4.2LC正弦波振荡器

4.2LC正弦波振荡器掌握三点式振荡器的组成原则、工作原理、典型电路。掌握LC振荡器实用电路的分析方法。了解频率稳定度的概念，了解影响频率稳定度的主要因数及提高频率稳定度的措施。主要要求：4.2.1三点式振荡器的基本工作原理

三个电抗元件X1、X2、X3组成LC谐振回路，回路三个引出端分别与晶体管三个电极相连，谐振回路既是晶体管的集电极负载，又是正反馈选频网络。X1、X2的电抗性质必须相同，X3与X1、X2的电抗性质必须相异。与E相连的为同性质电抗，不与E端相连的为异性质电抗。？

为什么只有这样，才能构成正反馈！

为便于说明，忽略电抗元件的损耗及管子输入、输出阻

抗的影响。反馈系数时，当X1+X2+X3=0回路等效为纯电阻，因此必须与反相，才能构成正反馈。回路谐振，得到与反相。因此：与E相连的必须为同性质电抗，不与E端相连的为异性质电抗。电感三点式电容三点式与E相连是电感与E相连是电容4.2.2电感三点式振荡器（哈脱莱Hartley）原理电路交流通路振荡频率反馈系数优点：易起振，频率易调（调C）。缺点：高次谐波成分较大，输出波形差。4.2.3电容三点式振荡器（考毕兹Colpitts）原理电路交流通路振荡频率反馈系数优点：高次谐波成分小，输出波形好。缺点：

频率不易调（调L，调节范围小）

增大C1/C2

，可增大反馈系数，提高输出幅值，但会使三极管输入阻抗的影响增大，使Q值下降，不利于起振，且波形变差，故C1/C2不宜过大，一般取0.1~0.5

。4.2.3电容三点式振荡器（考毕兹Colpitts）原理电路交流通路解：该电路由共基极小信号谐振放大电路和电容分压式反馈电路构成，符合电容三点式构成原则，且具有较大的起振环路增益，因此可能产生振荡。其振荡频率为分析下图电路是否可能产生振荡。若可能产生振荡，试求其振荡频率。放大器采用共基组态，可产生更高频率的振荡。例4.2.4改进型电容三点式振荡器（克拉泼Clapp）考毕兹电路中，晶体管极间电容与回路电容并联，会使振荡频率偏移，且极间电容随晶体管工作状态而变，会使振荡频率不稳定。改进:

在谐振回路电感支路中串接一个电容

一、克拉泼（Clapp）振荡器原理电路交流通路C3

<<C1

，C3

<<C2

极间电容影响很小，且调节反馈系数时基本不影响频率实际振荡频率必定略高于f0，因为要使L、C3支路呈感性。接入C3使三极管输出端（C、E）与回路的耦合减弱，三极管等效负载阻抗减小，放大器放大倍数下降，振荡器输出幅度减小。C3越小，放大倍数越小，如C3过小则振荡器不满足振幅起振条件而停振。原理电路交流通路C3

<<C1

，C3

<<C2

调频率时，不调C3

，调C4。故调频率时谐振回路反映到晶体管C、E间的等效阻抗变化很小，对放大器增益影响不大，从而保持振荡幅度的稳定。西勒（Seiler）振荡器

一般C4与C3相同数量级，且都远大于C1

、C2

，故

二、西勒（Seiler）振荡器克拉泼电路的改进例4.2.1解：分析下图电路，并求其振荡频率。该电路采用负电源供电，C2、LC1、C3构成电源滤波器。

R1、R2、R4构成晶体管偏置电路，使放大器起振时工作于甲类。

R3、LC2构成放大器直流负载电路，C1为基极旁路电容。LC2为高频扼流圈。例4.2.1电路的交流通路C4~C9与L组成谐振回路，作放大器交流负载，C9组成的电容分压器取出。输出从C8、C4、C5组成正反馈网络。

因此电路构成改进型电容三点式振荡器。==66MHz4.2.5振荡器的频率稳定和振幅稳定一、频率稳定1.频率稳定度

指在规定时间内，规定的温度、湿度、电源电压等变化范围内，振荡频率的相对变化量。频率的绝对偏差，又称绝对频率准确度为频率稳定度表示为f指实际频率，f0指标称频率测量时，∆f要取多次测量结果的最大值。按照所规定时间的不同，频率稳定度分为长期频率稳定度短期频率稳定度瞬时频率稳定度一天以上乃至几个月内振荡频率相对变化量。主要取决于器件老化。一天之内振荡频率的相对变化量。主要取决于温度、电源电压等外界因素变化。秒或毫秒内振荡频率的相对变化量。由电路内部噪声或突发性干扰引起。中波广播电台发射机的频率稳定度为电视发射机的频率稳定度为普通信号发生器的频率稳定度为~

标准信号发生器的频率稳定度为~

通常，频率稳定度一般指短期频率稳定度，根据用途不同，对振荡器的要求不同：2.导致振荡频率不稳定的原因温度、电源电压和负载等外界因素的影响。外因：内因：影响回路电感线圈的电感量和电容器的电容量；改变晶体管结电容、结电阻；影响晶体管工作点和工作状态，使晶体管等效参数发生变化。影响晶体管工作点和工作状态，使晶体管等效参数发生变化。影响回路Q值和振荡频率2.导致振荡频率不稳定的原因温度、电源电压和负载等外界因素的影响。外因：内因：振荡电路的稳频能力。主要利用谐振回路的相频特性实现。振荡频率处相频特性曲线越陡，稳频效果越好。(1).提高回路Q值；(2).使振荡频率接近回路谐振频率。3.提高频率稳定度的主要措施（1）减小外界因素的变化将决定振荡频率的主要元件或整个振荡器置于恒温槽中，减小温度的变化。采用高稳定度直流稳压电源来减小电源电压的变化。采用金属屏蔽罩减小外界电磁场的影响。采用减震器。

采用密封工艺减小大气压力和湿度的影响。在振荡器和负载之间加缓冲器。（2）提高谐振回路的标准性采用参数稳定的电感器和电容器。改进安装工艺缩短引线，加强引线机械强度。采用温度补偿法，在谐振回路中选用合适的具有不同温度系数的电感和电容，使由于温度变化引起电感和电容值的变化相互抵消，减小谐振回路频率的变化。增加回路总电容值，减小晶体管与谐振回路之间的耦合，能有效减小晶体管极间电容在总电容中的比重，有效减小管子输入和输出电阻及其变化量对谐振回路的影响。