高频电子教案(第三版)第4章课件

1、第4章 正弦波振荡4.1 反馈振荡器的工作原理4.1.1 正弦波振荡的工作原理放大器反馈网络UiAuFuUoUfRL微弱的电扰动中，某一频率成分通过正反馈逐渐放大，则产生正弦振荡。一、振荡的平衡条件 振幅平衡条件 相位平衡条件n = 0, 1, 2二、起振条件 4.1.2 振荡的条件例4.1.1 分析振荡电路工作原理LC+VCCVRERB1RB2CECBL1谐振放大器反馈网络满足相位平衡条件uBEiCOUBEQtuBE tiCOICQQ稳幅例4.1.2 分析电路是否满足相位平衡条件C+6VVR3R1R2C2C1L321TrCVR3L321Tr满足相位平衡条件1. 为减小共基极电路输入电阻对谐振

2、回路的影响，反馈线圈的匝数远小于次级线圈的总匝数。2. 因共基极电路内反馈小，振荡稳定。4.1.3 正弦波振荡的分类RC振荡器(几kHz几百kHz)LC振荡器(几百kHz以上)石英晶体振荡器(振荡频率精确)移相式RC串并联式双T式变压器反馈式电容三点式(考毕兹)(克拉泼)电感三点式(哈脱莱)串联型并联型石英晶体呈纯阻石英晶体呈感性4.2 LC正弦波振荡器4.2.1 三点式振荡器的基本工作原理三点式振荡器的基本结构X1X2X3为构成正反馈，Uf 和 Uo必须反相谐振回路呈纯阻，电抗和为0，即：X1 + X2 + X3 = 0，X1 = X2 + X3X1和X2必须为同性质电抗；X3必须与X1(X

3、2) 为异性质电抗。CL1L2C2C1L14.2.2 电感三点式振荡器 (Hartley 哈脱莱)C+VCCRERB1RB2CECBL1L2CCuo优点：缺点：易起振易调节（C可调）输出取自电感，对高次谐波阻抗大，输出波形差4.2.3 电容三点式振荡器 (Colpitts 考毕兹)+VCCVRERB1RB2CECBLC1C2CC优点：波形较好缺点：1) 调频时易停振2) V极间电容影响f0C3克拉泼振荡器(Clapp) 反馈系数大易起振，但使三极管输入阻抗影响加大，回路QT下降。取0.10.5。共基极电容三点式振荡器 (Colpitts 考毕兹)+VCCVRERB1RB2CBLC1C2RC克拉

4、泼振荡器(Clapp) 西勒振荡器 (Seiler) C3C4C3例4.2.1分析振荡电路，计算振荡频率直流电源滤波= 11.6 pF= 66MHz C1L1C3L3C2L2习题4-6 图为三谐振回路振荡器的交流通路，分析电路参数在如下四种关系下能否振荡，振荡频率和各回路故有频率的关系。1. L1C1 L2C2 L3C32. L1C1 L2C2 L3C34. L1C1 L2C2 = L3C3设电路为电感三点式，感性感性容性则：f03 fOSC f01 、 f02设电路为电容三点式，容性容性感性则： f01 、f02 fOSC f034.3 石英晶体振荡器4.3.1 石英谐振器及其特性rqC0C

5、qLqfXfPfS容性容性感性石英晶体基频越高，晶片越薄，加工难并易碎，故要求频率高时使用泛音频率泛音 石英片振动的机械谐波使用注意：要外接一定的负载电容CL (微调，3050pF)， 以达标称频率要有合适的激励电平。过大会影响频率稳定度、 振坏晶片；过小会使噪声影响大，还能停振。rqC0CqLq基频等效电路泛音等效电路C0r1C1L1r3C3L3r5C5L5(二)石英晶体谐振电路1. 串联型2. 并联型 f = fs，晶体工作在串联谐振状态，作为高选择性短路元件fs f 3, 稳幅后 Au = 3正温度系数负温度系数二极管稳幅8R1R2V1V2R312.4 k R28.1 k起振时信号小，二极管电阻大Au1+(R2+R3)/R13R22R1 R3起振后二极管电阻逐渐减小, Au1+R2/R1=3为使失真小：R2 2R1f0 =1.94kHz8.2k6.2k22k4.3k0.01F8.2k0.01F正反馈选频网络F = 180反相放大器 A = 1804.4.2 RC移相式振荡器8RRfCRRCC一节RC 环节移相 90 二节RC 环