[信息与通信]通信电子电路于洪珍第四章 第1～5节.ppt

第4章 正弦波振荡器 本章内容 4.1 概述 4.2 反馈型正弦波自激振荡器基本原理 4.3 三点式LC振荡器 4.4 改进型电容三点式振荡器 4.5 振荡器的频率稳定问题 4.6 石英晶体谐振器 4.7 石英晶体振荡器电路 4.8 陶瓷振子和陶瓷振子电路 4.9 单片集成振荡电路E1648 本章重点与难点 （一）本章重点 1. 振荡器的种类及应用； 2. 三点式振荡器； 3. 改进型电容三点式振荡器，即克拉泼 电路和西勒电路； 4. 振荡器的频率稳定问题； 5. 压电效应，石英晶体谐振器；石英晶 体振荡器电路。 （二）本章难点 克拉泼电路和西勒电路 4.1 概 述 振荡器是指在没有外加信号作用下的一种自 动将直流电源的能量变换为一定波形的交变振荡 能量的装置。 一、正弦波振荡器的应用 1.在信息传输系统的各种发射机中，就是把主振器（振荡器）所产生的载波，经过放大、调制而把信息发射出去的。 2.在超外差式的各种接收机中，是由振荡器产生一个“本地振荡”信号，送入混频器，才能将高频信号变成中频信号。 3.在研制、调测各类电子设备时，常常需要信号源和各种测量仪器，在这些仪器中大多包含有振荡器。 例如高频信号发生器、音频信号发生器、Q表以及各种数字式测量仪表等。 4.在工业生产中的高频加热、超声焊接以及电子医疗器械也都广泛应用振荡器。 可见正弦波振荡器在电子技术领域里有着广泛的应用。 二、振荡器的种类 1. “反馈式振荡器”和“负阻式振荡器”两大类 从所采用的分析方法和振荡器的特性来看，我 们只讨论反馈式振荡器。 2. RC振荡器与LC振荡器 按选频网络（元件组成）来看 3. 正弦波振荡器与非正弦波振荡器 按振荡器所产生的波形来看 本书只介绍LC正弦波振荡器。主要讨论正弦波振 荡器的基本原理。将详细分析各种正弦波振荡器的振荡 与稳频原理，并对几种典型振荡电路进行分析。 4.2 反馈型正弦波自激振荡器基本原理 一、从调谐放大到自激振荡 图为调谐放大器电路， 输入信号经互感M1耦合， 加到晶体管基极和发射极之 间，以ube 表示，在谐振回路 两端得到已经放大的信号uce， 再经过互感M2 从线圈次 图4-2 调谐放大器 级得到输出信号uo，如果把uo再送回到输入端，uo的相位和大小同原来的输入信号ui一样，就成为自激振荡器了。 二、自激振荡的平衡 1.反馈必须是正反馈 即反馈到输入端的反馈电压（电流）必须 与输入电压（电流）同相。 其中 ——总相移，n——整数。 2.反馈必须足够大 如果从输出端送回到输入端的信号太弱，就不会产生振荡了，在图4-3电路中，可以调整M、L的数值以及放大量来实现这一要求。 满足振荡的幅度平衡条件为： KF=1 自激振荡平衡条件的复数表达式为： 4.3 三点式LC振荡器 一、组成原理 LC回路引出三个端点，分别同晶体管的三个电极相连的振荡器，称三点式振荡器。 分为电容三点式和电感三点式。 二、电容三点式振荡器 电容反馈三点线路，也叫“考毕兹”振荡电路。 1. 电路相位平衡条件的判断 满足“射同集（基）反” 1）与发射极相连的两电抗Xce和Xbe性质相同； 2）Xcb和Xce 、Xbe性质相反。 注：对于场效应管振荡器，将发射极改为源极即可。 2. 反馈信号从哪取得？ 从C两端取得，送回放大器输入端。由于它是利用电容将谐振回路的一部分电压反馈到基极上，而且也是将LC谐振回路的三个端点分别与晶体管三个电极相连，所以这种电路又叫电容反馈三点式振荡器。 3. 起振条件 求出放大倍数K 和反馈系数F，看它们的乘积是否大于1。图中： RS — 晶体管输出电阻； Co— 晶体管输出电容； Ri — 晶体管输入电阻； Ci — 晶体管输入电容； R0 — 回路谐振电阻 现把各元件都折合到c-e端。 如果 则回路损耗可以忽略，得 通常考虑易起振又不致使振荡波形的非线性失真严 重，都选得较小，大约在0.01~0.5之间， 4. 振荡器的振荡频率 f0 其中 4.4 改进型电容三点式电路 一、串联改进型电容反馈三点线路 （克拉泼电路） 二、并