xiugai第7章正弦波振荡器.ppt

评价振荡器频率的主要指标有两个，即：准确度与稳定 度。振荡器实际工作频率f与标称频率 f 0之间的偏差，称为 振荡频率准确度。 通常分为绝对频率准确度与相对频率准确度两种，其表达式为 振荡器的频率稳定度是指在一定时间间隔内，频率准确度的变化。 根据所指定的时间间隔不同，频率稳定度可分为长期频率稳定度、短期频率稳定度和瞬间频率稳定度三种。 影响振荡频率的有如下三种因素： １）振荡回路参数Ｌ与Ｃ;LC若变化必引起振荡频率变化。 ２）回路电阻ｒ；r越小回路Q越高，频率稳定度越高。 ３）有源器件的参数。应采用稳压电源和恒温措施。 图 7.7.1 克拉泼电路的 交流等效电路 尽管电容三端式振荡器较电感三端式振荡器的稳定性好，但是它是以较大的电容C1和C2，即以下降最高工作频率上限为代价。此外，输入、输出电阻的界入也会降低谐振回路的Q值，降低选频特性，造成输出波形偏离正弦波。C3可变电容 1. 克拉泼电路 调频不太方便 图 7.7.1 西勒电路的 交流等效电路 2.西勒电路 L C1 C2 C3 C4 A B 7.8.1 并联谐振型晶体振荡器 7.8.2 串联谐振型晶体振荡器 7.8.3 泛音晶体振荡器 一般LC振荡器的频率稳定度Δf /f0只能达到10-3 ～ 10-5。若要求频率稳定度超过10-5，需用石英晶体振荡器。 １）石英晶体的物理和化学性能都十分稳定； ２）晶体的Ｑ值可高达数百万数量级； ３）在串、并联谐振频率之间很狭窄的工作频带内， 具有极陡峭的电抗特性曲线，因而对频率变化具有极 灵敏的补偿能力。 1. 石英晶体滤波器的特点 因此，用石英晶体作为振荡回路元件，就能使振荡器的频率稳定度大大提高。 缺点：单频性，只能提供一个稳定的振荡频率，不能直接用于波段振荡器 2. 石英晶体滤波器的应用 O 容性 容性 感 性 作电感用 工作于串联谐振状态 因此，振荡电路可分为两类：一类是作为等效电感元件，称 为并联谐振型晶体振荡器；另一类是作为串联谐振元件，称为 串联谐振型晶体振荡器。 2. 石英晶体滤波器的应用 石英晶体谐振器(a) 符号 (b) 基频等效电路 (c) 完整等效电路 除了以上基频振动模式外，石英片的振动还会产生奇次（2n-1）谐波的泛音振动。基频振动模式时，产生奇次谐波谐振的支路因阻抗较高可忽略。 奇次谐波的泛音振动 这类晶体振荡器的振荡原理和一般反馈式LC振荡器相 同，只是把晶体置于反馈网络的振荡回路之中，作为一个感 性元件，并与其他回路元件一起按照三端电路的基本准则组 成三端振荡器。根据这种原理，在理论上可以构成三种类型 基本电路。但实际常用的只有以下两种 图 7.8.1 并联谐振型晶体振荡器的 两种基本形式 图 7.8.2 并联谐振型晶体ｃ－ｂ型振荡器电路 * * 7.1 概述 7.2 LCR回路中的瞬变现象 7.3 LC振荡器的基本工作原理 7.4 由正反馈的观点来决定振荡的条件 7.5 振荡器的平衡与稳定条件 7.6 反馈型LC振荡器线路 7.7 振荡器的频率稳定问题 7.8 石英晶体振荡器 7.9 负阻振荡器 7.10 几种特殊振荡现象 7.11 集成电路振荡器 7.12 RC振荡器 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 由于大多数振荡器都是利用LC回路来产生振荡的，因此应首先研究LC回路中如何可以产生振荡，作为研究振荡器工作原理的预备知识。 图 7.2.1 LCR自由振荡电路 所谓“谐振”，就能量关系而言，是指：回路中储存的能量是不变的，只是在电感与电容之间相互转换；外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的等幅振荡。 衰减系数 R/2L 图 7.2.4 δ2＜ω2 时产生振荡电流的情形 1）一套振荡回路，包含两个（或两个以上）储能元件。在这两个元件中，当一个释放能量时，另一个就接收能量。释放与接收能量可以往返进行，其频率决定于元件的数值。  2）一个能量来源，补充由振荡回路电阻所产生的能量损失。在晶体管振荡器中，这个能源就是直流电源