北京邮电大学《通信电子电路》第3章正弦波振荡电路唐恬.ppt

通信电子电路 正弦波振荡电路(3),北京邮电大学信息与通信工程学院 唐 恬 2009-2010学年第2学期,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),2,本次教学内容,3.5 压控振荡电路 3.6 负阻正弦波振荡电路 3.7 振荡器中的几种现象 关于第三章判断电路起振的总结与举例,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),3,本次教学重点,3.53.7节需要理解、掌握概念，会做选择、填空。 也有可能会将这部分内容中的关键器件结合到别的大题中，如变容二极管。,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),4,3.5 压控振荡电路,有些可变电抗元件的等效电抗值能随外加电压变化，将这种电抗元件接在正弦波振荡器中，可使其振荡频率随外加控制电压而变化，这种振荡器被称为压控正弦波振荡器 压控振荡器简称为VCO (Voltage Controlled Oscillator)，在频率调制、频率合成、锁相环路、电视调谐器、频谱分析仪等方面有着广泛的应用 最常用的压控电抗元件是变容二极管,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),5,3.5.1 压控振荡电路变容二极管,变容二极管工作在反偏状态，PN结结电容随反向偏压绝对值增大而减小 最大容值：几至几百皮法 可调范围：Cmax：Cmin=3：1 变频范围：？,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),6,3.5.2 压控振荡电路变容二极管压控振荡电路,将变容二极管作为压控电容接入振荡电路即可构成压控振荡电路,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),7,3.5.2 压控振荡电路变容二极管压控振荡电路实例,注意振荡频率的控制方法 注意振荡电压对振荡频率的影响,场效应管压控振荡电路,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),8,3.5.2 压控振荡电路性能指标,压控灵敏度：,线性度,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),9,3.5.3 压控振荡电路晶体压控振荡电路,为提高频率稳定度，可采用晶体压控振荡电路,振荡器振荡在晶体的串联谐振频率上 压控振荡的实现 电感L的作用 这种晶体压控振荡器比一般压控振荡器的性能更优良，但它的频率调整范围较小,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),10,3.6.1 负阻正弦波振荡电路负阻器件的特性,负阻器件在某一范围内伏安特性具有负斜率,负阻器件有N型和S型两类 N型电阻器又称电压控制电阻器，简称压控电阻器 S型电阻器又称电流控制电阻器，简称流控电阻器,隧道二极管符号及其特性：,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),11,3.6.1 负阻正弦波振荡电路负阻正弦波振荡电路工作原理(1),自由振荡及减幅振荡(衰减振荡)的概念 负阻器件和带有正反馈的放大器件都能够将直流电源供给的直流能量变换为谐振回路所需补充的交流能量。因此，从供给能量的观点来看，带有正反馈的放大器可以等效地看成负阻器件,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),12,3.6.1 负阻正弦波振荡电路负阻正弦波振荡电路(2),负阻振荡器也是利用器件的非线性特性来稳定幅度的 N型负阻器件必须与LC并联谐振回路相并联，S型负阻器件必须与LC谐振串联谐振回路相串联,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),13,3.6.1 负阻正弦波振荡电路负阻正弦波振荡电路振荡频率和起振条件,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),14,3.6.1 负阻正弦波振荡电路实际负阻正弦波振荡电路,优点：噪声低，对温度变化、核辐射均不敏感等，适用于较高的工作频段 缺点：输出功率和电压都较低，频率和幅度稳定都不及反馈式振荡器等,隧道二极管振荡器：,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),15,3.7 振荡器中的几种现象,间歇振荡 寄生振荡 频率拖曳和频率占据,定性了解,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),16,关于第三章判断电路起振的总结,判断电路起振的通用流程： 对电路的整体判断 明确放大器、谐振网络、反馈支路 画交流通路图 工作电容、电感是按振荡器组成法则设置的器件，用于构成三端、反馈、谐振等网络。除工作电容、电感，其他电容、电感应短路或开路。直流分压电阻通常也不用考虑。 晶体、变容二极管、互感耦合线圈都是工作器件 依据瞬时极性法或三端电路的射同基(集)反进行判断 *三端射同基(集)反的实质是：型负载网络具有反相作用,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),17,关于第三章判断电路起振的总结 画交流等效电路,判断非工作电容、电感： 依据在电路中的位置：反馈网络中的耦合电容、直流偏置电阻的旁路电容，电源的高频扼流圈 依据大小：非工作电容、电感比工作电容、电感数值大几十倍 CE、CB、未标注的电容通常不是工作电容,有时工作电容也会起旁路、耦合等作用，此时不能将其短路。,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),18,关于第三章判断电路起振的总结 瞬时极性法(1),起点、终点的选择 多个晶体管时尽量选择在电压放大管 根据电路，以共基或共射组态分析；起点最好即是终点 晶体管共射组态时，以基极为“正”起点时，射级反馈回“负”是正反馈,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),19,关于第三章判断电路起振的总结 瞬时极性法(2),其他注意事项 互感耦合线圈同名端极性相同 存在部分接入时，部分接入点的极性视与接地端相反一端的极性相同 若谐振回路在反馈网络中起串联作用。未给出数值时，并联谐振回路谐振可视为开路，串联谐振可视为短路,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),20,关于第三章判断电路起振的总结 射同基(集)反(1),谐振回路被判断为某两端间的连接回路时，该回路中不能有接另一端的通路：,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),21,关于第三章判断电路起振的总结 射同基(集)反(2),当给出器件参数或仅一条支路为谐振回路时，应计算出总的振荡频率与支路上的谐振频率进行比较，判断其容性、感性,重要提示：,未给出器件参数且两条或三条支路均为谐振回路时，难于计算总的振荡频率，此时可通过比较支路谐振频率判断其可能为容性、感性的条件，进而给出可能起振的条件,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),22,关于第三章判断振荡频率的总结,归根结底，振荡频率的决定因素是：哪个频率的信号能使电路形成正反馈，一系列频率满足正反馈时，则看哪个频率使正反馈最强。 调谐型：取决于谐振回路谐振频率 三端型：使型网络(射同基(集)反)具有反相作用的频率(?+?+?=0)。 利用晶体或串联谐振回路等效短路线构成的振荡电路：取决于串联谐振频率(三端电路中，晶体视为短路线后，其他元件只需满足射同基反即可) 文氏桥或类似电路：使RC网络为0移相网络的频率？,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),23,作业讲解(1),3.1.2,(a)可能,(b)可能,(c)可能,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3),24,作业讲解(2),3.2.2,(a)不能,(b)可能,(d)不能,(c)不能,(e)可能,(f)不能,2009-2010学年第2学期,通信电子电路正弦波振荡电路(3