高频电子技术 教学课件 作者 郭兵 第四章.ppt

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1、高频电子技术第四章正弦波振荡器第四章正弦波振荡器应知应会要求：1.理解反馈振荡器的基本工作原理。2.掌握反馈振荡器的振荡条件，能熟练判断出电路能否振荡。3.理解反馈式振荡器的组成，掌握三点式振荡器组成原则。4.了解各种振荡器的特性及应用。5.会正确设计LC振荡器，能完成LC振荡器电路参数的测试。6.会正确设计晶体振荡器，能完成晶体振荡器电路参数的测试。第四章正弦波振荡器4.1自激式振荡器自激式振荡器是：在无任何外加输入信号的情况下，就能自动地将直流电能转换成具有一定频率、振幅和波形的交流能量的电

2、路。4.1.1自激振荡现象在实际生活中常见到的自激振荡现象，是由正反馈引起的。第四章正弦波振荡器正反馈放大器方框图自激振荡器方框图第四章正弦波振荡器4.1.2产生正弦波自激振荡的条件自激振荡形成的条件就是1.相位平衡条件（n=0,1,2,3…）2.振幅平衡条件第四章正弦波振荡器平衡的稳定条件（1）振幅稳定条件（2）相位稳定条件第四章正弦波振荡器4.1.3自激式振荡器的组成振荡器必须具有四个基本组成部分：(1)放大电路。(2)正反馈网络。(3)选频网络。(4)稳幅环节。第四章正弦波振荡器4.1.4

3、振荡器的主要技术指标1.频率稳定度2.在一定时间范围内的频率稳定度3.导致振荡频率不稳定的原因4.主要稳频措施第四章正弦波振荡器4.2LC正弦波振荡器选频网络采用LC谐振回路的反馈式正弦波振荡器，称为LC正弦波振荡器，简称LC振荡器。4.2.1LC并联谐振特性1.谐振频率阻抗的虚部为零时电流与电压同相，称为并联谐振，令并联谐振的角频率为2.并联谐振阻抗Z0在谐振时回路的等效阻抗最大，并且为纯电阻性质。第四章正弦波振荡器3.LC回路的品质因数Q及其意义4.LC并联谐振回路的选频特性当频率较低时，回

4、路阻抗Z呈电感性当发生谐振时（即f=f0），回路阻抗Z最大，且为纯电阻当频率较高时，回路阻抗Z呈电容性。第四章正弦波振荡器4.2.2变压器反馈式LC正弦波振荡器电路交流通路变压器反馈式振荡器第四章正弦波振荡器4.2.2变压器反馈式LC正弦波振荡器1.电路组成由谐振放大器和反馈网络两大部分组成2.相位平衡条件的判断和振荡频率(1)相位条件──正反馈的判断：瞬时极性法。(2)振荡频率(3)对于以f0为中心的通频带以外的其它频率分量，因回路失谐而被抑制掉。第四章正弦波振荡器4.2.3三点式振荡器的组成

5、原则Xbe与Xce是同类电抗(即同为容抗或感抗)，则Xcb与Xce、Xbe为异类电抗，这样才能构成LC三点式振荡电路。第四章正弦波振荡器4.2.4电感三点式振荡器(哈特莱振荡器)电路交流通路电感三点式振荡器第四章正弦波振荡器4.2.4电感三点式振荡器(哈特莱振荡器)1.电路结构如前页所示2.相位平衡条件的判断和振荡频率(1)相位平衡条件的判断Xbe与Xce是同类电抗(即同为感抗)，则Xcb与Xbe、Xce为异类电抗第四章正弦波振荡器(2)振荡频率3.电感三点式振荡器的特点(1)振荡波形较差(2)

6、振荡频率较低(3)容易起振(4)调整方便第四章正弦波振荡器4.2.5电容三点式振荡器(考毕兹振荡器)电路交流通路电容三点式振荡器第四章正弦波振荡器4.2.5电容三点式振荡器(考毕兹振荡器)1.电路结构如前页所示2.相位平衡条件的判断和振荡频率(1)相位平衡条件的判断Xcb为L，Xbe为C2，Xce为C1，故Xbe与Xce是同类电抗(即同为容抗)，则Xcb与Xbe、Xce为异类电抗第四章正弦波振荡器(2)振荡频率3.电容三点式振荡器的特点(1)输出波形好(2)加大回路电容可提高振荡频率稳定度(3)

7、振荡频率较高(4)调整频率不方便第四章正弦波振荡器4.2.6电容三点式振荡器的改进1.串联改进型电容三点式振荡电路(克拉泼电路)优点是：振荡频率稳定度高，频率调节容易。缺点是：振荡频率的可调范围小，与考毕兹电路相比，起振稍难。电路交流通路第四章正弦波振荡器2.并联改进型电容三点式振荡电路(西勒电路)西勒电路的优点是：振荡频率的稳定度高；调节振荡频率比较容易，且在改变振荡频率时，输出信号的幅度比较平稳电路交流通路第四章正弦波振荡器4.3石英晶体振荡器对于LC振荡器，其频率稳定度约为10-4~10-

8、5的数量级，比较低石英晶体振荡器是用石英晶体谐振器来控制振荡频率的一种振荡器频率稳定度一般在10-4~10-11范围内。第四章正弦波振荡器4.3.1石英晶体的特性1.反压电效应由机械形变引起产生电荷的效应称为正压电压效应，交变电场引起石英晶体发生机械形变(压缩或伸展)的效应称为反压电效应。第四章正弦波振荡器2.石英晶体的等效电路3.石英谐振器的特点(1)高Q值(2)有两个谐振频率f1和f2(3)石英晶体的电抗特性曲线(4)接入系数很小第四章正弦波振荡器4.3.2石英晶体振荡电路1.并联型晶体振荡