?osc) = 0 起振时满足 T(?osc) 1 (gm A) 可求得三点式振荡器的相位起振条件为 (3-2-3) 振幅起振条件为 (3-2-4) 讨论： 1．振荡角频率 ?osc 　　振荡频率 ?osc 由相位起振条件决定，解(3-2-3)求得 (3-2-5) 式中， ：LC 回路总电容， ：固有谐振角频率。 　　?osc 与 ?0 (LC) 有关，还与 gi (Ri)、g?L ( Re0、 RL) 有关，且 ?osc ?0 。 在实际电路中，一般满足 工程估算时，　　?osc ? ?0 = 　　　　　　　 (3-2-6) 2．振幅起振条件 　　工程估算时，令 ? = ?osc ? ?0 ，代入(3-2-4)式，即 (3-2-4) 振幅起振条件可简化为 设 (3-2-7) n 为电容分压比 (p127)，上式改写为 gm (3-2-8a) 或 (3-2-8b) Re0 ： L、C1、C2 并联谐振回路的固有谐振电阻。 Q0：固有品质因数。 (2)用混合 ? 型等效电路表示 　　设 fosc fT (管子的特征频率)，忽略 rbb? 、ree 和 Cbc? ，得简化的等效电路： 1．振荡角频率 ?osc 工程估算时，　　?osc ? ?0 = 　　　　　　　 (3-2-6) 2．振幅起振条件 振幅起振条件可简化为 设 (3-2-7) Av(?0) kfv 1 图 3-2-7 　推导 T(j?) 的等效电路 或 (3-2-8b) gm (3-2-8a) n 为电容分压比 (p127)，上式改写为 　　讨论：为满足振幅起振条件，应增大 Av(?0) 和 kfv 。 　　① 增大 kfv (= n) ，n2gi 增大