第四章 正弦振荡电路

1、第四章第四章 正弦波振荡器正弦波振荡器如何从无到有的产生正弦波一、概述一、概述l自激式振荡器定义：l 是指在没有外加信号作用下的一种自动将直流电源的能量变换为一定波形的交变振荡能量的装置。1.在信息传输系统的各种发射机中，就是把主振器（振荡器）在信息传输系统的各种发射机中，就是把主振器（振荡器）所产生的载波，经过放大、调制而把信息发射出去的。所产生的载波，经过放大、调制而把信息发射出去的。2.在超外差式的各种接收机中，是由振荡器产生一个在超外差式的各种接收机中，是由振荡器产生一个“本地振本地振荡荡”信号，送入混频器，才能将高频信号变成中频信号。信号，送入混频器，才能将高频信号变成中频信号。 3

2、. 3.在研制、调测各类电子设备时，常常在研制、调测各类电子设备时，常常需要信号源和各种测量仪器，在这些仪器中大需要信号源和各种测量仪器，在这些仪器中大多包含有振荡器。多包含有振荡器。 例如高频信号发生器、音频信号发生器、例如高频信号发生器、音频信号发生器、Q表以及各种数字式测量仪表等。表以及各种数字式测量仪表等。 4.4.在工业生产中的高频加热、超声焊接在工业生产中的高频加热、超声焊接以及电子医疗器械也都广泛应用振荡器。以及电子医疗器械也都广泛应用振荡器。 可见正弦波振荡器在电子技术领域里有着可见正弦波振荡器在电子技术领域里有着广泛的应用。广泛的应用。从工作原理来看：从工作原理来看：根据反馈

3、回路的形式：变压器反馈式、三点型根据反馈回路的形式：变压器反馈式、三点型LCLC、RCRC、晶体、晶体反馈式振荡器反馈式振荡器是把有源器件接成正反馈环路来实现是把有源器件接成正反馈环路来实现自激振荡的，大多数振荡器以这种原理工作自激振荡的，大多数振荡器以这种原理工作负阻振荡器则是以具有负阻效应的器件来抵消谐振回负阻振荡器则是以具有负阻效应的器件来抵消谐振回路中的损耗电阻，从而使回路能维持等幅的正弦振荡。路中的损耗电阻，从而使回路能维持等幅的正弦振荡。工作频率可高达几千兆赫，在微波波段使用较多工作频率可高达几千兆赫，在微波波段使用较多从构成来看：从构成来看：根据有源器件的不同：晶体管、场效应管、

4、集成电根据有源器件的不同：晶体管、场效应管、集成电路、压控等等路、压控等等二、振荡器的种类二、振荡器的种类 LC LC振荡器和晶体振荡器：产生高频正弦波。振荡器和晶体振荡器：产生高频正弦波。 RCRC振荡器：产生低频正弦波振荡器：产生低频正弦波 （1）（2）（3）（4）4.2 反馈型振荡电路的工作原理反馈型振荡电路的工作原理反馈振荡器是由反馈振荡器是由放大器、选频网络和反馈网络放大器、选频网络和反馈网络所组成所组成的一个闭环环路，其中反馈网络由无源器件组成。的一个闭环环路，其中反馈网络由无源器件组成。构成反馈式正弦波振荡电路的要素：构成反馈式正弦波振荡电路的要素：放大电路的正反馈放大电路的正反

5、馈，从而产生自激振荡，从而产生自激振荡选频网络或者相移网络选频网络或者相移网络，以控制振荡频率和波形，以控制振荡频率和波形放大电路的非线性放大电路的非线性，以控制振荡幅度，以控制振荡幅度与放大器不一样，反馈振荡器没有外加激励信号，其最初与放大器不一样，反馈振荡器没有外加激励信号，其最初的激励是在接通电源时，电路中存在各种电扰动和热噪声等，的激励是在接通电源时，电路中存在各种电扰动和热噪声等，这些小扰动的幅度很小，具有很宽的频谱。为了使放大器的这些小扰动的幅度很小，具有很宽的频谱。为了使放大器的输出为一个固定频率的正弦波，则闭环环路必须含有选频网输出为一个固定频率的正弦波，则闭环环路必须含有选频

6、网络，通过选频网络从很宽的频谱资源中选出需要的工作频率，络，通过选频网络从很宽的频谱资源中选出需要的工作频率，而将其余的频率分量抑制掉，因此反馈振荡器还必须有选频而将其余的频率分量抑制掉，因此反馈振荡器还必须有选频网络。一个反馈振荡器要正常的工作，必须满足三个条件：网络。一个反馈振荡器要正常的工作，必须满足三个条件：起振条件、平衡条件以及稳定条件。起振条件、平衡条件以及稳定条件。fiUAFU 定义环路的增益为定义环路的增益为1起振过程起振过程为了使振荡器的输出振荡电压在接通直流电源后由小增大，为了使振荡器的输出振荡电压在接通直流电源后由小增大，则要求反馈电压幅度必须大于输入信号幅度，反馈电压相

7、位则要求反馈电压幅度必须大于输入信号幅度，反馈电压相位必须与放大器输入相位相同，也就是要求是正反馈，即必须与放大器输入相位相同，也就是要求是正反馈，即振幅起振振幅起振条件条件相位起振相位起振条件条件在起振的开始阶段，振荡的幅度还很小，电路尚未进入在起振的开始阶段，振荡的幅度还很小，电路尚未进入非线性区，振荡器可以作为线性电路来处理，即可用小信非线性区，振荡器可以作为线性电路来处理，即可用小信号电路等效模型分析起振条件。号电路等效模型分析起振条件。000|() ()| 1()2,0,1,2,AFAFnn 2平衡过程平衡过程振荡幅度的增长过程不会一直无止境地进行下去，当反馈信振荡幅度的增长过程不会

8、一直无止境地进行下去，当反馈信号正好等于输出电压所需的输入电压时，振荡幅度不再增大，号正好等于输出电压所需的输入电压时，振荡幅度不再增大，电路进入平衡状态。则振荡的平衡条件为电路进入平衡状态。则振荡的平衡条件为振幅平衡振幅平衡条件条件相位平衡相位平衡条件条件000|() ()| 1()2,0,1,2,AFAFnn 巴克豪森准则巴克豪森准则(Barkhousen Criterien)(Barkhousen Criterien)：00() ()1AF相位平衡条件是先决的、相位平衡条件是先决的、最本质的条件最本质的条件3稳幅过程稳幅过程内稳幅：靠放大电路中晶体管所固有的非线性内稳幅：靠放大电路中晶体

9、管所固有的非线性特性达到稳定值特性达到稳定值小信号小信号大信号大信号输出电压从起振到稳定的全过程：输出电压从起振到稳定的全过程：稳定平衡状态稳定平衡状态，干扰因素消失后振荡能自动回到原，干扰因素消失后振荡能自动回到原来的平衡状态来的平衡状态两种可能的平衡状态：两种可能的平衡状态：不稳定平衡状态不稳定平衡状态，干扰因素消失后越来越偏离原来，干扰因素消失后越来越偏离原来的平衡状态的平衡状态稳定条件：稳定条件：振幅稳定条件的定义振幅稳定条件的定义左图中的左图中的B B点即为稳定平点即为稳定平衡状态衡状态振幅稳定条件：振幅稳定条件：*0|(,)|0iiiiVVAVV硬激励硬激励和和软激励软激励的区别的

10、区别相位稳定条件的定义相位稳定条件的定义环路相位变化对角频率环路相位变化对角频率的影响的影响相位稳定条件：相位稳定条件：0( )0AF ddt例题例题o 1. 反馈型正弦波振荡器起振的振幅条件是：_，相位条件是：_。o 2. 反馈型正弦波振荡器的振幅平衡条件是：_，相位条件是：_。o 4. 反馈型正弦波振荡器的电路构成，必须有：_，_，_。o 3. 反馈型正弦波振荡器的振幅稳定条件是：_，相位稳定条件是：_。【例】【例】 一一LC振荡器的实际电路，反馈网络是由电感振荡器的实际电路，反馈网络是由电感L和和L1之之间的互感间的互感M来实现，称之为来实现，称之为LC互感耦合振荡器，其中电容互感耦合振

11、荡器，其中电容Cb为为耦合电容，电容耦合电容，电容Ce为高频旁路电容，都为大电容。画出交流等为高频旁路电容，都为大电容。画出交流等效电路，分析该电路满足正反馈时其同名端的位置。效电路，分析该电路满足正反馈时其同名端的位置。 C UCC M Rb1 Rb2 Cb Ce Re L L1 解：耦合电容Cb和高频旁路电容Ce在高频时作为短路处理；LC并联回路其接电源的一端作为接地处理；基极偏置电阻交流等效为Rb1/Rb2，但该电阻与晶体管be结电阻相比很大，此处作为断路处理。该该LC互感耦合振互感耦合振荡器的交流等效电荡器的交流等效电路如图所示，根据路如图所示，根据瞬时极性法，当电瞬时极性法，当电路满

12、足正反馈时，路满足正反馈时，其同名端如图所示。其同名端如图所示。补：补： 振荡电路的工作状态振荡电路的工作状态甲类甲类U UBEQBEQUUBE(on)BE(on)U UimimUUUBE(on)BE(on)U UimimUUBEQBEQ-U-UBE(on)BE(on)乙类乙类U UBEQBEQ=U=UBE(on)BE(on)丙类丙类U UBEQBEQUUUBE(on)BE(on)-U-UBEQBEQ实用的小功率实用的小功率振荡器多工作振荡器多工作于甲乙类于甲乙类o 小功率振荡器可直接工作在甲（乙）类o 大功率振荡器多采用丙类振荡电路o 直接负偏置的丙类电路无法直接起振：o采用自偏电路可实现甲

13、类起振、丙类工作：正弦波振荡电路的线性频域分析正弦波振荡电路的线性频域分析方法方法o 判别正弦振荡电路能否振荡的步骤：n 首先要检查电路的结构是否满足反馈型正弦振荡电路的必要因素n 其次是分析振荡的平衡条件o 任何振荡电路起振时，Vi都很小，放大电路工作在晶体管的线性工作区，因此在起振阶段可以用小信号模型构成的微变等效电路进行计算。只要满足起振条件，靠晶体管的非线性最终一定能够得到稳定的等幅振荡小信号等效电路起振条件,振荡频率1.1.开环法开环法 o 开环法定义与步骤：n 画交流通路，判别是否满足振荡的相位平衡条件n 画微变等效电路，并在某一点开环。开环后应保证原来的工作条件不变n 计算开环传

14、递函数 ，n 利用相位平衡条件确定振荡角频率n 利用0角频率下的平衡条件，确定维持振荡幅度所需要的gm值gm0n 选择晶体管的gm使gmgm0，此时电路满足起振条件00() ()AF2.2.闭环法闭环法 o 闭环法的定义与步骤：n 画交流通路，判别是否满足振荡的相位平衡条件n 画微变等效电路，并列写出电路方程，这是一组线性齐次方程组n 令线性方程组复系数矩阵的行列式=0n 解=0，可确定振荡角频率0和维持振荡幅度所需的 gm值gm0n 选择晶体管的gm使gmgm0，此时电路满足起振条件按照甲类的方法使用小信号交流等效电路来计算起按照甲类的方法使用小信号交流等效电路来计算起振时的放大倍数振时的放

15、大倍数但实际电路中往往在振幅达到平衡时已经进入强非但实际电路中往往在振幅达到平衡时已经进入强非线性区，此时应使用基波来进行分析，即利用丙类线性区，此时应使用基波来进行分析，即利用丙类放大电路的分析方法放大电路的分析方法注意这两种方法的局限性：注意这两种方法的局限性：经验的数据为在视器件输入端为开路时，设置反馈经验的数据为在视器件输入端为开路时，设置反馈系数为系数为1/2-1/101/2-1/10l试比较甲类和甲类起振丙类工作振荡器输出信号的振幅稳定性和频率稳定性。l甲类：l易起振，易停振，幅度稳定性差。l放大电路输出波形无失真，单一频率。频率稳定性好。l甲类起振丙类工作：l易起振，不易停振，幅

16、度稳定性好。l放大电路输出波形有极大非线性失真，多频率，频率稳定性差。思考4.3 LC振荡电路振荡电路定义：利用定义：利用LCLC元件组成选频网络的反馈性振荡电路元件组成选频网络的反馈性振荡电路4.3.0 调谐型振荡电路调谐型振荡电路o 采用互感耦合线圈作为反馈网络。o 依据谐振回路接在晶体管的电极位置可命名为调基、调集、调射电路。4.3.1 三点型三点型LC振荡电路振荡电路三点型振荡电路：将三个电抗元件分别接在晶体管的三个电极间产生振荡的基本条件？正反馈相位平衡谐振网络0cbecebXXX回路谐振时，回路谐振时，i ic c,i,ib b,i,ie e远远小于谐振电流远远小于谐振电流则回路总

17、阻抗：则回路总阻抗：三个电抗元件不能同时为电感或电容！需由两种三个电抗元件不能同时为电感或电容！需由两种不同性质元件构成。不同性质元件构成。能否起振？什么情况下起振？相位平衡电压关系u综上，从相位平衡条件判断三点式振荡器能否综上，从相位平衡条件判断三点式振荡器能否振荡的原则是：与发射极相连的为同性质电抗元振荡的原则是：与发射极相连的为同性质电抗元件，不与发射极相连的为异性质电抗元件件，不与发射极相连的为异性质电抗元件（射同（射同它异）它异）。电容三点式振荡器电容三点式振荡器也称考毕兹也称考毕兹(Colpitts)振荡器振荡器电感三点式振荡器，电感三点式振荡器，也称哈特莱也称哈特莱(Hartle

18、y)振荡器振荡器【例】 图示电路，两个LC并联回路的谐振频率分别是 和 ，请问电路是否能够发生振荡？若能，求振荡频率f0与f1、f2的关系。1111/2fLC2221/ 2fL C解：要使电路能够正常振荡，需满足三端式电路的组成原则。由于解：要使电路能够正常振荡，需满足三端式电路的组成原则。由于连接基极与集电极的为电容，故电路只能组成电感三点式振荡器，连接基极与集电极的为电容，故电路只能组成电感三点式振荡器，即即L1C1、L2C2回路应呈感性。由于回路应呈感性。由于LC并联回路谐振频率大于工作频并联回路谐振频率大于工作频率时，回路呈感性，即应满足：率时，回路呈感性，即应满足：1020ffffl

19、例：试用相位条件的判断准则，判明图示的LC振荡器交流等效电路，哪个可以振荡？哪个不可以振荡？或在什么条件下才能振荡？ l例：试判断该电路是否能振荡？若可以振荡，说明其振荡条件。若不能，改正之。一、三点式电容振荡电路（一、三点式电容振荡电路（考毕兹电路考毕兹电路）(1) 忽略反向传输导纳，忽略反向传输导纳，Yre=0。(2) 由于晶体管的输入、输出电容本身比由于晶体管的输入、输出电容本身比C1、C2小很多，这里小很多，这里忽略晶体管的输入、输出电容。忽略晶体管的输入、输出电容。(3) 忽略晶体管正向传输导纳的相移，用跨导忽略晶体管正向传输导纳的相移，用跨导gm表示。在图中，表示。在图中，gp表示

20、除晶体管外的电路中所有电导折算到表示除晶体管外的电路中所有电导折算到ce两端的总电导。两端的总电导。思路：分析谐振求解谐振频率分析反馈求解增益AF利用平衡条件解出晶体管参数1. 分析其谐振特性，求解谐振频率分析其谐振特性，求解谐振频率12121pC CLCC2. 分析其反馈特性，判断是否能发生正反馈分析其反馈特性，判断是否能发生正反馈o 当选频网络的输入信号频率为p时，选频网络与放大电路的反相作用相加，从而可以构成正反馈3. 求解放大电路与选频电路的增益求解放大电路与选频电路的增益定义反馈系数定义反馈系数F：f212111oUCCFUCC将将gie折算到折算到ce端，端， 因此放大器总的负载电

21、阻为因此放大器总的负载电阻为注：课本中R0与这里的Rp接的位置不同，但意义相同。2Si111pFRRRRRsRi环路谐振时的总增益为环路谐振时的总增益为iRAFFR振荡器的振幅振荡器的振幅起振条件为起振条件为4. 利用平衡条件，确定产生和维持振荡的晶体管参数。利用平衡条件，确定产生和维持振荡的晶体管参数。1AF 振幅条件振幅条件相位平衡条件已在相位平衡条件已在2的分析中满足的分析中满足iiicboibbI RI RRUAUI RI RRi011sRFFRR整理并小结：整理并小结：o 振荡角频率：012121C CLCCo能否正反馈：能，相位平衡条件满足o 电路增益：102()CFC o 振幅平

22、衡条件：1AF o 考虑极间电容，实际角频率略大于所求值。iiicboibbI RI RRUAUI RI RRi011sRFFRR1o1CCC2i2CCC通常考虑易起振又不致使振荡波形的非线性失通常考虑易起振又不致使振荡波形的非线性失真严重，真严重，F F都选得较小，大约在都选得较小，大约在0.010.5之间之间FRR1ci 120iCCRR 二、三点式电感振荡电路（哈特莱电路）二、三点式电感振荡电路（哈特莱电路）类似于电容三点式振荡器的分析方法，有：类似于电容三点式振荡器的分析方法，有：振荡频率为振荡频率为0121122(2)fLCLLM C相位关系为：相位关系为：f2c1ULMFULM反馈

23、系数为：反馈系数为：根据平衡条件可求出的晶体管参数根据平衡条件可求出的晶体管参数n 若M=0：0121()LL Cn 对全耦合电路， 有：2121,ML LMnL0211(1)nLCo 三端电感振荡电路优点：n 容易通过调节电容改变振荡频率，调节时不影响反馈系数o 三端电感振荡电路缺点：n 输出端和反馈端均为电感，振荡波形不太好n 电感上的分布电容和晶体管的极间电容影响环路增益，电路的振荡频率不能过高o 三端电容振荡电路优点：n 输入和反馈端是电容，对高次谐波电抗小，振荡波形好n 只要减小电容就能提高振荡频率，若不外加电容，仅利用晶体管的极间电容作回路电容，则振荡频率可高达几百兆赫，甚至上千兆

24、赫o 三端电容振荡电路缺点：n 改变频率不方便，适用于作为固定频率的振荡器n C1和C2接在晶体管集射极和基射极上，振荡频率越高， C1和C2的电抗越小，此时晶体管的极间电容将直接影响到C1和C2，从而影响振荡频率的稳定性4.4 改进型电容三端式振荡器改进型电容三端式振荡器由于晶体管的输入、输出电容与电容三端式振荡器和电感由于晶体管的输入、输出电容与电容三端式振荡器和电感三端式振荡器的回路并联，影响回路的等效电抗元件参数。而三端式振荡器的回路并联，影响回路的等效电抗元件参数。而晶体管的输入、输出电容受环境温度、电源电压等因素的影响晶体管的输入、输出电容受环境温度、电源电压等因素的影响较大，所以

25、上述两种振荡器的频率稳定度不高，一般在较大，所以上述两种振荡器的频率稳定度不高，一般在10-3数数量级。为了提高频率稳定度，需要对电路作改进以减少晶体管量级。为了提高频率稳定度，需要对电路作改进以减少晶体管输入、输出电容对回路的影响，可以采用削弱晶体管与回路之输入、输出电容对回路的影响，可以采用削弱晶体管与回路之间耦合的方法，在电容三点式振荡器的基础上，得到两种改进间耦合的方法，在电容三点式振荡器的基础上，得到两种改进型电容反馈式振荡器型电容反馈式振荡器克拉泼克拉泼(Clapp)振荡器和西勒振荡器和西勒(Siler)振振荡器。荡器。减小三极管极间电容的影响1克拉泼振荡器克拉泼振荡器各电容值取值

26、规定如下：各电容值取值规定如下：C3C1 ，C3平衡过程（平衡条件）-稳幅过程（稳定条件）o LC正弦波振荡电路的各种要点：n 自偏电路：甲类起振丙类工作o 三点式LC正弦波振荡电路n 选频网络的反相作用n 射同它反、近似振荡频率总结总结(2)(2)o 三点式LC正弦波振荡电路n 三点式电感、电容电路n 三点式电容电路的两种改进型电路n （为什么改？怎么改？）分析正反馈（相位平衡）能否起振？何时起振？分析谐振（谐振频率）分析环路增益（小信号等效求AF）求解（起振条件）2.3 RC正弦振荡电路正弦振荡电路l为什么引入RC振荡器？RCRC振荡电路的定义：使用振荡电路的定义：使用RCRC移相网络移相

27、网络替代替代LCLC选频网络构成的正弦振荡电路选频网络构成的正弦振荡电路由于由于RCRC选频网络的选频特性比选频网络的选频特性比LCLC选频选频网络的特性差得多，导致网络的特性差得多，导致RCRC振荡器的振荡器的电路构成和器件工作状态与电路构成和器件工作状态与LCLC振荡器振荡器有明显的区别：有明显的区别：常采用负反馈来提高常采用负反馈来提高电路的选频特性电路的选频特性预备知识预备知识(模拟电子电路内容模拟电子电路内容)l由运放构成的反相、同相放大器()/FoiFivvR11/iivR11FoiRvvR11/iivR(0)/FoFivR1FoiRvvR 2.3 RC2.3 RC正弦波振荡电路正

28、弦波振荡电路lRC振荡器以RC网络作为选频网络。l常采用负反馈提高电路选频特性。总的反馈效果是：在振荡频率，正反馈总的反馈效果是：在振荡频率，正反馈超过负反馈，并满足自激条件；偏离自超过负反馈，并满足自激条件；偏离自激频率时，力求使负反馈超过正反馈，激频率时，力求使负反馈超过正反馈，以抑制不需要的频率，从而改善输出波以抑制不需要的频率，从而改善输出波形形RCRC振荡电路的构成方法：振荡电路的构成方法：由同相放大电路和对所需频率能产生由同相放大电路和对所需频率能产生零相移的零相移的RCRC移相网络构成移相网络构成由反相放大电路和对所需频率能产生由反相放大电路和对所需频率能产生 相移的相移的RCR

29、C移相网络构成移相网络构成根据结构的不同可以进行分类根据结构的不同可以进行分类l以运放和正、负反馈网络构成的文氏桥振荡器。l以开环法分析：+FF-()1,()1()0AAA+FFFFFF-n A：开环差模电压增益。n ：正反馈网络的传输系数。n ：负反馈网络的传输系数。起振、平衡条件：振荡频率：满足相位平衡条件的角频率。=,=()fififffiVV AVV AVVVV A+FFFFl假定R1R2R，C1C2C11ZRj Co 正反馈网络传输系数：21RZj CR212113()ZFZZjRCRCo 以Z1和Z2分别表示RC串联阻抗和RC并联阻抗：l负反馈网络传输系数：112fffRFRRl依

30、据以上计算可得电路的环反馈系数：112113()()fffjRCRRFARFRACo 当1/RC时， 的相角为0，满足相位平衡条件，也即振荡角频率为1/RC。()A FFl由1/RC、 推出起振条件：112113fffRARRo 运放的开环放大倍数A通常极大，因此起振条件是：212ffRR()1A FFl另一种分析思路：要求：1,0AFAF211,0ffRR AA113()FjRCRCo 起振条件：2113ffRRo 振荡角频率：0=1/ RCl双极型晶体管文氏桥振荡电路：振荡的建立与稳定振荡的建立与稳定o RC滤波效果差，要求放大部分不能出现非线性，而且，就算以弱非线性稳幅，A的调节范围有限

31、，且普通电阻精度有限，无法内稳幅。 o 由此考虑以热敏电阻进行外稳幅： 文氏桥文氏桥RCRC振荡电路振荡电路的的特点特点l电路中的放大部分有很深的电压串联负反馈，使输出电压幅度在整个频段内基本不随振荡频率而变。l电路的放大部分工作于线性状态，依靠外加热敏电阻进行外稳幅，因此波形失真很小。l文氏桥RC振荡器广泛用来作为频率范围由几赫到几百千赫的低频信号源。lRC振荡器的频率稳定度约在10-210-3量级之间。RC移相振荡器、双移相振荡器、双T网络振荡器网络振荡器4.5 4.5 正弦波振荡器的频率稳定问正弦波振荡器的频率稳定问题题频率稳定度频率稳定度l频率稳定度l绝对频率稳定度：f=fH-f0或f

32、0-fLl相对频率稳定度：f/f0l常用振荡器的频率稳定度lLC振荡器：10-2-10-4lRC振荡器：10-2-10-3l石英晶体振荡器：10-5-10-6(若采取恒温措施，可达10-7-10-9)4.5 4.5 正弦波振荡器的频率稳定问正弦波振荡器的频率稳定问题题造成频率不稳定的因素造成频率不稳定的因素lLC值变化对频率稳定度的影响：0012LCLC o L和C主要受温度的影响。温度对电感和电容值的影响程度往往用温度系数来衡量。温度系数是指温度变化1oC时电感量或电容量的相对变化量o 电感的温度系数一般为正；根据介质材料不同，电容的温度系数可正可负4.5 4.5 正弦波振荡器的频率稳定问正

33、弦波振荡器的频率稳定问题题造成频率不稳定的因素造成频率不稳定的因素l回路内部相移变化对频率稳定度的影响0()0AF00()AFAFdd 000AFdd o 越大，由 引起的振荡角频率的偏移就越小。因此通常把 作为衡量一个振荡器频率稳定度的判据/AFdd/AFddn 为提高振荡器的频率稳定度，必须选用高Q值谐振回路和大而稳定的负载电阻4.5 4.5 正弦波振荡器的频率稳定问正弦波振荡器的频率稳定问题题提高频率稳定度的措施提高频率稳定度的措施l减少温度的影响：恒温、选择温度系数小的元件l稳定电源电压：选择稳定性好的电源、单独供电l减少负载的影响l采取屏蔽措施l提高振荡电路标准性：减少结电容、分布参

34、数等l晶体管与回路间采取松耦合：克拉泼、西勒电路l提高回路品质因数4.6 4.6 石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路石英晶体石英晶体l正压电效应：施加压力或拉力-晶体表面产生电荷l反压电效应：给晶体加电-晶体产生内部应力o 石英晶体的谐振、基音及奇次泛音o 石英谐振器的Q值一般为104-106(LC最高300左右)等效电路和阻抗特性等效电路和阻抗特性l石英谐振器的符号、等效电路及基音等效电路：12sfLC0012pfC CLCCo 注意石英谐振器fs与fp之间的关系4.7 4.7 石英晶体振荡器电路石英晶体振荡器电路l并联型晶体振荡电路即是把石英谐振器作为等效电感与其他回路元件组成三点型振荡回路

35、00011()22sffC CCLCLCCCo 皮尔斯(BC型)电路：12012,C CCCCCCC其中：o 在某些皮尔斯电路中，C1用LC并联谐振回路代替。此时LC回路谐振频率取值范围应是？o 皮尔斯电路中，石英晶体接在输入阻抗很高的B-C间，频率稳定性高4.7.1 4.7.1 并联型晶体振荡电路并联型晶体振荡电路4.7 4.7 石英晶体振荡器电路石英晶体振荡器电路 由石英谐振器（石英晶体振子）由石英谐振器（石英晶体振子）构成的振荡电路通常叫构成的振荡电路通常叫“晶振电晶振电路路”。 并联晶振电路并联晶振电路工作在工作在晶体并联谐振频率附近，晶体等晶体并联谐振频率附近，晶体等效为电感；效为电感； 串联晶振电路串联晶振电路工作在工作在晶体串联谐振频率附近，晶体近晶体串联谐振频率附近，晶体近于短路。于短路。1. 1. 电路电路 电路电路由晶体与外接电容器由晶体与外接电容器或线圈构成并联谐振回路，按或线圈构成并联谐振回路，按三点