3.3_LC振荡器的频率稳定度.ppt

1、第 3 章正弦波振荡器,3.3LC 振荡器的频率稳定度,3.3.1提高频率稳度的基本措施,3.3.2克拉泼振荡电路,3.3LC 振荡器的频率稳定度,(1)定义：,频率稳定度又称为频稳度，为振荡器最重要的指标，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。,(2)种类,按规定时间的长短不同，频稳度可分为：,长期频稳度：一天以上乃至几个月内因元器件老化而引起的频率相对变化量。,短期频稳度：一天内因温度、电源电压等外界因素变化而引起的频率相对变化量。,瞬时(秒级)频稳度：电路内部噪声引起频率相对变化量。,通常指短期频稳度。,(3)表达式,绝对准确度： fosc = f

2、 - fosc fosc：标称频率,相对准确度： f：实测的振荡频率,将规定时间划分为 n 个等间隔，各间隔内实测的振荡频率为 fi，短期频稳度的定义：,式中，(fosc)i = fi - fosc ，第 i 个间隔内实测的绝对准确度；,为绝对准确度的平均值， 越小，频率准确度就越高。,(4)对频稳度的不同要求,3.3.1提高频率稳度的基本措施,首先分析外界因素对振荡频率变化的影响。,一、频稳度的定性分析,1振荡频率的图解,由相位平衡条件 T(osc) = 0,即,说明：, A() 主要取决于并联谐振回路的相移 z() ，它在谐振频率附近随 的变化十分剧烈；, f() 随 的变化相对要缓慢得多

3、，可近似认为它是与频率无关的常数，用 f 表示。,得：Z(osc) = - f,故： Z() 曲线与高度为 -f 水平线相交点上所对应的角频率振荡角频率 osc 。,2影响振荡频率 osc 的参数,图 3-3-1(a),由,可知：影响振荡频率 osc 的参数是 0、Qe 和f 。故讨论频稳度就是分析外界因素通过这三个参数对振荡频率变化的影响。,(1)谐振频率 0 变化,若 L 、C 变化，0 产生 0 的变化，则 z()曲线沿横坐标平移 0，曲线形状不变。参看图 3-3-1(a)。,图 3-3-1(b),(2)Qe 变化,若负载和管子参数变化，使谐振回路 Qe增加 Qe，则 z()曲线变陡。Q

4、e 引起振荡频率的变化量与f 大小有关。参看图 3-3-1(b)。,(3)若 f 产生 f，则 z()曲线形状不变，而交点移动。,f 引起振荡频率的变化与 f(同条曲线)、Qe 的大小有关。,3讨论,提高 LC 振荡器频稳度的基本措施：,图 3-3-1 (c),图 3-3-1 (c), 减小 0、Qe 和 f，故应减小外界因素变化引起 0、Qe 和 f 的变化。, 减小 f 和增大 Qe ，以减小由 Qe、f 引起的振荡频率变化量。,二、提高频稳度的基本措施,1减小外界因素的变化,外界因素：温度、湿度、大气压、 电源电压、周围磁场、机械振动及负载变化等，其中以温度的影响最严重。,措施：减振、恒

5、温、密封(湿度、大气压)、高稳定度电源、屏蔽罩、振荡器与负载间插入跟随器。,2提高振荡回路标准性,(1)标准性,振荡回路在外界因素变化时保持固有谐振频率不变的能力。,标准性越高，0 就越小。,(2)0 与 L、C 的关系,将此式展开，忽略高阶小量，化简为,(3)分析,可见，为提高回路标准性，必须减小 L、C 的相对变化量。,措施：, 温度补偿。电感和部分寄生参量有正值的温度系数，选用有负温度系数的陶瓷电容器，且数值合适，正负可补偿。, 缩短引线，采用贴片元器件，减小分布参数。, 使用稳定度高的外接集总电容、电感，减小不稳定的寄生量及其在 L、C 中的比重。,3.3.3 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,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