通信电子线路Chapter 4 正弦波振荡器3.12.pptVIP

4.4.3 振荡器稳定频率的方法 1. 减小外因变化，根除“病因” 减小温度的变化，可将振荡器放在恒温槽内；另使振 荡器远离热源，如采用正、负温度系数不同的L、C，抵消?L、?C。 减小电源的变化，采用二次稳压电源供电；或者振荡器采取单独供电。 3) 减小湿度和大气压力的影响，通常将振荡器密封起来。 4) 减小磁场感应对频率的影响，对振荡器进行屏蔽。 5) 消除机械振动的影响 通常可加橡皮垫圈作减振器。 减小负载的影响，在振荡器和下级电路之间加缓冲 器，提高回路Q值；本级采用低阻抗输出，本级输出与下一级采取松耦合；采取克拉泼或西勒电路，减弱晶 体管与振荡回路之间耦合，使折算到回路内的有源器件参数减小，提高回路标准性，提高频率稳定度。 2. 提高回路的标准性 所谓回路的标准性即指振荡回路在外界因素变化时保持其固有谐振频率不变的能力。 要提高回路标准性即要减小?L和?C，因此可采取优质材料的电感和电容。 3. 减小相角?YF及其变化量??YF 为使振荡器的频率稳定度高，则要求?YF的数值小，且变化量小。 可使振荡器的工作频率比振荡管的的特性频率低很多，即ffT并选用电容三端式振荡电路，使振荡波形良好。 串联型改进电容三点式振荡器(克拉泼电路) （a）克拉泼电路的实用用电路 （b）高频等效电路 因为C3远远小于C1或C2，所以三电容串联后的等效电容 振荡角频率 故克拉泼电路的振荡频率几乎与C1、C2无关。 4.5 高稳定度的LC振荡器 (1)由于Cce、Cbe的接入系数减小，晶体管与谐振回路是松耦合。 (2)调整C1 C2的值可以改变反馈系数,但对谐振频率的影响很小。 由于放大倍数与频率的立方成反比，故随着放大频率的升高振荡的幅度明显下降，上限频率受到限制。故: (3)调整值可以改变系统的谐振频率,对反馈系数无影响。 (1) 克拉泼电路的波段覆盖的范围窄。 (2) 工作波段内输出波形随着频率的变化大。 克拉泼电路的特点: 并联型改进电容三端式振荡器 (西勒Seiler电路) (a)实际电路 (b)高频等效电路 其回路等效电容 振荡频率 §4.7 晶体振荡器 4.7.1 石英晶体的等效电路 石英晶体具有正反压电效应。当晶体几何尺寸和结构一定时，它本身有一个固有的机械振动频率。当外加交流电压的频率等于晶体的固有频率时，晶体片的机械振动最大，晶体表面电荷量最多，外电路中的交流电流最强，于是产生了谐振。 石英晶振的固有频率十分稳定，它的温度系数（温度变化1℃所引起的固有频率相对变化量）在10–6以下。 石英晶振的振动具有多谐性有基频振动外和奇次谐波泛音振动。前者称为基频晶体，后者称为泛音晶体。 4.7.2 石英晶体的阻抗频率特性 符号 基频等效电路 完整等效电路 石英晶体谐振器 安装电容C0 约1~10pF 动态电感Lq 约10–3~102H 动态电容Cq 约10–4~10–1pF 动态电感rq 约几十~几百? 由以上参数可以看到 石英晶振的Q值和特性阻抗?都非常高。Q值可达几万到几百万。 （2） 由于石英晶振的接入系数P= Cq/(C0+ Cq)很小，所以外 接元器件参数对石英晶振的影响很小。 因为 而Lq较大，Cq与rq很小 （1） 上图(b)可以看到，石英晶振可以等效为一个串联谐振 回路和一个并联谐振回路。 若忽略?q，则晶振两端呈现纯电抗。 串联谐振频率 并联谐振频率 1.串联型晶体振荡器 串联型晶体振荡电路 串联型晶体振荡器 是将石英晶振用于正反 馈支路中，利用其串联 谐振时等效为短路元件， 电路反馈作用最强，满足振幅起振条件，使振荡器在晶振串联谐振频率fq上起振。 这种振荡器与三点式振荡器基本类似，只不过在正反馈支路上增加了一个晶振。 4.7.3 晶体振荡器电路 2. 皮尔斯(Pierce)振荡电路 皮尔斯(Pierce)振荡电路 振荡回路与晶体 管、负载之间的耦 合很弱。 (2) 振荡频率几乎由石英晶 振的参数决定，而石英 晶振本身的参数具有高 度的稳定性。 (3) 由于振荡频率f0一般调谐在标称频率fN上，位于晶振的 感性区间，电抗曲线陡峭，稳频性能极好。 Vo Rf R1 C R C R Vf 4.8 RC桥式振荡电路 选频和反馈网络