通信工程课件-正弦波振荡器.pptVIP

2.密勒（Miller）振荡电路 密勒振荡电路 3.泛音晶振电路 (a)并联型泛音晶体振荡电路;(b)LC1回路的电抗特性 (a) (b) 4.串联型晶体振荡器 串联型晶体振荡电路 (a) (b) 4.5压控振荡器 4.5.1变容二极管 变容二极管结电容可表示为： 变容管上的电压为： 则 静态结电容 结电容调制度 正弦波振荡器 4.1 概述 4.2 反馈振荡原理 4.3 LC振荡器 4.4 晶体振荡器 4.5 压控振荡器 4.6 集成电路振荡器 4.7 实例介绍 4.8 章末小结 4.1概述 振荡器是一中能自动地将直流能源转换为一定波形的交变振荡信号能量的转换电路。它与放大器的区别在于，无需外加激励信号，就能产生具有一定频率、一定波形和一定振幅的交流信号。 根据所产生的波形不同，可将振荡器分成正弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。前者能产生正弦波，后者能产生矩形波、三角波、锯齿波等。 按照选频网络所采用元件的不同，正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等类型。其中LC振荡器和晶体振荡器用于产生高频正弦波，RC振荡器用于产生低频正弦波。 4.2反馈振荡原理 4.2.1并联谐振回路中的自由振荡现象 4.2.2振荡过程及其中的三个振荡条件 一个反馈振荡器必须满足三个条件：起振条件（保证接通电源后能逐步建立起振荡），平衡条件（保证进入维持等幅持续振荡的平衡状态）和稳定条件（保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏）。 反馈振荡器的组成 1.起振过程与起振条件 要使振幅不断增长的条件： 环路增益： 也可写成： （n=0,1,2,···） 2.平衡过程与平衡条件 反馈振荡器的 平衡条件为： 又可写成： （n=0,1,2,···） 满足起振和平衡条件 的环路增益特性 3.平衡状态的稳定性和稳定条件 相位的稳定条件： 4.2.3反馈振荡电路的判断方法 根据上述反馈振荡电路的基本原理和应当满足的起振、平衡和稳定三个条件，判断一个反馈振荡电路能否正常工作，需考虑以下几点： 1.可变增益放大器件（晶体管，场效应管或集成电路）应有正确的直流偏置，开始时应工作在甲类状态，便于起振。 2.开始起振时，环路增益幅值AF(ω0)应大于1。由于反馈网络通常由无源器件组成，反馈系数F小于1，故A(ω0)必须大于1。共射、共基电路都可以满足这一点。为了增大A(ω0) ，负载电阻不能太小。 3.环路增益相位在振荡频率点应为2π的整数倍，即环路应是正反馈。 4.选频网络应具有负斜率的相频特性。因为在振荡频率点附近，可以认为放大器件本身的相频特性为常数，而反馈网络通常由变压器、电阻分压器或电容分压器组成，其相频特性和LC串联回路导纳的的相频特性是负斜率，而LC并联回路导纳的相频特性和LC串联回路阻抗的相频特性是正斜率。 请看例题： 4.2.4振荡器的频率稳定度 1、频率稳定度定义 反馈振荡器如满足起振、平衡、稳定三个条件 ，就能够产生等幅持续的振荡波形。当受到外界不稳定因素影响时，振荡器的相位或振荡频率可能发生些微变化，虽然能自动回到平衡状态，但振荡频率在平衡点附近随机变化这一现象却是不可避免的。 通常所讲的频率稳定度一般指短期频稳读，定义为： 2、提高LC振荡器频率稳定度的措施 （1）减少外界因素变化的影响 （2）提高电路抗外界因素变化影响的能力 其中 是第i次测试时的绝对频率偏差。 是绝对频率偏差的平均值， 也就是绝对频率准确度。 可见，频率稳定度是用均放误差值来表示的相对频率偏差程度。 4.3 LC振荡器 采用LC谐振回路作为选频的网络的反馈振荡器统称为LC振荡器。LC振荡器可以用来产生几时千赫到几百兆赫的正弦波信号。实际上，高频正弦波振荡器几乎都是采用LC回路进行选频，不过有些高频正弦波振荡器，如晶体振荡器、压控振荡器、集成电路振荡器等，分别在结构和工作原理上具有自己的特点，所以另外各分一节予以介绍。本节介绍以单个晶体管作为放大器，以LC分立元件作为选频网络的LC振荡器。其中晶体管也可以改用场效应管，工作原理基本相同。 LC振荡器按其反馈网络的不同，可分为互感耦合、电容耦合和自耦变压器耦合三种类型，其中后两种通常统称为三点式振荡器。 4.3.1互感耦合振荡器 此电路采用共发射极组态，LC回路接在集电极上。 互感耦合振荡器是依靠线圈之间的互感耦合实现正反馈，所以，应注意耦合线圈同名端的正确位置。同时，耦合系数M要选择合适，使之满足振幅起振条件。