哈特莱电路，Hartley.ppt

主讲 元辉 高 频 电 子 线 路 5.2 LC正弦波振荡器 采用LC谐振回路作为选频网络的振荡器。 LC正弦波振荡器有三种实现电路: LC振荡器可用来产生几十千赫到几百兆赫的正弦波信号。 5.2 5.2.1 互感耦合振荡器 常见的互感耦合振荡器电路。 的作用。如果将 短路，即基极直接与变压器次级相连，则基极通过变压器次级直流接地，三极管不工作，振荡电路不能起振。 5.2.1 图5.1.3 集电极调谐互感耦 合振荡器电路 注意：耦合电容 振荡频率： 共发射极放大电路 图5.1.3 变压器耦合反馈振荡器 (a)原理电路 (b)交流通路 考虑交流输出电压的正负极，及其与输入电压的相位关系 其他形式的电路 电路缺点： 都不利于及时滤除三极管集电极输出的谐波电流成分。从而电路的电磁干扰大，集电极电压加大。 基极选频 发射极选频 发射极接地，基极输入，集电极输出，共发射极电路 基极接地，发射极输入，集电极输出，共基极电路 例5.2.1 判断图例3.2.2所示两极互感耦合振荡电路能否起振。 5.2.1 解：这是一个共基—共集反馈电路，容易满足振幅条件。 相位条件判断： 可见电路是负反馈，不能产生振荡。 图5.2.2 例5.2.1图 怎样修改才能能产生振荡？ 在“输入端” 断开 先从断开处向左看 5.2.2 三点式振荡电路 一、电路组成法则（相位条件） 三点式振荡器的工作频率可达到几百兆赫，由LC回路的三个端点与晶体管三个电极分别相连而构成。 在三点式电路中，ＬＣ回路中与发射极相连接的两个电抗元件必须为同性质，另外一个电抗元件必须为异性质。同时满足 5.2.2 图5.2. 3 三点式振荡器的原理图 假定LC回路由纯电抗元件组成，分别为 同时忽略晶体管的电抗效应，则当回路谐振 时， 回路呈纯阻性，有 即 由于 是 在 支路分配在 上的电压，即 Xbe是正反馈支路。要使得 与 同相，必须使 即 必须是同性质电抗，因而 必须是异性质的电抗。 5.2.2 证明： 本质上是共发射极放大电路（基极输入，集电极输出），Vc和Vi反相 Vo是振荡器的输出震荡电压 考虑回路品质因数高，谐振时电抗器件的电流特别大，三极管内阻几乎不会分流。类似阻抗变换网络的分析方法 图3.2.4 例3.2.2图 例 5.2.2 在例图3.2.4所示振荡器交流等效电路中，三个LC并联回路的谐振频率分别是： 试问 、 、 满足什么条件时该振荡器能正常工作？ 解： 若组成电容三点式， 则在振荡频 处， 所以应满足 或 5.2.2 若组成电感三点式，则在振荡频率 处，所以应满足 或 图5.2.5 电容三点式电路 （ａ）原理电路 （ｂ）高频等效电路 二、 电容三点式电路（又称考毕兹电路，Coplitts） 与发射极相连接的两个电抗元件同为电容时的三点式电路，称为电容三点式电路。 5.2.2 回路电容 Ｌ回路电感 高频旁路电容 耦合电容 发射极输入，集电极输出，共基极放大电路 5.2.2 电容三点式电路高频等效电路 用微变等效电路取代三极管 电容三点式电路高频等效电路 5.2.2 1、考毕兹电路的近似分析 用晶体管共基极组态的简化等效电路替代晶体三极管。 在×处断开，并考虑到负载作用，得到: 图5.2.6 小信号 等效电路 晶体管输出电容未考虑。 其中 （通常 ） 接入系数 式中 5.2.2 等效电路的简化： 由（a）到（b）： 由（b） 到（c）： 图5.2.6 推导 的等效电路 等效电纳 因为 所以 令 分母的虚部为零，即可得到振荡器的振荡角频率为 令 即可求得振幅起振的条件为： 5.2.2 环路增益计算： 图5.2.6 推导 的等效电路 起振条件又可以表示为 其中 本电路的反馈系数 一般要求 为3～5。 的取值一般为 。 5.2.2 2、实际考虑 5.2.2 在图5.2.6(a)中，令 得到（b）图。 所以 由（b）图求得反馈电压 将 、 、 代入上式整理后得 式中 且 5.2.2 根据起振条件，令B=0可以求得振荡器的振荡角频率为 振幅起振条件为 上述分析表明，电容三点式振荡器的振荡角频率 不仅与 有关，还与 、 即回路固有谐振电阻 、外 接电阻 和三极管输入电阻 有关，且 在实际电路