正弦波振荡器fp_高频电子线路_课件精要.ppt

第五章 正弦波振荡器 无线电发送与接收设备组成 概 述 正弦信号产生的方法 第五章 正弦波振荡器 主要内容 概述 反馈型LC振荡原理 反馈型LC振荡器 振荡器的频率稳定原理 高稳定度的LC振荡器 晶体振荡器 第一节 概述 概 述 三、主要技术指标 振荡频率* 频率稳定度* 振荡幅度 振荡波形 第二节 反馈型LC振荡原理 一、组成与基本原理 反馈型振荡器是通过正反馈联接方式实现的。 反馈型LC振荡器是由调谐放大器和正反馈网络构成。 串联谐振回路中的自由振荡现象 在反馈振荡器中, ＬＣ串联谐振回路是最基本的选频网络, 所以先讨论ＬＣ串联回路的自由振荡现象, 并以此为基础分析反馈振荡器的工作原理。 自由振荡衰减的原因——损耗电阻。 若回路无损耗, 则衰减系数α→∞, 回路两端电压变化将是一个等幅正弦振荡。 如果有办法, 不断地给回路补充能量, 使之刚好与损耗的能量相等, 那么就可以获得等幅的正弦振荡了。 RLC回路的瞬变现象 对振荡器电路性能的要求可以归纳为以下三点： 起振——保证振荡器接通电源后能够从无到有建立起具有某一固定频率的正弦波输出。 平衡——振荡器在进入稳态后能维持一个等幅连续的振荡。 稳定——当外界因素发生变化时，电路的稳定状态不受到破坏。 第二节 反馈型LC振荡原理 一 、振荡的建立与起振条件 振荡条件: 起振条件： Uf＞Ui或T＞1 A0F＞ 1 A0为电源接通时的电压增益 ?A + ?F =2nπ (n=0，1，2，…，n) 物理意义： 振荡为增幅振荡 振荡器闭环相位差为零，即为正反馈。 起振过程: 微小扰动电压： 放大→选频→反馈→再放大→再选频→再反馈‥‥ 三、振荡的平衡与平衡条件 平衡条件： Uf=Ui或T=1 AF= 1 ——等幅振荡 ?A + ?F =2nπ (n=0，1，2，…，n) ——正反馈 平衡过程： 刚起振时A0F1，增幅振荡，随着反馈回来的输入振幅的不断增大，谐振放大器进入非线性状态。 非线性状态电压增益A随着振幅增大而降低,直到AF=1时,达到平衡 振荡建立起来后，随着反馈回来信号的增大，谐振放大器放大特性由线性进入非线性区。其集电极电流将变成脉冲状，而谐振回路取出的信号是其基波分量Ic1m，其电压 起振工作于线性区，uc=icRp=gcuiRp ，其电压增益 Ao=gcRp 平衡时的电压增益 振幅增大后，工作于非线性区，其通角随输入信号增大而减小，故A减小，达到AF=1，达到平衡条件。 平衡的几种情况 （设F=0.2） Ao=8 ，AoF=1.6——起振，平衡时，AF=1 —— ?c=101.5o—— 甲乙类 Ao=10 ，AoF=2 ——起振，平衡时，AF=1 —— ?c=90o ——乙类 Ao=20 ，AoF=4 ——起振，平衡时，AF=1 —— ?c=66.3o ——丙类 反馈型振荡器起振时，放大器工作于甲类，而平衡时，工作于非线性状态。但是是工作于甲乙类、乙类还是丙类，要根据AoF的数值大小来定。 AoF=2 工作于乙类 AoF2 工作于丙类 1AoF2 工作于甲乙类 总结: 振荡器刚起振时，工作于甲类，起振后由甲类逐渐向甲乙类、乙类或丙类过渡。最后工作于什么状态完全由A0F的值来决定 振幅平衡条件AF=1可以确定振荡器的振幅， 相位平衡条件 ?A + ?F =2nπ可以确定振荡器的频率。 由于电路中有源器件、寄生参量及阻隔元件的影响， ?Y + ?F ≠0 为了使电路工作在相位平衡状态， ?Z ≠0 因此振荡器的频率并不等于回路的谐振频率。回路处于微小失谐状态。为简化问题，通常都近似地认为振荡频率就等于回路的谐振频率 第二节 反馈型LC振荡原理 三 、振荡平衡状态的稳定条件 习题5-1：什么是振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件？各有什么物理意义？它们与振荡器电路参数有何关系？ 第三节 反馈型LC振荡器 概述： 反馈型LC振荡器是由调谐放大器和正反馈网络构成 按反馈耦合元件可以分为： 互感耦合振荡器 ——通过电感线圈L1 与 L2 的互感M实现反馈。 电容反馈式振荡器 ——依靠电容产生反馈电压构成的振荡器 称为电容三点式振荡器又称考毕兹振荡器 电感反馈式振荡器 ——依靠电感产生反馈电压构成的振荡器，称为电感三点式振荡器，又称哈特莱振荡器 一、互感耦合振荡电路 电路形式 ①放大器为共基调谐放大。 ②通过L1 与L2的