第五章 正弦波振荡器精要.ppt

第5章 正弦波振荡器 ——李阳 2016.03 本章主要讨论 反馈型正弦波振荡器的基本工作原理 振荡器的起振条件 振荡器的平衡条件 振荡器的平衡稳定条件 正弦波振荡器三端电路的判断准则 反馈型振荡器的起振条件 维持等幅振荡的平衡条件 振荡器平衡状态的稳定条件 振荡器平衡状态的稳定条件 5.3　反馈型LC振荡器线路 LC振荡器按其反馈网络的不同，可分为互感耦合振荡器、电感反馈式振荡器和电容反馈式振荡器三种类型。 　　本部分内容重点介绍不同型式的反馈型LC振荡器，以三点式振荡器作为重点。 　　互感耦合振荡器是依靠线圈之间的互感耦合实现正反馈的，耦合线圈同名端的正确位置的放置，选择合适的耦合量M，使之满足振幅起振条件很重要。 　　互感耦合振荡器有三种形式：调基电路、调集电路和调发电路，这是根据振荡回路是在集电极电路、基极电路和发射极电路来区分的。 调基电路 调基电路:振荡频率在较宽的范围改变时，振幅比较平衡。 调集电路 调集电路在高频输出方面比其它两种电路稳定，而且幅度较大，谐波成分较小。 5.3.2　三端式LC振荡器 LC三端式振荡器组成法则(相位平衡条件的判断准则) 口诀1：集基相同与相反，振荡起来并不难； 口诀2：be、ce同抗性，bc反抗性 口诀1与口诀2效果同，挑好理解的记忆 电感反馈三端式振荡器(哈特莱电路) 电容反馈三端振荡器(考毕兹电路) 本章重点 互感耦合型振荡器的判断 三端式振荡器的判断 构成振荡器的条件 集中振荡器的比较 高稳定性振荡器的改进方法和原理 * * 高频电路 1.定义 高功放 不需外加激励，自身将直流电能转换为交流电能。 2.振荡器的分类 正弦波振荡器 非正弦波振荡器 振荡器 波形 产生机理 反馈式振荡器 负阻式振荡器 反馈型LC振荡器 反馈型RC振荡器 本章主要介绍反馈型RC、LC振荡器和石英晶体振荡器的工作原理。 石英晶体振荡器 一.放大器转化为振荡器的条件 + – v f v o L C + – + v i K 1 2 R b2 R e C e + V CC M + – 　　若开关K拨向“1”时，该电路则为调谐放大器，当vi = vf 时，将开关K快速拨向“2”点，则集电极电路和基极电路都维持开关K接到“1”点时的状态，即始终维持着与vi相同频率的正弦信号。这时，调谐放大器就变为自激振荡器。 反馈型自激振荡器的电路构成必须由三部分组成： 包含两个(或两个以上)储能元件的振荡回路。 2) 可以补充由振荡回路电阻产生损耗的能量来源。 3) 使能量在正确的时间内补充到电路中的控制设备。 所以起振条件为： 振幅平衡起振条件 相位起振条件 或 所以等幅振荡条件为： 振幅平衡条件 相位平衡条件 或 平衡状态的稳定条件：指在外因作用下，平衡条件被破坏后，振荡器能自动恢复原来平衡状态的能力。 工作于非线性状态的有源器件（晶体管、电子管等）具有稳定振幅的功能； LC并联谐振回路不但是决定振荡频率的主要角色，且是稳定振荡频率的机构。 管子是自动稳幅机构，并联谐振回路具有相位稳定功能。 1) 振幅平衡的稳定条件 0 omQ om om V V V A = ? ? 振幅平衡的稳定条件 相位稳定条件 w ? j ? ? w ? j ? Z ＜0 5.3.1　互感耦合振荡器 V CC R b1 R b2 C b C e M C L 1 L 2 R e L V CC R b1 R b2 R o C b C e M C L 2 L 1 三端式LC振荡电路是经常被采用的，其工作频率约在几MHz到几百MHz的范围，频率稳定度也比变压器耦合振荡电路高一些，约为10–3~10–4量级，采取一些稳频措施后，还可以再提高一点。 三端式LC振荡器有多种形式，主要有： 电感三端式，又称哈特莱振荡器(Hartley)； 电容三端式，又称考毕兹振荡器(Coplitts)； 串联型改进电容三端式，又称克拉泼振荡器(Clapp)； 并联型改进电容三端式，又称西勒振荡器(Selier)。 X be + – b X ce X cb v i v f + – – + v o c e xbe+xce+xcb=0 (a) 共发电感反馈三端式 振荡器电路 (b) 等效电路 v 1 R b1 R b2 C b ＋ V CC C L L 1 L 2 C e R e v 1 C N 1 N 2 L 1 L 2 – + – + + v i v f 哈特莱电路的优点： 1、L1、L2之间有互感，反馈较强，容易起振； 哈特莱电路的缺点： 1、振荡波形不好，因为反馈电压是在电感上获得， 而电感对高次谐波呈高