电子线路_非线性部分(第五版)谢嘉奎_第3章

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1、第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线性电子线路1第三章 正弦波振荡器正弦波振荡器正弦波振荡器:无输入信号情况下,将直流电源的:无输入信号情况下,将直流电源的能量转换成按特定频率和振幅的正弦交变能量。能量转换成按特定频率和振幅的正弦交变能量。正弦波振荡器的原理正弦波振荡器的原理正反馈原理正反馈原理负电阻原理负电阻原理医疗仪器医疗仪器 高频加热设备高频加热设备电子设备电子设备发射机发射机( (载波频率载波频率f fC C)接收机(本地振荡频率接收机(本地振荡频率f fL L)仪器仪表振荡源仪器仪表振荡源数字系统时钟信号数字系统时钟信号振荡器的用途振荡器的用途第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线

2、性电子线路2振荡器的分类振荡器振荡器正弦波正弦波振荡器振荡器非正弦波振荡器非正弦波振荡器正反馈正反馈振荡器振荡器负阻振荡器负阻振荡器LC振荡器振荡器晶体振荡器晶体振荡器RC振荡器振荡器互感耦合互感耦合LC差分对管差分对管LC三点式三点式振荡器振荡器改进三点式改进三点式电容三点式电容三点式(考毕滋)(考毕滋)电感三点式电感三点式(哈特莱)(哈特莱)克拉波克拉波西勒西勒串联型串联型并联型并联型皮尔斯皮尔斯密勒密勒移相式移相式串并联型(文氏电桥)串并联型(文氏电桥)超前式超前式滞后式滞后式(三角波、锯齿波、方波等)(三角波、锯齿波、方波等)第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线性电子线路3一一 以正

3、反馈原理分析正弦波振荡器以正反馈原理分析正弦波振荡器环路增益环路增益主网络电压增益为:主网络电压增益为:正反馈网络反馈系数为正反馈网络反馈系数为iOVVVAOffVVVkVfViOOfifAkVVVVVVT第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线性电子线路41 一个实际的振荡器电路一个实际的振荡器电路一个能量来源一个能量来源一个选频回路一个选频回路一个控制设备一个控制设备正反馈判断:瞬时极性法正反馈判断:瞬时极性法第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线性电子线路52 振荡过程分析振荡过程分析平衡条件:平衡条件:1)(oscjTnToscosc2)(1)(起振条件起振条件: :1)(oscTnos

4、c2)( 稳定条件稳定条件: :0)(iAVioscVT0)(osc第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线性电子线路6满足起振、平衡和稳定条件的环路增益特性满足起振、平衡和稳定条件的环路增益特性1BA)(oscTiBViAViV0 硬激励硬激励 软激励软激励第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线性电子线路7起振:放大器(电路瞬变,小信号线性放大)起振:放大器(电路瞬变,小信号线性放大)振荡电路如何满足三个条件振荡电路如何满足三个条件(从幅度上)?从幅度上)?平衡:放大器增益可变(是振幅的函数,自给偏置效应)平衡:放大器增益可变(是振幅的函数,自给偏置效应)稳定:放大器的非线性放大特性(甲类稳定

5、:放大器的非线性放大特性(甲类乙类、丙类)乙类、丙类)自给偏置效应自给偏置效应第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线性电子线路80)(oscT谐振回路的谐振回路的 特性特性)(T)(Tosc振荡电路如何满足三个条件振荡电路如何满足三个条件(从相位上)?从相位上)?00)(2arctan)(eQ起振、平衡:形成正反馈起振、平衡:形成正反馈稳定条件:选频回路稳定条件:选频回路总结电路能否震荡:总结电路能否震荡:直流偏置是否为放大器直流偏置是否为放大器 交流通路是否为正反馈交流通路是否为正反馈第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线性电子线路9二二 LC正弦波振荡器正弦波振荡器2 2 三点式振荡电路三

6、点式振荡电路组成法则:组成法则:b,cb,c两头挂,发射极接中间两头挂,发射极接中间与发射极相连的是与发射极相连的是同性质电抗,不与发射极相连的是异性质电抗。同性质电抗,不与发射极相连的是异性质电抗。电容三点式电容三点式(考毕滋)(考毕滋)电感三点式电感三点式(哈特莱)(哈特莱)1 1 互感(变压器)耦合式互感(变压器)耦合式LCLC回路有三个抽回路有三个抽头,分别与晶体头,分别与晶体管三个电极相连管三个电极相连第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线性电子线路10 Vo + Vf + Vi 证明:证明:起振分析:起振分析:LCosc/1ICQ取取15mA,C2/C1取取1/21/8平衡、稳定条

7、件平衡、稳定条件管子非线性、谐振电路相频特性保证管子非线性、谐振电路相频特性保证第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线性电子线路11在判断三点式振荡类型时,交流通路中可不考虑电阻。在判断三点式振荡类型时,交流通路中可不考虑电阻。第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线性电子线路12p135例例3:判断能否起振,属于哪种振荡电路:判断能否起振,属于哪种振荡电路第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线性电子线路13元件作用:元件作用:T T1 1、T T2 2差分对管差分对管C C1 1L L1 1振荡回路振荡回路R Reoeo为为L L1 1C C1 1并谐振电阻并谐振电阻C Cc c高频隔直耦合电

8、容高频隔直耦合电容R RB B构成基极电流回路构成基极电流回路C CB B旁路电容旁路电容I Io o为恒流源为恒流源2 差分对管差分对管LC振荡器振荡器第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线性电子线路14三三 频率稳定度频率稳定度1 定义定义21)(1nioscoscoscioscnoscoscffffnLimffu长期频率稳定度:一般是指一天以上甚至几个月的时长期频率稳定度:一般是指一天以上甚至几个月的时间间隔内频率的相对变化。间间隔内频率的相对变化。u 短期频率稳定度:一般是指一天以内,以小时、分钟短期频率稳定度:一般是指一天以内,以小时、分钟或秒记的时间间隔内频率的相对变化。或秒记的时

9、间间隔内频率的相对变化。u 瞬时频率稳定度:一般是指秒或毫秒的时间间隔内频瞬时频率稳定度:一般是指秒或毫秒的时间间隔内频率的相对变化。率的相对变化。第3章 正弦波振荡器非线性电子线路非线性电子线路152 提高频率稳定度的措施提高频率稳定度的措施1 1)分析)分析外界因素变化引起外界因素变化引起 变化变化eQ外界因素变化引起外界因素变化引起 变化变化00osc越大,越大, 越大越大fosc外界因素变化引起外界因素变化引起 变化变化f越大,越大, 越小越小eQosc越大,越大, 越大越大fosc尽可能的减小外界因素的影响尽可能的减小外界因素的影响振荡回路中的元件标准化振荡回路中的元件标准化温度补偿

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