正弦波振荡器53616幻灯片.pptVIP

电容三点式改进电路 克拉泼（Clapp）振荡电路 改进目的： 减小晶体管输入输出电容对频率稳定度的影响 (b) 克拉泼电路的特点：在回路中增加了一个与Ｌ串联的电容Ｃ3 交流通路： Ｃ3取值原则：Ｃ3Ｃ1, Ｃ3 Ｃ2 电路的振荡频率只与Ｃ3、Ｌ有关。 (b) 克拉泼电路频率稳定度提高了 (a)　　　　　　　　　　(b)　　　　　　　　　　(c) 电路(a)及串联和并联谐振回路的电抗特性曲线 (b) (c) 　　例 图为振荡器交流通路，f01， f02， f03 分别为三个回路的固有谐振频率，写出它们之间能满足相位平衡条件的两种关系式，并指出两种情况下振荡频率处在什么范围内。 　解：串、并联谐振回路电抗特性曲线如图 (b)、(c)所示。 (a)　　　　　　　　　　(b)　　　　　　　　　　(c) 1．若构成电容三点式电路 　　L1C1、L2C2 回路呈容性失谐，L3C3 回路呈感性失谐。 容性失谐：fosc f01 , fosc f02 ；感性失谐：fosc f03 。 2．若构成电感三点式电路 　　L1C1、L2C2 回路呈感性失谐，L3C3 回路呈容性失谐。 感性失谐：fosc f01， fosc f02 ；容性失谐：fosc f03 。 练习1 在振荡器交流等效电路中, 三个ＬＣ并联回路的谐振频率分别是：ｆ1、ｆ2、ｆ3 。试问ｆ1、ｆ2、ｆ3满足什么条件时该振荡器能正常工作？且相应的振荡频率的范围？ 练习 判断图示各反馈振荡电路能否正常工作。 3.4　晶体振荡器 频稳度 晶体振荡器：超过 10 -5 LC 振荡器：10 -3 ~ 10 -5 　　晶体振荡器：用石英谐振器控制和稳定振荡频率。 3.4.1　石英谐振器的电特性 1．石英谐振器的性能 　　利用石英晶体的压电效应制成的一种谐振器件。 (a)　　　　　　　(b)　　　　　　　(c) 　石英谐振器的内部结构 性能 　②晶片有一固有振动频率：与晶体几何尺寸和结构有关 ①压电效应：交流电压加在晶体两端, 晶体随电压变化产生振动, 然后机械振动又使晶体表面产生交变电荷。 　③压电谐振：当外加交流电压的频率等于晶体的固有频率时, 晶片的机械振动最大, 晶体表面电荷量最多, 外电路中的交流电流最强——谐振。  C0：静态电容和支架引线分布电容之和； Lq1、Cq1、rq1：晶体基频等效电路； Lq3、Cq3、rq3：晶体三次泛音等效电路 ? ? ? 2.等效电路 等效电路中：  静态电容C0约１pF～１０ｐF 动态电感Lq约10-3H～102 H（大） 动态电容Cq约10-4pF～10-1pF（小） 动态电阻rq约几十欧到几百欧（小） 由以上参数得： １） 石英晶振的Ｑ值非常高。Ｑ值可达几万到几百万 2） ，所以外接元器件参数对石英晶振的影响很小。  综合以上两点, 石英晶振的频率稳定度非常高。  3．电抗特性 忽略 rq ，晶体两端呈现纯电抗，其值近似为 串联谐振频率 并联谐振频率 结论： 与 的间隔很小。 电抗曲线的特点 ： ①ｆp与ｆs间隔很小, 在ｆs～ｆp感性区间, 具有陡峭的电抗频率特性, 曲线斜率大, 利于稳频。 ② fs 为串联谐振，对 fs，相当于短路。 石英谐振器电抗频率特性曲线 　晶体的阻抗曲线 加负载电容 晶体标称频率 二、晶体振荡器电路 将石英晶振作为谐振回路元件，接入正反馈电路中, 就组成了晶体振荡器。 1）并 联型晶体振荡器：将其作为等效电感元件用在三点式电路中, 工作在感性区； 2）串联型晶体振荡器：将其作为一个短路元件串接于正反馈支路上, 工作在它的串联谐振频率上。 问题：除上述两种方式外，晶体能否工作在其它频段内？ 1 并联型晶体振荡电路 三点式振荡器中, 将其中一个电感元件换成石英晶振。 (a)实际电路　　　　　　　　　(b)交流通路 　皮尔斯振荡电路 频率准确度微调 　采用微调电容的晶体振荡电路 2． 串联型晶体振荡器 将石英晶振用于正反馈支路中, 串联谐振时等效为短路元件, 电路反馈作用最强, 满足振幅起振条件。 振荡频率取决于晶体的串联谐振频率。 交流通路 集成晶体振荡电路 3.5 RC振荡器 工作频率：几十kHz以下低频范围 优点：易于实现（不用电感），减小体积。 缺点：选择性和稳定性差。 一、RC相移振荡电路 选频