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1、第三章正弦波谐振器光学与电子信息工程学院1不需要输入信号控制就能自动将直流能量转换为特定功率和振幅的交变能量的电路。23.1反馈振荡器－原理反馈振荡器：决定振荡频率的选频网络+维持振荡的正反馈放大器按照选频网络所采用元件的不同,分LC振荡器--高频正弦波RC振荡器--低频正弦波晶体振荡器--高频正弦波正反馈放大器既可以由晶体管、场效应管等分立器件组成,也可以由集成电路组成,但前者的性能可以比后者做得好些,且工作频率也可以做得更高。本章介绍高频振荡器时以分立器件为主,介绍低频振荡器时以集成运放为主。33.1反馈振荡器－原理反馈振
2、荡器组成必须满足三个条件：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）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）。43.1反馈振荡器－原理起振过程与起振条件起振过程中,直流电源补充的能量大于整个环路消耗的能量振幅起振条件相位起振条件AF53.1反馈振荡器－原理平衡过程与平衡条件随着振幅的增大,放大器逐渐由放大区进入非线性区,其增益逐渐下降。当放大器增益下降而导致环路增益下降到１时,振幅的增长过程将停止,振荡器达到平衡,进入等幅振荡状态。振荡器进入平衡状态以后,直流电源补
3、充的能量刚好抵消整个环路消耗的能量。满足起振和平衡条件的环路增益特性63.1反馈振荡器－原理稳定条件：振幅稳定条件相位稳定条件A为稳定平衡点B为不稳定平衡点在稳定平衡点A附近，环路增益T作为输入电压Ui的函数，应具有负斜率73.1反馈振荡器－原理为了保证相位稳定,要求振荡器的相频特性T()在振荡频率点应具有阻止相位变化的能力.相位稳定条件同时也是频率稳定条件。83.1反馈振荡器－原理反馈振荡电路判断判断一个反馈振荡电路能否正常工作,需考虑的几点：可变增益放大器件应有正确的直流偏置,开始时应工作在甲类状态,便于起振起振时,T
4、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必须大于1。共射、共基电路都可以满足环路应是正反馈选频网络应具有负斜率的相频特性。在振荡频率点附近,可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,其相频特性也可视为常数。所以相位稳定条件应该由选频网络实现。注意LC并联回路阻抗的相频特性和LC串联回路导纳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。93.2反馈振荡器－LC正弦波振荡器注意耦合电容Cb的作用。如果将Cb短路,则基极将
5、通过变压器次级直流接地,振荡电路不能起振。根据瞬时极性判断法，是正反馈。互感耦合型LC振荡器：103.2反馈振荡器－LC正弦波振荡器113.2反馈振荡器－LC正弦波振荡器三点式振荡电路的原理电路（交流环路）电容三点式电路（Colpitts电路）图(a)电感三点式电路（Hartely电路）图(b)123.2反馈振荡器－LC正弦波振荡器电路组成法则三个电抗元件X1，X2，X3分别与三极管的发射级、基极和集电极相连如果忽略三极管输入阻抗和输出阻抗，且回路品质因数足够高为满足相位条件，Vf，V0必须反相所以，X1，X2同性质电抗，X3
6、为异性质电抗133.2反馈振荡器－LC正弦波振荡器三点式振荡器实际电路起振相位条件：三端式电路保证振幅起振条件：受静态工作点影响，与管子参数相关，也与负载，反馈系数相关143.2反馈振荡器－LC正弦波振荡器153.2反馈振荡器－LC正弦波振荡器电感反馈振荡器163.2反馈振荡器－LC正弦波振荡器电容三点式与电感三点式振荡器各有优缺点。①线路简单，易起振。②电容三点式优点：反馈电压取自C2,而电容对高次谐波呈现低阻抗,所以反馈电压中高次谐波分量很小,因而输出波形好,接近于正弦波。缺点：反馈系数因与回路电容有关,如果用改变回路电容
7、的方法来调整振荡频率,必将改变反馈系数,从而影响起振。③电感三点式优点：便于用改变电容的方法来调整振荡频率,而不会影响反馈系数缺点：反馈电压取自L2,而电感线圈对高次谐波呈现高阻抗,所以反馈电压中高次谐波分量较多,输出波形较差。173.2反馈振荡器－LC正弦波振荡器例：如图所示为三回路振荡器的交流回路，f01，f02，f03为三个回路的固有谐振频率。写出它们之间能满足相位平衡条件的两种关系式，并指出两种情况下，振荡频率处在什么范围内。解串联谐振的电抗特性曲线并联谐振的电抗特性曲线183.2反馈振荡器－LC正弦波振荡器1.构成电
8、容三点式振荡电路193.2反馈振荡器－LC正弦波振荡器例：分析各电路能否起振，并讨论满足起振所需的相位条件，P79例3.2-1203.3反馈振荡器－振荡器的频率稳定度影响频率稳定的因素改善频稳度的措施长期、短期稳定度、瞬时稳定度。减小外界因素的变化提高振荡回路的标准性选用参数
