正弦波振荡器48699幻灯片.pptVIP

Chapter4 正弦波振荡器 基本要求： 掌握反馈振荡器的基本理论，振荡器的稳定理论，变压器反馈振荡器、LC振荡器和晶体振荡器的线路； 熟练掌握三端式振荡器的电路与分析； 了解VCO、高稳定度晶振电路与特性，振荡器中的几种特殊现象。 重点： 振荡条件、振荡电路和稳定原理，振荡器组成，晶体振荡器。 难点： 振荡条件和稳定方法分析，反馈方式，谐振回路，线路组成。 4.1 反馈振荡器的原理 4.1.1 反馈振荡器的原理分析 4.1.2 平衡条件 4.1.3 起振条件 4.1.4 稳定条件 4.1.5 振荡线路举例—互感耦合振荡器 4.1.1 反馈振荡器的原理分析 反馈型振荡器的原理框图如下图所示。 反馈型振荡器是由放大器和反馈网络组成的一个闭合环路。 放大器通常是以某种选频网络(如振荡回路)作负载的调谐放大器, 反馈网络一般是由无源器件组成的线性网络。 用s=jω代入，自激振荡的条件就是环路增益为1, 即 4.1.2 平衡条件 4.1.3 起振条件 4.1.4 稳定条件 4.2 LC 振 荡 器 4.2.1 振荡器的组成原则 4.2.2 电容反馈振荡器 4.2.3 电感反馈振荡器 4.2.4 两种改进型电容反馈振荡器 4.2.5 场效应管振荡器 4.2.6 压控振荡器 4.2.7 E1648单片集成振荡器 按照三端式振荡器的组成原则，三端式振荡器有 两种基本电路，如所示 4.2.2 电容反馈振荡器(Colpitts Oscillators) 4.2.3 电感三点式振荡器(Hartly Oscillators) 4.2.4 两种改进型的电容反馈振荡器 4.2.5 场效应管振荡器 4.2.6 压控振荡器 压控振荡器的主要性能指标为压控灵敏度和线性度。 4.2.7 E1648单片集成振荡器 4.3　振荡器的频率稳定问题 4.5 石英晶体振荡器 4.5.1 石英晶体及其特性 4.5.2 晶体振荡器电路 4.5.1石英晶体及其特性 1.石英晶体谐振器 4.5.2 晶体振荡器电路 (Circuit of Crystal Oscillators) EC L1 L2 C Rb1 Rb2 Cb Ce Re L1 L2 C L2 L1 C gL goe gmube k2Fgie + ube - + uce - + uce - + ube - i i 1.电路结构 其交流等效电路及起振时的小信号高频电路如右下图所示 2.振荡器的振荡频率： 可以用回路的谐振频率近似表示: 式中的 L 为回路的总电感 注意:其中高频小信号等效电路忽略了yfe和Cie及对电路的影响,另外yfe=gm L1 L2 C L2 L1 C gL goe gmube k2Fgie + ube - + uce - + uce - + ube - i i 3.起振条件分析(振幅起振条件) (1)反馈系数F 忽略gie对回路的影响时 (2)放大器的放大倍数K 电路的优点： (1)L1、L2之间有互感，反馈较强，容易起振； (2)振荡频率调节方便 只要调整电容C的大小即可，而且C的改变基本上不影响电路的反馈系数。 电路的缺点： (1)振荡波形不好 三点式振荡器由于晶体管的输入输出电容是直接与两个回路元件并联，并且其容值大小随环境温度、电源电压等因素而变化，所以该种电路的频率稳定度不高。 (2)电感反馈三端电路的振荡频率不能过高 这是因为频率太高，分布参数的影响太大（线圈有分部电容使电感上的反馈电压减小，以至于可能停振）。 哈特莱电路的特点 L C1 C2 C3 R’L B A EC R’L L C2 C3 C1 Rb1 Rb2 Cb Re Rc A B 1.克拉泼振荡器 且C3远远小于C1和C2，减小了晶体管与LC回路的耦合，减小了晶体管极间电容对LC参数的影响，提高了频率稳定度。 电感反馈振荡器:反馈系数F=kF的改变可通过改变线圈抽头位置实现,但振荡频率比较低,产生振荡波形不如电容三点式振荡器。 电容反馈振荡器:反馈系数F=kF改变必须改变C1与C2的比值,振荡频率较高,电压波形较好. (1)线路特点：在原电容三点式振荡器中,用L,C3的串联电路代替原来的L而构成,C3和L的串联电路在振荡频率上等效为一个电感,仍属于电容反馈型电路. (2)电路分析： L C1 C2 C3 R’L B A RL 回路L两端的等效负载为R