高频电子线路第4章

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1、第4章正弦波振荡器不需要外加输入信号的控制，就能自动地将直流电能转换成一定频率和一定幅度的交流电信号的现象，称为自激振荡。能产生自激振荡的电路，称为振荡器。和放大器一样也是能量转换器。它与放大器的区别在于，不需要外加信号的激励，其输出信号的频率，幅度和波形仅仅由电路本身的参数决定。振荡器的分类正弦波振荡器非正弦波振荡器振荡器输出波形产生机理反馈式振荡器负阻式振荡器反馈型LC振荡器反馈型RC振荡器石英晶体振荡器应用：1.无线电发射机用它产生载荷信息的载波信号。2.超外差接收机用它产生本地振荡信号。3.电子测量设备

2、和计时仪表用它产生频率（或时间）基准信号。4.工业生产部门广泛应用的高频电加热设备等。主要技术指标：1.振荡频率f及频率范围:2.频率稳定度:调频广播和电视发射机要求:10-5-10-7左右标准信号源:10-6-10-12要实现与火星通讯:10-11要为金星定位:10-123.振荡的幅度和稳定度:高频电路高功放振荡器在现代科学技术中有着广泛应用，例如在通信设备中用来产生载波和本振信号，因此本章学习正弦波振荡器。由于大多数振荡器都是利用LC回路来产生振荡的，因此应首先研究LC回路中如何可以产生振荡，作为研究振荡器

3、工作原理的预备知识。LCR自由振荡电路假设开关S先放于1的位置，使电容C最初充电到电压V，然后将S转换到2的位置，C上的电荷即经过L、R放电。LCR自由振荡电路titi此时，回路中的电流作周期性的变化，即产生了自由振荡。振荡频率为：三种不同的R所产生的电流变化曲线R>0，即正电阻时所产生的衰减振荡R=0时所产生的等幅振荡R<0，即负电阻时所产生的增幅振荡由此，可见，为了获得等幅振荡，就需设法使LC回路的电阻为零，但是由于实际的LC回路本身总是有正电阻的，因此，需要人为地引入一个负电阻，将回路本身的正电阻抵消，以

4、获得等幅振荡。在电路中引入一个正反馈，即等效于引入一个负电阻。另一种方法就是利用有源器件本身的负阻特性，使之抵消LC回路的正电阻。负阻振荡器与反馈振荡器两种概念是统一的。能产生正弦波信号的振荡电路，称为正弦波振荡器。正弦波振荡器，按组成原理可分成反馈振荡器和负阻振荡器。反馈振荡器是目前应用最多的振荡器，它是建立在放大和反馈基础上的。4.1反馈式振荡器的工作原理反馈振荡器产生振荡的基本原理振荡的平衡条件和起振条件振荡的稳定条件开关S—1，放大器的输入端外加一正弦波信号ui，经过放大器放大后，在输出端产生输出信号u

5、o。uo经反馈网络，在反馈网络的输出端得到反馈信号uf，与ui大小相等，而且相位也相等。反馈振荡器构成框图一、反馈振荡器产生振荡的基本原理除去外加信号，开关S由1转接至2，使放大器和反馈网络构成一个闭环回路。那么，在没有外加输入信号的情况下，输出端仍可维持一定幅度的电压uo输出，从而产生了自激振荡。反馈振荡器构成框图为使振荡器的输出uo为一个固定频率的正弦波，就是说，自激振荡器只能在某一频率上产生，而在其他频率上不能产生。则闭环回路内须含有选频网络，使只有选频网络中心频率的信号满足uf与ui相同的条件而产生自激

6、振荡。反馈振荡器构成框图二、振荡的平衡条件与起振条件当接通电源时：回路内的各种电扰动信号经选频网络选频后，将其中某一频率的信号反馈到输入端，再经放大→反馈→放大→反馈的循环，该信号的幅度不断增大，振荡由小到大建立起来。随着信号振幅的增大，放大器将进入非线性状态，增益下降，当反馈电压正好等于放大器的输入电压时，振荡幅度不再增大进入平衡状态。1、振荡的建立过程2、平衡条件—为维持等幅振荡所需满足的条件当反馈信号uf等于放大器的输入电压ui时，或者说是等于产生输出电压uo所需要的输入电压ui，这时振荡电路的输出电压不

7、再发生变化，电路达到平衡状态。因此，有称为振荡的平衡条件是指大小相等、相位相同放大器开环电压放大倍数为:所以:又因为平衡时有:反馈振荡器构成框图反馈网络的电压传输系数为:所以:振幅平衡条件：相位平衡条件：2）在平衡状态，电源供给的能量正好抵消整个环路损耗的能量，平衡时输出幅度将不再变化，因此振幅平衡条件决定了振荡器输出幅度的大小。2）环路只在某一特定频率才能满足相位平衡条件，即相位平衡条件决定了振荡频率，一般在回路的谐振频率附近。1）使反馈电压与输入电压相位相同，以保证环路构成正反馈。1）使反馈电压与输入电压大

8、小相等。振幅平衡条件：因而，振荡的平衡条件包括振幅平衡条件和相位平衡条件。相位平衡条件：3、起振条件起振条件—为了振荡起来必需满足的条件由振荡的建立过程可知，为了使振荡器能够起振，起振之初，在振荡幅度由小增大时，反馈电压Uf与输入电压Ui在相位上应同相（即为正反馈）；在幅值上应要求Uf＞Ui，即：不能用起振条件来描述振荡器从接通电源开始的振荡现象。但可以利用起振条件来推断闭环后瞬态是否