通信电子线路 第4讲 振荡器.ppt

２. 密勒（Ｍｉｌｌｅｒ）振荡电路 图4.4.4是场效应管密勒振荡电路。 石英晶体作为电感元件连接在栅极和源极之间, ＬＣ并联回路在振荡频率点等效为电感, 作为另一电感元件连接在漏极和源极之间, 极间电容Ｃgd作为构成电感三点式电路中的电容元件。由于Ｃgd又称为密勒电容, 故此电路有密勒振荡电路之称。  密勒振荡电路通常不采用晶体管, 原因是正向偏置时高频晶体管发射结电阻太小, 虽然晶振与发射结的耦合很弱, 但也会在一定程度上降低回路的标准性和频率的稳定性, 所以采用输入阻抗高的场效应管。  图4.4.4 密勒振荡电路 ３. 泛音晶振电路 从图4.4.1(c)中可以看到, 在石英晶振的完整等效电路中, 不仅包含了基频串联谐振支路, 还包括了其它奇次谐波的串联谐振支路, 这就是前面所说的石英晶振的多谐性。但泛音晶体所工作的奇次谐波频率越高, 可能获得的机械振荡和相应的电振荡越弱。 在工作频率较高的晶体振荡器中, 多采用泛音晶体振荡电路。泛音晶振电路与基频晶振电路有些不同。在泛音晶振电路中, 为了保证振荡器能准确地振荡在所需要的奇次泛音上, 不但必须有效地抑制掉基频和低次泛音上的寄生振荡, 而且必须正确地调节电路的环路增益, 使其在工作泛音频率上略大于1, 满足起振条件, 而在更高的泛音频率上都小于1, 不满足起振条件。 在实际应用时, 可在三点式振荡电路中, 用一选频回路来代替某一支路上的电抗元件, 使这一支路在基频和低次泛音上呈现的电抗性质不满足三点式振荡器的组成法则, 不能起振； 而在所需要的泛音频率上呈现的电抗性质恰好满足组成法则, 达到起振。 图4.4.5（ａ）给出了一种并联型泛音晶体振荡电路。 假设泛音晶振为五次泛音, 标称频率为５MHz, 基频为１MHz, 则ＬＣ1回路必须调谐在三次和五次泛音频率之间。这样, 在５ MHz 频率上, ＬＣ1回路呈容性, 振荡电路满足组成法则。对于基频和三次泛音频率来说, ＬＣ1回路呈感性, 电路不符合组成法则, 不能起振。 图 4.4.5 并联型泛音晶体振荡电路及LC1回路的电抗特性 (a) 并联型泛音晶体振荡电路； (b) LC1回路的电抗特性 ４． 串联型晶体振荡器 串联型晶体振荡器是将石英晶振用于正反馈支路中, 利用其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, 使振荡器在晶振串联谐振频率ｆs上起振。图4.4.6（ａ）给出了一种串联型单管晶体振荡器电路, （ｂ）是其高频等效电路。 这种振荡器与三点式振荡器基本类似, 只不过在正反馈支路上增加了一个晶振。Ｌ, Ｃ1 , Ｃ2和Ｃ3组成并联谐振回路而且调谐在振荡频率上。 图4.4.6 串联型晶体振荡电路 4.5.1变容二极管 变容二极管是利用ＰＮ结的结电容随反向电压变化这一特性制成的一种压控电抗元件。变容二极管的符号和结电容变化曲线如图4.5.1所示。 变容二极管结电容可表示为: 4.5 压 控 振 荡 器 (4.5.1) 所以 根据振幅起振条件式（4.3.1） 可见Ｃ3＝１２ｐF时, 电路满足起振条件, 相应的振荡频率  （２） 当Ｃ3＝２５０pF时, 可求出相应参数 可见这时电路不满足振幅起振条件。  （３） 低频段满足起振条件的临界值为: ge0=n(gm-nge)-gL = 0.015×(30×10-3-0.015×30×10-3)-0.2×10-3 ≈0.24×10-3S CΣ=L(Q0ge0)2=0.5×10-6×(80×0.24×10-3)2≈184pF 对应的总等效电容 所以 所以, 振荡频率范围为１６．５９ ～２８．５３ＭＨｚ。 对应可变电容值 对应的振荡频率 ４． 克拉泼（Ｃｌａｐｐ）电路 从上面分析可知, 电容三点式电路比电感三点式电路性能要好些, 但如何减小晶体管输入输出电容对频率稳定度的影响仍是一个必须解决的问题, 于是出现了改进型的电容三点式电路——克拉泼电路。  图4.3.6（ａ）是克拉泼电路的实用电路, （ｂ）是其高频等效电路。与电容三点式电路比较, 克拉泼电路的特点是在回路中增加了一个与Ｌ串联的电容Ｃ3。各电容取值必须满足：Ｃ3Ｃ1, Ｃ3 Ｃ2, 这样可使电路的振荡频率近似只与Ｃ3、Ｌ有关。 图 4.3.6 克拉泼振荡电路 先不考虑晶体管输入输出电容的影响。 因为Ｃ3远远小于Ｃ1或Ｃ2, 所以