振荡器频率稳定度.ppt

3.3 振荡器频率稳定度 3.3.1 频率稳定的表示方法 * 频率准确度又称频率精度：它表示振荡频率 偏离标 称频率 的程度。有： 绝对频率准确度(绝对频率偏差) 相对频率准确度(相对频率偏差) 频率稳定度：在一定时间间隔内，频率准确度变化的程度，实际上是频率“不稳定度”。 3.3.1 长期稳定度：时间间隔为1天~12个月； 短期稳定度：时间间隔为1天以内，用小 时、分、秒计算； 瞬间稳定度：指在秒或毫秒以内。 通常根据指定的时间间隔不同，频率稳定度可分为： 通常所讲的频稳度一般指短期频稳度。若将规定时间划分为n个等间隔，各间隔内实测的振荡频率分别为 、 、 、 、…、 ，则当振荡频率规定为 (标称 频率）时，短期频率稳定度的定义为: 式中 为第i个时间间隔内实测的绝对误差。 为绝对频差的平均值，称为绝对频率准确度。显然， 越小，频率准确度就越高。 3.3.1 对频稳度的要求视用途不同而异。 电视发射机 数量级； 高精度信号发生器 数量级； 数量级以上。 3.3.1 做频率标准用 普通信号发生器 数量级； 例如：中波广播电台发射机 数量级； 已知相位平衡条件 设回路Q值较高，振荡回路在 附近的相角 可以表示为 因此相位平衡条件可以表示为 即 3.3.2 3.3.2 振荡器的稳频原理 因而有 考虑到 值较高，即 于是得到LC振荡器频率稳定度的一般表达式为 上式反映了影响振荡器频率稳定性的主要因素。 3.3.2 根据相位平衡条件说明影响频率稳定度的因素。 3.3.2 （a）回路谐振频率 的变化 图3.3.1 （1）回路谐振频率 的影响 设回路电感和电容的总变化量 分别为 、 则由 可得 由此可见，回路元件L和C的稳定度将影响振荡器的频率稳定度，见图3.3.1（a）。 （相位稳定作用动画） 图3.3.1 （b）品质因数 的变化 （2）回路 的变化对频率的影响 频率稳定度也决定于 的大小，见图3.3.1(b)。 由前面的分析已知，相位（频率）稳定条件主要有负载选频回路的相频特性决定，而选频回路的相频特性可近似表示为： 3.3.2 由于 所以，决定振荡器相位（频率） 稳定条件的相频特性的斜率与回路的 值成正比，因此 可以得出结论，选频回路的 值越高， 随 增加而 下降的斜率就越大，振荡器的频率稳定度也就越高。这是提高振荡器频率稳定度的一项重要措施。 （c） 的变化 图3.3.1 （3） 的变化对频率的影响 频率稳定度也决定于 的大小，而 主要决 定于晶体管内部的状态，受晶 体管电流 、 变化的影响； 另外，若 的绝对值 越小，频率稳定度就越高， 通常振荡器工作频率越高，由于晶体管的高频 效应， 的绝对值越大。 主要是由基极输入电阻引起的， 加载越重，反馈系数 输入电阻对回路的 越大， 的值也越大。 1、减小外界因素变化的影响 2、提高电路抗外界因素变化影响的能力。 A、提高回路的标准性。 B、选取合理的电路形式。 回路标准性：因外界因素变化，回路元件保持回路固有频率不变的能力。也就是说，振荡回路的标准性是指回路电感和电容的标准性。 3.3.3 3.3.3 提高频率稳定度的措施 4、提高回路的品质因数 根据 LC回路的特性知，回路的 值越大，回路的相 频特性斜率就越大，即相位越稳定。振荡频率也越稳定。 3.3.3 晶体管的极间电容将影响频率稳定度，在设计电路时应尽可能减少晶体管和回路之间的耦合。 3、减少晶体管的影响 一、克拉泼（Clapp）电路 与电容三点式电路比较，克拉泼电路的特点是在回路中增加了一个与Ｌ串联的小电容 。 电路条件是: 3.3.4 图3.3.2 克拉泼振荡电路 （a）实用电路（b)高频等效电路 （改进型振荡器动画） 3.3.4 改进型电容反馈振荡器 若不考虑晶体管输入、输出电容的影响。因为 远远小于 或 , 所以 、 、 三个电容串联 于是，振荡角频率 电路的振荡频率近似只与 、 Ｌ有关。而几乎与 无关。 后的等效电容 * * *