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Chapter 4 正弦波振荡器 §4.1 概述 §4.2 反馈型振荡器基本工作原理 §4.3 振荡条件分析 §4.4 反馈型LC振荡器线路 §4.5 振荡器的频率稳定问题 §4.6 石英晶体振荡器 17.3 振荡电路中的正反馈 17.3.2 正弦波振荡电路 正弦波振荡电路的组成 4.1.3 起振条件 为了使振荡过程中输出幅度不断增加, 应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大, 即振荡开始时应为增幅振荡, 因而由式(4 ─ 8)可知 自激振荡的条件就是环路增益为1, 即 4.1.2平衡条件 振荡器的平衡条件即为 振荡频率的稳定度= 2. LC正弦波振荡电路 变压器反馈式LC振荡电路 (1) 电路结构 4.4 LC正弦波振荡器 二、三点式振荡器 三端式振荡器有两种基本电路, 如图4 ─ 6所示。 图4 ─ 6 (a)中X1和X2为容性, X3为感性, 满足三端式振荡器的组成原则, 反馈网络是由电容元件完成的, 称为电容反馈振荡器, 也称为考必兹(Colpitts)振荡器 电感三点式（Hartley，哈特莱电路） 电容三点式（ Colpitts，考毕兹电路） 4.7　寄生振荡、间歇振荡和频率占据 4.7振荡器中的几种现象 4.7.1 间歇振荡 LC振荡器在建立振荡的过程中,有两个互有联系的暂态过程,一个是回路上高频振荡的建立过程;另一个是偏压的建立过程。回路有储能作用,要建立稳定的振荡器需要有一定的时间。 4.7.1　间歇振荡 4.7.2　频率占据 4.7.3　寄生振荡 4.8. RC正弦波振荡电路 (2) RC串并联选频网络的选频特性 (3) 工作原理 2) 稳定振荡 带稳幅环节的电路(1) 带稳幅环节的电路(1) §4.6 石英晶体振荡器 一、引言 引言从振荡器的频率稳定度分析可知，振荡器的频率稳定度主要取决于振荡回路的标准性和品质因数。 LC振荡器由于受到LC回路的标准性和品质因数的限制，即使使用稳频措施，它的频率稳定度也只能达到 量级。 为了获得频率稳定度更高的振荡信号，需要采用石英晶体振荡器。可达到 的数量级，使用稳频措施，可以达到更高的稳定度。 二、石英晶体谐振器回顾 石英晶体具有正反压电效应。当晶体几何尺寸和结构一定时，它本身有一个固有的机械振动频率。当外加交流电压的频率等于晶体的固有频率时，晶体片的机械振动最大，晶体表面电荷量最多，外电路中的交流电流最强，于是产生了谐振。 1. 概述 石英晶振的固有频率十分稳定，它的温度系数（温度变化1℃所引起的固有频率相对变化量）在10–6以下。 石英晶振的振动具有多谐性有基频振动外和奇次谐波泛音振动。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，加工越困难，使用中也易损坏。 2. 石英晶体的阻抗频率特性 符号 基频等效电路 完整等效电路 石英晶体谐振器 如上图： 安装电容C0 约1~10pF 动态电感Lq 约10–3~102H 动态电容Cq 约10–4~10–1pF 动态电感rq 约几十~几百? 由以上参数可以看到 石英晶振的Q值和特性阻抗?都非常高。Q值可达几万到几百万。 （2） 石英晶振可以等效为一个串联谐振回路和一个并联 谐振回路。 因为 而Lq较大，Cq与rq很小 （1） 串联谐振频率 并联谐振频率 电抗曲线 三、晶体振荡器电路 并联型晶体振荡器：振荡器工作在晶体谐振器的并联谐振频率附近，晶体作为等效电感使用。 分类： 串联型晶体振荡器：振荡器工作在晶体谐振器的串联谐振频率，晶体作为短路元件来使用。 疑问： 为什么在并联型晶体振荡器中把晶体作为等效电感使用而不把它作为等效电容来使用？ 答：若将晶体作为等效电容来使用，一旦晶体损坏后，晶体的静态电容C0仍然存在，振荡器仍能工作，但不能稳频了。 1. 皮尔斯(Pierce)振荡电路 并联型晶体振荡器的工作原理和三端式振荡器相同，只是将其中一个电感元件换成石英晶振。石英晶振可接在晶体管c、b极之间或b、e极之间，所组成的电路分别称为皮尔斯振荡电路和密勒振荡电路。 皮尔斯(Pierce)振荡电路 稳定度高的原因 (1)石英晶体的物理、化学