东华大学高频电子电路通信电子电路5-技术方案.doc

5克拉泼（Clapp）振荡电路 考比兹(Colpitts)振荡器虽然有电路简单，波形好的优点，在许多场合得到应用，但从提高振荡器频率稳定性的角度考虑，电容三点式振荡器存在许多需要完善的不足之处。 原因： 晶体管的极间电容直接和谐振回路电抗元件并联，极间电容（即结电容）是随环境温度、电源电压和电流变化的不稳定参数，它的变化会导致谐振回路谐振频率的变化，因为振荡器的振荡频率基本上由谐振回路的谐振频率决定。 极间电容的数量级一定要知道，这样才能了解哪些电容在特定情况下是必须考虑的。课本将直接影响振荡器频率的稳定性。 结果：三点式振荡电路的频率稳定性不高。一般在量级，为提高频率稳定度，必须设法减小晶体管极间电容的不稳定性对振荡器频率稳定度的影响。 因为考比兹(Colpitts)振荡器存在不足，有必要对其进行改进，所以产生了——克拉泼（Clapp）振荡电路 改进的方法：串联改进型电容三点式振荡器—克拉泼（Clapp）振荡电路。 图（a）克拉泼振荡器的实用电路， 与普通电容三点式(Colpitts)电路相比，其区别仅在于b-c间的电感支路串入一个小电容， 满足，这就是串联改进型电路命名的来由。 图（b）是其高频等效电路。 ①克拉泼振荡电路的组态： 图中输入端（反馈接入端）与发射极相连，输出回路与集电极相连，基极通过旁路电容接地，所以电路为共基组态。 ②用于分析振荡频率的简化等效电路图5 —30 (忽略直流偏置电路) 该电路满足“射同（、）基反（串联呈现感抗）。 ③振荡频率的分析 振荡频率由选频回路决定，选频回路由和串联，再与并联构成。 谐振回路的总电容 满足 所以有 注意：串联电容的总电容取决于小电容，而并联电容的总电容取决于大电容。 振荡器的振荡频率 （5.3.8） 结论：由式（5.3.8）可知：当满足时，几乎不受晶体管极间电容（即输入输出电容）的影响，越小，晶体管极间电容对振荡频率的影响就越小。电路的频率稳定性就越好。 实际电路设计中谐振回路中元件的取值规则 根据需要的振荡频率确定的值，的取值应远大于。仅从振荡频率的稳定度考虑，越小越好，但过小会影响振荡器的起振。（下面分析） 了解 “晶体管对输出回路的接入系数” 计算接入系数的目的是计算晶体管输出的等效电阻，以便计算放大器的增益。下面给出接入系数与等效负载计算的方法。 图5 —30 接入系数与等效负载计算示意图 晶体管输出回路的两个端点c、b对谐振回路A、B两端的接入系数 （5.3.9） （注：对谐振回路的接入系数以电感为基准。） 谐振回路A、B两端的等效电阻， 将折算到输出回路c、b两端，得到晶体管的等效阻抗 （5.3.10） 由式（5.3.10）可得如下结论： Clapp振荡电路是以牺牲环路增益的方法来换取回路振荡频率稳定性能的改善。 综上分析，Clapp振荡电路有以下几点不足： ⅰ）在减小以提高振荡频率的同时，使环路增益减小，减小到一定程度会导致电路无法起振，这就限制了振荡频率的提高； ⅱ）Clapp振荡电路不适合作波段振荡器。 波段振荡器要求振荡频率在一定区间内可调，且输出信号的振荡幅值基本保持不变。由于Clapp电路是通过改变来调节振荡频率的，根据式（5.3.10）可知，的改变，导致变化，致使共基电路的增益变化，最终导致输出信号的幅值发生变化，使所调波段频率范围内输出信号的幅度不平稳。所以Clapp电路可以调节的频率范围不够宽，只能用作固定振荡器或波段覆盖系数（）较小的可变频率振荡器。一般Clapp电路的波段覆盖系数为1.2～1.3。 6西勒（Seiler）振荡电路 在对Clapp振荡电路的不足之处进行改进的基础，产生了西勒电路。 图（a）给出Seiler振荡电路的实用电路， Seiler电路是在克拉泼电路中的电感Ｌ两端并联了一个可变小电容,且满足、 ，这就是并联改进型电路命名的来由。 图（b）是其高频等效电路。 Seiler振荡电路的回路总电容 由串联，再与并联构成。 （5.3.11） 串联电容并联电阻取决于小电阻，小电容； 并联电容串联电阻取决于大电阻，大电容 振荡器的振荡频率 （5.3.12） 图5 —32 给出计算接入系数与晶体管等效负载的结构示意图 下面讨论晶体管c、b两端对谐振回路A、B两端的接入系数 问题：为什么要计算c、b两端对谐振回路两端A、B的接入系数？ Seiler电路的组态共基；射极e输入，集电极c输出输出回路在c、b之间 计算c、b两端对谐振回路两端A、B的接入系数就是为了计算真实负载对晶体管呈现的等效负载。也就是上图中的。求得之后，就可求出基本放大器的增益A。 真实负载通常并在谐振回路两端，而谐振回路是以电感为参照的，因此实际负载是并接在