第6章_正弦波振荡器.ppt

6.8.3 泛音晶体振荡器 石英晶体的基频越高，晶片的厚度越薄。频率太高时，晶片的厚度太薄，加工困难，且易振碎。因此在要求更高频率工作时，可以在晶体振荡器后面加倍频器。另一个办法就是令晶体工作于它的泛音频率上，构成泛音晶体振荡器。 所谓泛音，是指石英片振动的机械谐波。它与电气谐波的主要区别是：电气谐波与基波是整数倍关系，且谐波与基波同时并存；泛音则与基频不成整数倍关系，只是在基频奇数倍附近，且两者不能同时存在。由于晶体片实际上是一个具有分布参数的三维系统，它的固有频率从理论上来说有无限多个。 若泛音晶体的标称泛音次数为5，相应的标称频率为5MHz，则LC谐振回路应调谐在3～5次泛音频率之间，如3.5MHz。在5MHz, LC谐振回路呈容性，满足相位平衡条件。 而对于基频和3次泛音频率来说，回路呈感性，振荡器不满足相位平衡条件，不能产生振荡。而对于7次及其以上的泛音频率，回路呈容性，但其电容量过大，负载阻抗过小，以致电压增益下降太多，不能起振。 泛音晶体振荡器交流等效电路 本章小结 正弦波振荡器用于产生一定频率和幅度的正弦波信号。按组成选频网络元件的不同，可分为LC、晶体和RC振荡器三类；按组成原理不同，可分为反馈和负阻振荡器，不过反馈振荡器本质上也是负阻振荡器。 反馈式正弦波振荡器是利用选频网络，通过正反馈产生自激振荡的，它的振荡相位平衡条件为： 振幅平衡条件为： 。利用相位条件可确定振荡频 率，利用振幅平衡条件可确定振荡幅度。振荡的起振条件为： LC 振荡器有变压器反馈式、电感三点式及电容三点式等电路，其振荡频率近似等于LC谐振回路的谐振频率。LC振荡器起振时电路处于小信号工作状态，而振荡处于平衡状态时，电路处于大信号工作状态，它是利用放大器件工作于非线性区来实现稳幅的，称之为内稳幅。 石英晶体振荡器是采用石英晶体谐振器构成的振荡器。其振荡频率的准确性和稳定性很高。石英晶体振荡器有并联型和串联型。并联型晶体振荡器中，石英晶体的作用相当于一个高Q电感；串联型晶体振荡器中，石英晶体的作用相当于一个高选择性的短路元件。为了提高晶体振荡器的振荡频率，可采用返音晶体振荡器。 LC振荡器中频率稳定度与LC谐振回路参数的稳定性密切相关，也与电路其他元器件参数的稳定性有关。提高频率稳定度的基本措施是，尽量减小外界因素的变化，努力提高谐振回路的标准性。 Rb1 Rb2 Re Ce VCC C L1 L2 T 改正方案 习题二 + － + - + - 交流0电位点 0 “射同” “基反” 电感三点式反馈电路 本电路的直流工作点设置正确。 共射放大器 电路改正方案：将电路改为交流通路上的“射同基反”。 方法二：用 “射同基反” 法判别本电路不能起振。 Rb1 Rb2 Re Ce VCC C L1 L2 T 正确与错误的比较 习题二 正确的接线 Rb1 Rb2 Re Ce VCC C L1 L2 T 错误的接线 例三 放大组态的判别 直流工作点的判别 改正方案 电容三点式反馈电路 本电路的直流工作点设置正确，但不能起振，原因本电路交流通路连接错误。 无法判别放大电路组态，因基极与发射极都交流接地。 电路改正方案 习题三 Rb1 Rb2 Re Ce VCC L T C1 C2 Cb C 可立即判别本电路欲组成的振荡型式 判别放大部分的组态。 判别放大部分的直流通道是否正确。 Rb1 Rb2 Re Ce VCC L T C1 C2 Cb 正确与错误的比较 复习使用瞬时极性法判断 Rb1 Rb2 Re VCC L T C1 C2 Cb C 错误的接线 正确的接线 习题三 利用瞬时极性法判断振荡电路是否起振。 因为是共基电路，应从发射极输入测试信号。 × + + + - + - 交流0点 0 抽头电位比地高为“+”。 + + + 共基电路输出与输入电压同相。 正反馈 Rb1 Rb2 Re VCC T C Cb L1 L2 例四 射同基反的判别 直流工作点的判别 电感三点式反馈电路 本电路的交流通路符合“射同基反”原则。 共基电路组态。 但本电路的直流工作点设置不正确，BJT的集电极和发射极直流电位相同，相当地BJT的ce极短接，不能起到电压放大器的作用。 直流通道令c、e 极直流短接。 习题四 可立即判别本电路欲组成的振荡型式 判别本电路的放大组态。 判别本电路是否射同基反。 判别本电路直流通道是否正确。 改正方案 习题四 电感三点式反馈电路 本电路的交流通路符合“射同基反”原则。 共基电路组态。 但本电路的直流工作点设置不正确，BJT的集电极和发射极直流电位相同，相