0910高频电子线路-正弦波振荡器

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1、高频电子线路High-frequencyElectronicCircuits浙江万里学院电子信息学院高小能1第5章正弦波振荡器不需外加输入信号,便能自行产生输出信号的电路称为振荡器.按照所产生的波形,振荡器可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器,按照产生振荡的工作原理可分为反馈式振荡器和负阻式振荡器.正弦波振荡器的应用可分为两类:频率输出和功率输出.所谓频率输出是指用正弦波振荡器产生具有准确而稳定的频率的电信号.它的应用范围极为广泛.如无线电通信中所需的载波信号和本地振荡信号,在各种无线电测量仪器中要用的正

2、弦波信号源,在数字系统中的时钟信号源等.功率输出则将振荡器用作高频功率源.本章主要内容反馈式振荡的基本原理LC正弦波振荡器晶体振荡器第一节反馈式振荡的基本原理一、反馈振荡器的组成下图所示是一个反馈式放大器的框图。它由放大器和反馈网络组成。是放大器输出电压，是放大器输入电压，是反馈网络输出反馈电压，是外加电压。5当时，，即=0，这就是说不需要外加输入信号，该电路仍有输出，这就叫振荡或自激。由此可得闭环的放大器增益为放大器的增益为反馈系数F为第二节LC正弦波振荡器凡采用LC谐振回路作为选频网络的反馈式振荡器

3、称为LC正弦波振荡器。LC振荡电路的形式很多，按反馈网络的形式来分，有变压器耦合反馈式及电感或电容反馈式振荡电路两种。电感或电容反馈式振荡电路又常称为三点式振荡器。三点式振荡器三点式LC振荡电路是经常被采用的，其工作频率约在几MHz到几百MHz的范围，频率稳定度也比变压器耦合振荡电路高一些，约为10–3~10–4量级，采取一些稳频措施后，还可以再提高一些。三点式LC振荡器有多种形式，主要有：电感三点式，又称哈特莱振荡器(Hartley)；电容三点式，又称考毕兹振荡器(Coplitts)；串联型改进电容三

4、点式，又称克拉泼振荡器(Clapp)；并联型改进电容三点式，又称西勒振荡器(Selier)。三点式电路中,LC回路中与发射级相连接的两个电抗元件必须为同性质,另外一个电抗元件必须为异性质.这是三点式电路的组成法则.与发射极相连接的两个电抗元件同为电容时的三点式电路,称为电容回授三点式振荡器电路,也称为考毕兹电路.与发射极相连接的两个电抗元件同为电感时的三点式电路,称为电感回授三点式振荡器电路,也称为哈特莱电路.由于要求与发射极相连的两个电抗元件为同性质，而与基极相连的则为异性质，所以这个法则又称为“射同

5、基反”原则。以此准则可迅速判断振荡电路组成是否合理，能否起振。也可用于分析复杂电路与寄生振荡现象。射同基反法则电容三点式电路（考毕兹电路）二、三点式振荡器电路分析注意在画交流等效电路时,对电容的正确处理.通常电路中的下标为字母的电容为耦合电容和滤波电容,其电容值较大,通常看作为对交流短路.而下标为数字的电容一般为回路电容,决定振荡频率,其电容值较小,通常保留.而直流电源则对交流也为短路.反馈引入点在工程设计的近似条件下，可认为振荡器的工作频率ωg等于由L、C1、C2组成的回路的谐振频率。即考毕兹振荡器分

6、析（1）振荡器的工作频率因此根据此电路的交流通路可以求得该振荡器的工作频率为哈特莱振荡器分析（1）振荡器的工作频率L1的圈数为N1,L2的圈数为N2晶体管的寄生参量，如极间电容、极间电阻等都与电压、温度、环境等因素有关，因此晶体管寄生参量的影响必然使振荡器的稳不定性下降。为了减小晶体管寄生参量的影响，提出了克拉泼振荡器和西勒振荡器。其基本思路是减小晶体管各端极之间的接入系数n。下图是克拉泼振荡器电路及其等效交流电路。克拉泼振荡器克拉泼振荡器与前述的电容三点式振荡器的主要区别是在电感支路内串入了一个小电容

7、C3，且C3<

8、电容C4(参数值满足C1、C2远大于C4和C3)。西勒振荡器分析回路的等效电容为振荡器的振荡频率为晶体振荡器利用石英晶体的压电效应可以做成晶体振荡器具有稳定的固有频率基频晶体和泛音晶体晶片厚度与振动频率成反比晶体振荡器的符号和等效电路晶体振荡器的特点石英晶体振荡器具有高Q值极低的接入系数由于石英晶体振荡器的Q值很大，所以选择性很好由于石英晶体振荡器的接入系数很低，所以频率稳定度非常高晶体振荡器的振荡频率和阻抗频率特性石英晶振可以等效为一个串