第七章 振荡器原理

第七章振荡器原理71第1页，课件共24页，创作于2023年2月7.1反馈型振荡器的基本原理带反馈的放大电路1.基本组成反馈型振荡器——基于放大与反馈的机理反馈放大器的增益:7.1.1反馈型振荡器的基本组成与平衡条件

第2页，课件共24页，创作于2023年2月当

时

说明什么？

不需要输入信号（）就有输出振荡器反馈型振荡器基本组成———闭环回路放大器反馈支路如何保证单一频率的正弦波？或选频反馈闭环回路中必须有一选频回路或选频放大器只能在频率上满足

第3页，课件共24页，创作于2023年2月带选频放大器的反馈型正弦波振荡器带选频反馈支路的反馈型正弦波振荡器构成振荡器的三个条件平衡条件起振条件稳定条件第4页，课件共24页，创作于2023年2月2.平衡条件反馈振荡器的环路增益为：振荡平衡时,在频率处有:——平衡条件在处断开；考虑放大器的输入阻抗对反馈网络的影响（放大器的输入阻抗作为反馈网络的负载阻抗）第5页，课件共24页，创作于2023年2月振荡平衡时,在频率处有:——平衡条件振幅平衡条件：环路增益的模为1相位平衡条件：(n=0,1,2……)环路增益的相移为0，即与同相，满足正反馈条件第6页，课件共24页，创作于2023年2月①

如何保证正反馈？变压器的同名端必须正确

②

相位平衡条件的应用？相位平衡条件分析反馈系数为：振荡器的环路增益——可用来求振荡器的振荡频率

为求相移求放大器的增益为：注意第7页，课件共24页，创作于2023年2月由环路增益表达式环路总相移应满足：即：？

什么频率值时能满足此条件？放大器跨导相移LC谐振回路相移反馈网络相移LC回路相频特性

和都很小，而且几乎不随而变化交点————相位平衡交点相位平衡点的频率值即振荡频率问题：为什么？什么时候第8页，课件共24页，创作于2023年2月本电路反馈系数

是变压器的匝数比

n，②

环路增益的相频特性选频回路的相频特性主要取决于回路Q越大，相频特性的斜率越陡，选频、滤波特性越好当管子和反馈网络引入的相移可以忽略时，振荡频率等于选频回路的中心频率结论：①相位平衡条件决定了振荡频率当管子的特征频率选得合适时：第9页，课件共24页，创作于2023年2月7.1.2起振条件振荡如何产生？为了保证输出信号从无到有幅度不断增长，起振时要求：反馈电压

输入电压同相，且（1）振幅条件环路增益T=AF大于1增益越大越易起振

（2）相位条件环路增益的相位为0满足正反馈条件第10页，课件共24页，创作于2023年2月振荡器的起振过程分析？振荡如何从无平衡？①

起振时放大器的工作条件和状态放大器——小信号、线性工作状态，高增益A，必须设置合适的工作点可用晶体管交流小信号等效电路计算增益②

起振过程中放大器工作状态的变化

为保证正弦波振荡，要求选频回路必须高Q环路增益T>1放大器小信号大信号线性非线性不能用小信号等效电路出现谐波，输出波形失真第11页，课件共24页，创作于2023年2月③从起振的AF>1

？

平衡时的AF=1晶体管反馈变压器选频回路非线性器件是晶体管环路中一定有一个非线性器件参数随信号大小变化而变化大信号非线性增益压缩A下降T>AF下降AF=1平衡注意：区分起振和平衡时放大器的不同状态第12页，课件共24页，创作于2023年2月④晶体管大信号工作给振荡器带来的问题及解决方法大信号工作饱和截止减少晶体管的非线性采取措施保证AF>1AF=1的过渡非线性出现谐波需选频滤波晶体管输出阻抗影响选频回路Q值措施1.用差分放大器代替单管放大器伏安特性——双曲正切函数，电流常数放大器增益下降但晶体管没有饱和第13页，课件共24页，创作于2023年2月措施2.闭环增益自动控制特点：外电路检测幅度，控制增益，使晶体管不达饱和第14页，课件共24页，创作于2023年2月带选频放大器和变压器反馈的振荡器交流通路带偏置的完整电路直流偏置电阻、、交流旁路电容隔直流电容措施3.采用偏置电路的负反馈第15页，课件共24页，创作于2023年2月起振时——小信号、A类、线性、增益大起振后，晶体管进入非线性区Q静态工作点Q

处的偏置电压是电流、正负半周不对称

平均分量、（

）结果：工作点左移——管子趋于截止——增益A下降——AF=1平衡——称为自偏置效应第16页，课件共24页，创作于2023年2月②

利用管子趋于截止而不是饱和使增益下降使选频回路Q不受影响——选频特性好带自偏置效应的振荡器的特点①

起振过程有直流负反馈③

振荡器的环路增益随的

变化曲线比等偏置电路更陡

第17页，课件共24页，创作于2023年2月7.1.3

振荡器的稳定条件振荡器的平衡稳定？不稳定？1.

振幅稳定条件稳定——经过外界扰动，系统能自动恢复（靠近）到原平衡位置初始平衡时，输入，环路增益T=1，反馈扰动使，离开平衡点。则经过一个循环若——稳定——不稳定为使振幅稳定，振荡器的振荡特性曲线在平衡点处必须是负斜率的，且曲线越陡，稳定性越好。结论：第18页，课件共24页，创作于2023年2月振荡曲线起始点——自动起振平衡点且——稳定曲线A曲线B曲线A曲线B起始点——不能起振软激励硬激励平衡点N：平衡点M：但不稳定且稳定振幅稳定条件分析第19页，课件共24页，创作于2023年2月2.

相位稳定条件讨论相位稳定前应明确两点：

（1）正弦振荡

频率和相位的关系（2）振荡器的相位平衡条件含义：在频率处，经过一个循环，反馈振荡器的与相位相差2π（或0）相位超前，频率必然上升相位迟后，必然是频率下降振荡器的相位稳定条件也就是振荡器的频率稳定条件

第20页，课件共24页，创作于2023年2月外界扰动使频率初始平衡时振荡频率输入循环一周，与同相（或2π）

相位比超前

即新的频率此时，输入循环一周，如果系统使相位比滞后

即新的频率结论：为使相位稳定，振荡器的环路增益的相位～频率特性

在平衡点处必须是负斜率的。稳定不稳定第21页，课件共24页，创作于2023年2月相位稳定条件分析环路增益的相位：因为和几乎不随频率而变

并联谐振回路的相频特性曲线是负斜率的，所以，振荡器是相位稳定的第22页，课件共24页，创作于2023年2月相位稳定性——频率稳定性的优劣相频曲线越陡，即越大，稳定性越好结论：选频回路的Q值越高，振荡器的频率稳定性越好

外界扰动使电