第3章-振荡器小结

第3章振荡器小结一、振荡三个条件：1）起振条件：()()*()1oscoscfoscTAk（幅度条件）()()()2(0,1,2)ToscAosckfoscnn（相位条件）2）平衡条件：()()*()1oscoscfoscTAk（幅度条件）()()()2(0,1,2)ToscAosckfoscnn（相位条件）3）稳定条件：()0iAoscViTV（幅度条件）；()0oscT（相位条件）TφTAωoscωVi负斜率负斜率二、振荡器组成：放大器（主网络A）、反馈网络(kf)、选频网络（保证输出的是单一频率的正弦信号）、非线性机构或稳幅机构（使振荡器从起振到平衡）、稳相机构（LC并联回路阻抗的相频特性具有负斜率，适合作为稳相机构）。三、LC振荡器（一）振荡的判断（主要根据直流通路是否正确和相位条件是否满足来判断）直流通路必须保证晶体管工作在放大区（发射结正偏，集电结反偏）；即振荡开始时晶体管工作在甲类，便于起振。相位条件必须保证正反馈，即()()()2(0,1,2)ToscAosckfoscnn。1、变压器反馈式LC振荡器的相位条件：看是否正反馈相位关系：变压器同名端同相，共E的输入和输出电压反相，共B、共C的输入和输出电压同相，但共C的增益小于1，一般不作为振荡器中的单级放大器。2、LC三点式振荡器：由“射同基反”判断相位条件。电容三点式电感三点式几个注意点：（a）如当电路中包含有LC串联或并联谐振回路时，其等效电抗如下图Xf容性感性foLCffoX感性容性LCX0为感性，X0为容性01LC012fLC(b)应考虑三极管的极间分布电容（Cce,Cbe,Ccb）:在没有实际电容的情况下可充当三点式中的电容，如习题3-5(e)；在有实际电容的情况下影响频率稳定度。(c)画交流通路时，电阻一般不必考虑，当电路中包含有大电容和小电容（数量级的差别）时，大电容应短路，小电容应留着。(d)高频扼流圈是大电感，对直流短路，因为与谐振回路中的电感有数量级的差别，画交流通路时应开路。（二）电容三点式LC振荡器的幅度起振条件（推导过程无须掌握）VccRb1Rb2REC1C2LCcRLCB++--ViREreCb'eCb'egmViLReoRLC1C2REreVf'1mLiggngn其中：'0LeLRRR，'1'LLgR，1iEeemRRrrg1iigR，CQmTIgV，2112121211*CCnCCCCCC（分压比，反馈系数）（三）LC振荡器改进电路1）克拉泼电路（1）电路（交流通路）C3C1,C2（2）优点：频率稳定（3）缺点：频率不能是可调的，即C3不能是可变的，否则振荡信号的幅度会随频率而变，甚至停振。（4）振荡频率：123311oscLCLCC123为C1串C2串C3,C123≈C32）西勒电路频率稳定而且可调振荡频率：12343411()oscLCLCCC1234=C123+C4四、晶体振荡器（频率最稳定）（一）晶体的等效电路及电抗特性fs：串联谐振频率；fp：并联谐振频率。fs≈fpLC1C2C3C1C2C3C4LXffsfp0CoLqCqRqffo（二）并联型晶体振荡器（晶体等效一个电感）1）皮尔斯电路（晶体接在c、b间，相当电容三点式）2）密勒电路（晶体接在b、e间，相当电感三点式）皮尔斯电路密勒电路（三）串联型晶体振荡器（晶体等效一根短路线）例：（四）泛音振荡器C2C1L0112fLC如fo介于3次泛音和5次泛音之间，则对基频和3次泛音，L、C1并联谐振回路等效为电感，不符合“射同基反”，振荡器不振。对5次以上泛音，L、C1并联谐振回路等效为电容，符合“射同基反”，振荡器可能振。合理选择fo值，以及电路其他参数可以使5次泛音满足幅度起振条件，7次、9次等高次泛音不满足幅度起振条件，则电路振在5次泛音上。四、RC文氏电桥振荡器（一）RC串并联网络的频率特性（一般用作反馈网络）φ++--RRCCVoVffkf1/3fo当f=fo时，kf最大为1/3，且φ=0（无附加相移）。012fRC（二）RC文氏电桥振荡器1）振荡频率：012oscffRC2）当用RC串并联网络作振荡器的反馈网络时，要求振荡器中的放大器A应是同相放大器，且开始时Av3。3）用运放构成的RC文氏电桥振荡器RRCCARRCCRfR1AC1C2开始时11fvfRAR3(起振)，随着输出信号幅度的变大，Avf↓最终使11fvfRAR=3（平衡）。要能从起振到平衡，Rf应是负温度系数的热敏电阻，或R1是正温度系数的热敏电阻。也可利用二极管伏安特性的非线性来达到稳幅（或从起振到平衡）的目的，如右图。4）用分立元件构成的RC文氏电桥振荡器如习题3-22（d）RRCCRfR1