高频第4章振荡.ppt

4.1 反馈振荡器的原理 自激振荡的条件：就是环路增益为1, 即 二、平衡条件 根据前面分析，振荡器的平衡条件即为 现引入 与F(jω)反号的反馈系数F′(jω) 三、起振条件 为了使振荡过程中输出幅度不断增加, 应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大, 即振荡开始时应为增幅振荡, 因而由式(4-8)可知 四、稳定条件 1、振荡器稳定概念的提出： 2、振荡器的稳定条件 振荡器的稳定条件分为振幅稳定条件和相位稳定条件。 (1) 振幅稳定条件 要使振幅稳定，振荡器在其平衡点必须具有阻止振幅变化的能力。具体来说，就是在平衡点附近，当不稳定因素使振幅增大时，环路增益将减小，从而使振幅减小。 振幅稳定条件为： (2)、相位稳定条件 我们知道，一个正弦信号的相位φ和它的频率ω之间的关系： 五、振荡线路举例——互感耦合振荡器 图4-4是一LC振荡器的实际电路, 图中反馈网络由L和L1间的互感M担任, 因而称为互感耦合式的反馈振荡器, 或称为变压器耦合振荡器。 优点：结构简单，易起振，输出幅度大，调节方便。 4.2 LC 振 荡 器 一、振荡器的组成原则 1、振荡基本电路——三端式的概念 基本电路就是通常所说的三端式(又称三点式)的振荡器, 即LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而成的电路, 如图4-5所示。 2、三端式振荡电路的构成原则 根据谐振回路的性质, 谐振时回路应呈纯电阻性, 因而有： 综上所述，从相位平衡条件判断图4-5电路能否振荡的原则为： (1) X1、 X2应为同性质的电抗元件。 ——即与晶体管发射极相连的两个电抗元件性质相同，要么均为感性元件，要么均为容性元件。 (2) X3与X1、 X2的电抗性质相反。——即与晶体管基极相连的两个电抗元件性质相反。 可以简称为：“射同余异”或“射同基反”。 三端式振荡器有两种基本电路, 如图4-6所示。 图4-6 (a)中X1和X2为容性, X3为感性, 满足三端式振荡器的组成原则, 反馈网络是由电容元件完成的, 称为电容反馈振荡器, 也称为考必兹(Colpitts)振荡器。 图4-6 (b)中X1和X2为感性, X3为容性, 满足三端式振荡器的组成原则, 反馈网络是由电感元件完成的, 称为电感反馈振荡器, 也称为哈特莱(Hartley)振荡器。 图 4-7是一些常见振荡器的高频电路, 试判断它们是由哪种基本线路演变而来的。 二、电容反馈振荡器 图 4-8(a)是一电容反馈振荡器的实际电路, 图(b)是其交流等效电路。 1、元器件作用分析 将gie折算到放大器输出端, 有 三、电感反馈振荡器 图4-9是一电感反馈振荡器的实际电路和交流等效电路。 1、振荡频率 同电容反馈振荡器的分析一样, 振荡器的振荡频率可以用回路的谐振频率近似表示, 即 3、电容反馈式振荡器与电感反馈式振荡器特点比较 读教材P125 四、两种改进型电容反馈振荡器 前面分析了电容反馈振荡器和电感反馈振荡器的原理和特点： 对于电容反馈振荡器：输出波形较好、输出频率较高，但振荡频率调节不方便； 对于电感反馈振荡器：振荡频率调节比较方便，但输出波形较差、输出频率不能太高。 无论是电容反馈振荡器还是电感反馈振荡器，晶体管的极间电容均会对振荡频率有影响，而极间电容受环境温度、电源电压等因素的影响较大，故他们的频率稳定度不高，需要对其进行改进，因此得到两种改进型电容反馈振荡器——克拉泼振荡器和西勒振荡器。 1. 克拉泼振荡器 图4-10是克拉泼振荡器的实际电路和交流等效电路 。它是用电感L和可变电容C3（C3C1、C2）的串联电路代替原来电感。 由图4-10可知, 回路的总电容为： 因此，C1过大，负载电阻RL将很小，放大器的增益就低，环路增益就小，可能导致振荡器停振。 振荡器的振荡频率和反馈系数分别为： 由上面分析可得： （1）由于电容C3远小于电容C1、C2，所以电容C1、C2对振荡器的振荡频率影响不大，因此可以通过调节C3调节振荡频率； （2）由于反馈回路的反馈系数仅由C1与C2的比值决定，所以调节振荡频率不会影响反馈系数； （3）由于晶体管的极间电容与C1、C2并联，因此极间电容的变化对振荡频率的影响很小； （4）由(4-37)可知，当通过调节C3调节振荡频率时，负载电阻RL将随之改变