第3章正弦波振荡器第3章正弦波振荡器3章节(885KB).pptVIP

第 3 章　正弦波振荡器 3.3　LC 振荡器的频率稳定度 3.3.1　提高频率稳度的基本措施 3.3.2　克拉泼振荡电路 3.3　LC 振荡器的频率稳定度 (1)定义： 　 频率稳定度又称为频稳度，为振荡器最重要的指标，指在规定时间内，规定的温度、湿度、电源电压等变化范围内，振荡频率的相对变化量。 (2)种类 按规定时间的长短不同，频稳度可分为： 　　长期频稳度：一天以上乃至几个月内因元器件老化而引起的频率相对变化量。 　　短期频稳度：一天内因温度、电源电压等外界因素变化而引起的频率相对变化量。 　　瞬时(秒级)频稳度：电路内部噪声引起频率相对变化量。 通常指短期频稳度。 (3)表达式 绝对准确度： ?fosc = f - fosc 　　fosc：标称频率 相对准确度： 　　　　　　　　f：实测的振荡频率 　　将规定时间划分为 n 个等间隔，各间隔内实测的振荡频率为 fi，短期频稳度的定义： 式中，(?fosc)i = fi - fosc ，第 i 个间隔内实测的绝对准确度； 为绝对准确度的平均值， 越小，频率准确度就越高。 (4)对频稳度的不同要求 高精度信号 发生器 用 途 中波电台 电视发射机 信号发生器 频稳度 10-5 10-4 ~ 10-5 10-7 10-7 ~ 10-9 3.3.1　提高频率稳度的基本措施 首先分析外界因素对振荡频率变化的影响。 一、频稳度的定性分析 1．振荡频率的图解 由相位平衡条件 ?T(?osc) = 0 即 说明： 　　① ?A(?) 主要取决于并联谐振回路的相移 ?z(?) ，它在谐振频率附近随 ? 的变化十分剧烈； 　　② ?f(?) 随 ? 的变化相对要缓慢得多，可近似认为它是与频率无关的常数，用 ?f 表示。 得：　　　　　　　　　?Z(?osc) = - ?f 故： ?Z(?) 曲线与高度为 -?f 水平线相交点上所对应的角频率——振荡角频率 ?osc 。 2．影响振荡频率 ?osc 的参数 由 可知：影响振荡频率 ?osc 的参数是 ?0、Qe 和?f 。 　　① 减小 ??0、?Qe 和 ??f，故应减小外界因素变化引起 ?0、Qe 和 ?f 的变化。 　　② 减小 ?f 和增大 Qe ，以减小由 ?Qe、??f 引起的振荡频率变化量。 二、提高频稳度的基本措施 1．减小外界因素的变化 　　外界因素：温度、湿度、大气压、 电源电压、周围磁场、机械振动及负载变化等，其中以温度的影响最严重。 　　措施：减振、恒温、密封(湿度、大气压)、高稳定度电源、屏蔽罩、振荡器与负载间插入跟随器。 2．提高振荡回路标准性 (1)标准性 　 振荡回路在外界因素变化时保持固有谐振频率不变的能力。 标准性越高，??0 就越小。 (2)??0 与 ?L、?C 的关系 将此式展开，忽略高阶小量，化简为 (3)分析 　　可见，为提高回路标准性，必须减小 L、C 的相对变化量。 　　措施： 　　① 温度补偿。电感和部分寄生参量有正值的温度系数，选用有负温度系数的陶瓷电容器，且数值合适，正负可补偿。 ② 缩短引线，采用贴片元器件，减小分布参数。 　　③ 使用稳定度高的外接集总电容、电感，减小不稳定的寄生量及其在 L、C 中的比重。 3.3.2　克拉泼振荡电路 1．电路 图 3-3-2 (b) 2．特点 　　为电容三点式振荡器的改进型电路，其差别：与 C1、C2 串联的电容 C3。且C3 取值较小。满足 C3 C1，C3 C2，回路总电容取决于 C3。 3．原理 　　回路总电容取决于 C3，减小了极间电容 Cce、Cbe、Ccb(并联在 C1、C2 上)对频率的影响。 C3 越小，影响越小，回路标准性越高。 　　比电容三点式高一个数量级。 4．讨论 　　接入 C3 后，虽反馈系数不变(上节例 2)，但接在 A、B 两端的电阻 　　　　　　　折算到集电极间的数值 减小， C1，2 是 C1、C2 极间电容的总和，因而环路增益减小。C3 越小，环路增益越小。可见，在这种振荡电路中，减小 C3 提高标准性是以牺牲环路增益为代价的。C3 过小，就不会满足振幅起振条件，而停振。