第6章 正弦波振荡器.ppt

1、、射频波电子电路、Telqq :624554818、第6章、6.1概要、定义：震荡器：不施加激励而将直流电力转换成交流电力的装置、接收、发送系统分块图电能量(电容器存储)磁能量(电感量存储)交替地转换振荡许多震荡器利用LC电路振荡，首先考虑LC谐振电路的振荡现象，第一步：开关接通1，电容器充满电。 解线性微分方程： (6.2.1)、(6.2.2)由基尔霍夫法则得到：微分、LCR自由振荡电路、放电电流方向与充电时相反的研究： (6)临界衰减、(6.2.6)、(6.2.2)、周期变化自由振荡振荡频率、(6.6 )振荡原理、反馈型震荡器、负电阻型震荡器、射频波震荡器、振荡频

2、率、低频振荡器、非正弦波震荡器、振荡波形、正弦波震荡器、RC震荡器、频率选择电路元件、LC振荡器、晶体振荡器放出和接收的能量在元件间往复进行，该频率是决定振荡器输出信号的频率的能量源晶体管的这个源是直流电源的控制机器：用正确的时间节点适当地补充电源电力电路，维持等幅恒定频率的振荡。 用有源器件和正反馈电路完成。 为了通过将输出信号的一部分种子文件返回到输入端来维持振荡，电路需要具备反馈种子文件和放大功能。 -晶体管(反馈放大。 振荡频率主要依赖于蓄电电路残奥仪表的振荡振幅，主要依赖于电路中的非线性解老虎钳(例如晶体管、电子管等)、振荡角频率： (6.3.8)、能量源、振荡电路、正反馈、反馈震荡

3、器分块图、(6)，本节从种子文件后备放大器的角度进行分析。6.4从正反馈的观点来确定振荡的条件，右图是反馈放大器的分块图，自该图起，在：反馈放大器的分块图、反馈放大器的闭环增益、闭环增益无限大的情况下，放大器成为震荡器。 即使输入为零，也有输出。 从有无到有：震荡器接通电源的瞬间发生瞬低电流，该瞬低电流中包含的频带宽。 根据谐振电路的选择性，选择自身谐振频率的信号形成振荡信号，其他频率信号被滤波，6.5.1震荡器的平衡条件，即种子文件回压幅度大于一次，环路保持正反馈，6.5震荡器的平衡与稳定条件，平衡条件的复形式表示：振幅平衡条件： (6.5.7)、相位平衡条件相位平衡条件表示在平衡态中反种子

4、文件信号和原始输入信号的相位相同。 那么a该怎么表现呢？ 在工作频率高的情况下，引起环路传递系数和相移的因素很多：晶体管的正向传输导纳、谐振电路阻抗、种子文件反馈残奥仪表、振荡平衡条件，对震荡器的平衡态不被外部因素的变化破坏的稳定条件进行分析，分为振幅稳定和相位稳定两个条件6.5.2震荡器平衡态的稳定条件，首先必须明确稳定平衡的概念：即平衡条件被外因破坏后，震荡器可以在平衡点附近建立新的平衡态，而外因消失后，可以自动恢复原来的平衡态。(a )不稳定平衡(b )稳定平衡、振荡平衡条件确立振荡的必要不充分条件，震荡器想安静地成为美男，但是有干扰作用，a和v一起降低，形成硬自激的振荡特性，(1)振幅

5、平衡的稳定条件(为什么f不变，后述)，关于振幅、振幅两点平衡点的b点都不稳定，在软自激的振荡特性、AF=1、AF1、AF1、AF1、相位平衡的情况下，如果相位因外界条件而延迟，则频率变慢，此时电路需要自动提前相位。相位稳定条件：并联谐振电路正好具有负的相频特性。 谐振电路不仅决定振荡频率，还决定使频率稳定的机构。此外，品质因子越大曲线越陡峭，震荡器的稳定性越好。 从以上的讨论可知，为了使回种子文件震荡器能够产生持续的等幅振荡，需要满足振荡的振荡条件、平衡条件、稳定条件，这些个是不可缺少的。 因此，反馈型正弦波震荡器可以将放大电路、正反馈网络、频率选择网络：满足相位平衡条件一个频率选择网络和反馈

6、网络合为一个，实现稳定网络链接、振幅稳定、相位稳定、(一般晶体管在甲类动作，容易振荡)、 (环路增益相位根据振荡频率点的种子文件反馈网络，互感电动势耦合震荡器、三端子式震荡器、6.6.1互感电动势耦合震荡器、互感电动势耦合震荡器通过线圈间的互感耦合实现正反馈，选择耦合线圈同名端子的精确位置配置，适当耦合量m，满足振幅振荡条件至关重要根据振荡电路的不同，基极电路、集电极电路、发射极电路有调化学基电路、调光电路、调整电路。 使用单个晶体管作为放大器电路并且使用LC分立器件作为频率选择性网络的反馈震荡器来产生从几十k到几百m的正弦信号。 当色调化学基电路的振荡频率在宽范围内变化时，幅度相对平衡。 此

7、外，由于调化学基电路在基极和发射器之间的输入阻抗相对低，所以晶体管和振荡电路在调化学基和调射两个电路中部分地耦合，以避免过分地影响电路的品质因子。 调光电路、调整电路在射频波输出方面比其他2种电路稳定，且宽度大，间谐波成分小。 当调节(改变m )种子文件回时，调节电路和互感电动势耦合震荡器几乎不影响振荡频率(其中，m越大，振荡越容易)。 但是，由于分布电容的存在，在频率高的情况下，制作稳定性高的电压互感器是困难的。 因此，这些个的工作频率不能太高。 适用于中短波段(300K30MHz )。 6.6.2三端子式震荡器、三个电阻元件构成决定振荡频率的振荡电路，并且构成正反馈所需要的种子文件反馈网络

8、。 与这些个的三个元件应具有的性质有关：三端式震荡器的原理电路如下。 即内存方便，原则具体化。 也就是说，与晶体管星空卫视的发射极相关联的电抗必须全部为相同性质的电抗，与发射极相关联的另一个电抗的性质必须相反，这一法则是快速判断振荡电路的构成是否合理，是否能够振荡因此，得到电感量反馈震荡器、电容反馈震荡器、电感量反馈式三端子振荡电路、1、电感量反馈式三端子振荡电路(哈里特震荡器)、(a )原理电路、(b )等效电路这两种基本回路形式的电感量反馈三端子振荡电路的振荡频率为， 电容种子文件背式三端子振荡电路(科尔皮兹震荡器)、(a )原理电路、(b )等效电路、电容种子文件背式三端子振荡电路、电容

9、种子文件背式三端子振荡电路的电容器三端子式、也被称为匹兹震荡器(Coplitts )的串联型改良电容器三端子式也被称为时钟说唱乐震荡器(Clapp ) 典型例题：根据相位条件判断下图的电路是否能够振荡，、例，哈雷电路的优点：振荡波形差，反馈电压在电感量上得到，但电感量相对于间谐波是高阻态，所以对间谐波的反馈强，波形失真大，电感量种子文件反馈的3点电路的振荡频率不太高这是因为频率太高，l太小，分布残奥仪的影响太大。如果调整电容器c的大小来改变频率，则种子文件反馈系数不受影响。 哈丽特电路的缺点：分布残奥表影响种子文件回系数，频率越高影响越大，可能无法振荡。 测试匹兹电路的优点：间谐波通过低阻抗的

10、电容支路易耦合到发射极，间谐波种子文件反馈弱，输出间谐波成分减少，振荡波形好，可提高工作频率，可将振荡管的输出、输入电容直接用作电路的振荡电容。 其工作频率能够实现从数十MHz到数百MHz的非常高的频带。 考匹兹电路的缺点： 3、串联型改良电容器三端子震荡器(克拉大板块电路)、(a )原理电路、(b )等效电路、串联型改良电容器三端子振荡电路、振荡频率：克拉大板块电路的优点：克拉大板块电路的缺点、绝对频率精度：(6.7.1)、相对频率精度：(6.7.2) 根据指定的时间间隔，频率稳定度分为：长期稳定度：几天或几个月。 取决于电路元件的劣化特性，短期稳定度：指1天内按时间、分、秒进行修正。 主要

11、与温度变化、电源电压变化和电路残奥仪表的不稳定性有关的瞬时稳定度：秒或毫秒单位。 频率源内部的噪声引起的频率波动。 源极去老虎钳的残奥表：受外在因素的影响，源极去老虎钳的动作状态发生变化，引起振荡频率的变化。 影响振荡频率的是振荡电路残奥表l和c :受外部因素的影响，在LC中产生微小的变量，引起振荡频率的变化。 (6.7.5)、电路电阻r:r越小，电路q的值越高，因此频率稳定度也越高。 相反，频率稳定度越低。提高震荡器稳定频率的措施：采用能够减小温度变化，将震荡器放入恒温箱内的温度补偿方法，即采用正、负温度系数不同的l、c，抵消l、c。 使用优质材料的LC元件。 减小电源的变化，通过二次稳压电

12、源供电或者震荡器单独供电。 为了减小大气湿度和大气压强的影响，减小电磁场对频率的影响，通常密封震荡器进行屏蔽。 为了消除机械振动的影响，通常可以加入橡胶垫圈作为减震器。减小负荷的影响，采用在震荡器和下位电路之间设置缓冲器的等级或硅烷电路，减弱晶体管和振荡电路之间的耦合，减少换算为电路内的有源去老虎钳残奥计，提高振荡电路的标准性和品质系数等。 6.8石英谐振器，上一节震荡器的频率稳定度分析发现，震荡器的频率稳定度主要取决于振荡电路的标准性和质量系数。 1、水晶结晶的特性：水晶结晶有正、反逆压电效应：当结晶的几何尺寸和结构固定时，其自身具有固有的机械振动频率。 当施加交流电压的频率等于晶体的固有频

13、率时，晶体片的机械振动最大，晶体表面电荷量最多，外部电路的交流电流最强，产生谐振的晶体的振动具有基频振动和奇次间谐波倍音振动。 前者称为基频晶体，后者称为泛音晶体，晶体厚度与振动频率成反比，工作频率越高，要求晶片越薄。 机械强度越差，加工越难，使用中也容易破损。 在串联并联谐振频率之间的窄的工作频带中，由于具有极为陡峭的电阻抗特性曲线，所以对频率变化具有极为敏锐的补偿能力。 水晶结晶震荡器的优点：水晶结晶的物理化学性能非常稳定，结晶值可以达到数百万级，频率稳定度大幅度提高，水晶石英谐振器的缺点：单一稳定振荡频率工作，频带震荡器不能直接适用，限制结晶厚度，工作振荡频率不高，在数十MHz以下。工作

14、频率范围有限的2、石英谐振器应用：符号、基频等效电路、完全等效电路，由上图(b )可知，石英振动等效于串联谐振电路和并联谐振电路。 如图所示，水晶结晶谐振器的电阻曲线是水晶结晶震荡器在串联并联谐振频率间的狭窄电感区间内动作。 因此，在振荡电路中，并联型石英谐振器：震荡器在石英谐振器的并联谐振频率附近工作，石英用作等效电感。 串联型石英谐振器：震荡器在石英谐振器的串联谐振频率下工作，石英被用作短路元件。6.8.1并联谐振型石英谐振器，这种石英谐振器的振荡原理与一般反馈型LC震荡器相同，只是把水晶放入反馈网络的振荡电路中，作为电感元件，与其他电路元件一起按照三端子电路的基本标准构成三端子震荡器。

15、两种常见的基本类型是：接环电路、镜电路、接环振荡电路、振荡频率基本由石英振荡的残奥仪决定，而石英振荡本身的残奥仪具有较高的稳定性和较高的品质因子。 振荡频率与石英振动的标称频率同步，因此位于石英振动的电感性区间，电阻曲线陡峭，频率稳定性能极好。 镜振荡电路，6.8.2串联谐振型石英谐振器，6.8.3倍音石英谐振器，水晶结晶的基频越高，水晶片的厚度越薄。 频率过高，晶片厚度过薄，加工困难，容易振动。 因此，在要求更高频率动作时，能够在石英谐振器后附加倍频电路。 另一种方式是以其倍频操作结晶，构成倍频石英谐振器。 倍音是水晶片振动的机械间谐波。 与电间谐波的主要区别是电间谐波和基波是整数倍的关系，

16、是间谐波和基波并存于云同步；泛音与基频没有整数倍的关系，只是在基频的奇数倍附近，两者不能存在于云同步中。 由于晶片实际上是具有分布残奥计的三维系统，因此其固有频率在理论上无限多。 如果泛音结晶的标称泛音次数是5，对应的标称频率是5MHz，则LC谐振电路应该被调谐到35个泛音频率的间隔，例如3.5MHz。 在5MHz下，LC谐振电路呈电容性，满足相位平衡条件。 此外，在基频与三阶间谐波频率下，电路表现出感应性，且震荡器不满足相位平衡条件，且无法产生振荡。另一方面，在7次以上的谐波频率下，电路呈现电容性，但是其电容量过大，负载阻抗过小，电压增益的降低过多，无法振荡。泛音石英谐振器交流等效电路，本章总结，正弦波震荡器用于产生一定频率和幅度的正弦波信号。 根据构成频率选择网络的要素，可以分为LC、结晶和