第4章++正弦波振荡器分解.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 频率稳定度 4.4 LC振荡器的设计考虑 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 4.1.1 反馈振荡器的原理分析 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 4.1.2平衡条件 振荡器的平衡条件即为 与F(jω)反号的反馈系数F′(jω) 4.1.3 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 4.1.4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。 振幅稳定条件为 一个正弦信号的相位φ和它的频率ω之间的关系 4.1.5 振荡线路举例——互感耦合振荡器 图4 ─ 4是一LC振荡器的实际电路, 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。 4.2 LC 振 荡 器 4.2.1振荡器的组成原则 基本电路就是通常所说的三端式(又称三点式)的振荡器, 即LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而成的电路, 如图4 ─ 5所示。 ? 根据谐振回路的性质, 谐振时回路应呈纯电阻性, 因而有 三端式振荡器有两种基本电路, 如图4 ─ 6所示。 图4 ─ 6 (a)中X1和X2为容性, X3为感性, 满足三端式振荡器的组成原则, 反馈网络是由电容元件完成的, 称为电容反馈振荡器, 也称为考必兹(Colpitts)振荡器 图 4 ─ 7是一些常见振荡器的高频电路, 读者不妨 自行判断它们是由哪种基本线路演变而来的。 4.2.2电容反馈振荡器 图 4 ─ 8(a)是一电容反馈振荡器的实际电路, 图(b) 是其交流等效电路。 图4 ─ 8电路的振荡频率为 将gie折算到放大器输出端, 有 4.2.3 电感反馈振荡器 图4 ─ 9是一电感反馈振荡器的实际电路和交流等 效电路。 同电容反馈振荡器的分析一样, 振荡器的振荡频率 可以用回路的谐振频率近似表示, 即 4.2.4 两种改进型电容反馈振荡器 1. 克拉泼振荡器 图4 ─ 10是克拉泼振荡器的实际电路和交流等效电路 。 由图4 ─ 10可知, 回路的总电容为 2. 西勒振荡器 图4 ─ 11是西勒振荡器的实际电路和交流等效电 路。 它的主要特点, 就是与电感L并联一可变电容C4。 由图4 ─ 11可知, 回路的总电容为 4.2.5 场效应管振荡器 4.2.6 压控振荡器 压控振荡器的主要性能指标为压控灵敏度和线性度。 压控灵敏度定义为单位控制电压引起的振荡频率的变化量, 用S表示, 即 4.2.7 E1648单片集成振荡器 E1648单片集成振荡器的振荡频率是由10脚和12脚之间的外接振荡电路的L、C值决定, 并与两脚之间的输入电容Ci有关, 其表达式为 4.3 频率稳定度  4.3.1 频率稳定度的意义和表征 振荡器的频率稳定度是指由于外界条件的变化, 引起振荡器的实际工作频率偏离标称频率的程度, 它是振荡器的一个很重要的指标。 4.3.2 振荡器的稳频原理 由式(4 ─ 9b)有