高频电路基础第4章-高频振荡电路幻灯片.pptx

高频电路基础第 4 章高频振荡电路反馈振荡器原理平衡条件：起振条件：高频电路基础稳定条件上电后，由于T 1，系统将自动起振。当由于某种原因使得 vo脱离平衡点时，稳定条件使得系统可以恢复。高频电路基础高频电路基础互感耦合型LC振荡器电路利用电感耦合构成反馈，反馈极性与两个电感的同名端接法有关根据谐振回路位于晶体管的哪个电极，有调集、调发、调基等不同接法高频电路基础起振条件分析起振阶段信号很小，可以用小信号等效模型分析。高频电路基础在右图电路中，基极的静态（直流）电位基本上是固定的，反馈电压在静态电位上下波动。高频电路基础 由于晶体管的非线性，随着反馈电压幅度增加集电极电流开始不对称。 反馈电压幅度继续增加，则Vbe的负半周进入截止区，集电极电流出现截止，晶体管进入C类放大状态。 振荡器进入C类放大状态后，导通角变得极小，激励电流中的基频分量急剧下降，导致增益急剧下降，最后达到动态平衡，振荡器就进入稳定状态。高频电路基础另外，在这个电路中，由于不对称的集电极电流同时流过发射极，在发射极电容上造成一个附加偏置电压（上正下负）。这个附加的偏置电压是抵消静态偏置电压的，当电路起振后，晶体管的直流电流会减小，所以会加快晶体管的工作状态由A类向C类转变的过程。需要说明的是，即使没有发射极电容，晶体管也会进入C类放大状态。振荡器的平衡主要是由于晶体管进入C类放大状态后的增益变化造成的。高频电路基础三点式振荡器一般构成法则：1、在谐振频率上， 必有 X1+X2+X3=02、由于晶体管的 vb 与 vc 反相，而根据振荡器的振荡条件 |T|=1，要求vbe ＝－k vce ，即 i X1 = i X2，所以要求 X1 与 X2 为同性质的电抗。综合上述两个条件，可以得到晶体管 LC 振荡器的一般构成法则如下：在发射极上连接的两个电抗为同性质电抗，另一个为异性质电抗。高频电路基础电容三点式振荡器（Colpitts 电路）实际电路原理电路高频电路基础求T(jw)的等效电路小信号等效模型分析。下图的模型中忽略晶体管的基极电阻rbb′,也忽略晶体管反向传输系数。晶体管LC谐振回路高频电路基础在LC回路谐振点附近有起振条件为或高频电路基础相位平衡条件为 ，即若忽略晶体管的相移，此式等效于所以振荡频率为实际振荡频率略高于上述计算值高频电路基础例电容三点式振荡器，已知 RE =1kW, C1 =110pF, C2 =130pF, L = 440nH, Q0=220。晶体管参数： Cb’c =2pF, Cb’e=97pF,rc ≈20MW。 试求振荡频率以及起振时的集电极电流。高频电路基础高频电路基础电容三点式振荡器的另一种接法与前面接法的区别在于：晶体管射极交流接地。由于此接法需要高频扼流圈，在实际使用中较少采用此电路。由于电路交流结构与基极接地电路一致，所以有关起振条件和振荡频率等分析过程以及分析结果与基极接地电路一致。高频电路基础电感三点式振荡电路（Hartley电路）接法1接法2高频电路基础高频等效电路电感三点式电路的分析方法与电容三点式电路的分析基本一致，只要注意反馈系数与n1、n2的相应关系即可。高频电路基础振幅起振条件近似振荡频率实际振荡频率略低于上述计算值高频电路基础三点式LC振荡器的平衡状态分析我们还是从振荡器的工作状态入手，给出一些一般性的定性讨论结果。为了说明方便，我们以下图的电容三点式电路为例进行分析：在这个三点式电路中，由于流过基极的电流很小，即使晶体管工作状态发生改变，基极电流的改变也很小，所以可以认为基极电位基本保持不变。高频电路基础由于基极电位基本不变，发射极波形的最低电位被钳位在比基极电位低一个pn结的导通阈值左右，发射极的平均电位将随着振荡电压的幅度增加而升高，晶体管的导通角随着振荡电压的幅度增加而变小。晶体管的集电极电流波形近似尖顶余弦脉冲，进入C类放大。高频电路基础晶体管三点式振荡器进入C类放大状态后，导通角变得极小，激励电流中的基频分量急剧下降，导致增益急剧下降，最后达到动态平衡，振荡器就进入稳定状态。显然，晶体管静态工作点可以影响进入C类放大状态的时机，从而影响最终输出幅度。另外，由于发射极的平均电位 将随着振荡电压的幅度增加而增加，而发射极直流电流等于发射极的平均电位除以发射极电阻，所以本电路在起振后晶体管的工作电流会加大。由于起振后晶体管的工作电流会加大，所以有可能在起振的初始阶段，晶体管增益随着幅度加大而加大，到达某个顶点后再下降。若静态时的增益不满足起振条件，而幅度加大后又满足了起振条件，就会发生只有通过所谓的 “硬激励”才会振荡的现象。改变晶体管静态工作点可以消除此非正常现象。高频电路基础三点式振荡器的特点电路简单。通过改变电容的比值或电感的抽头位置可以方便地改变反馈