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LC、晶体正弦波振荡器 张益楠 实验目的、仪器 1、目的 • 进一步学习掌握正弦波振荡电路的相关理论。 • 掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其 各元件功能；熟悉静态工作点、耦合电容、反馈 系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响。 • 比较LC振荡器和晶体振荡器频率稳定度 ，加深对 晶体振荡器频率稳定高的原因理解。 2、仪器 LC、晶体正弦波振荡电路实验板、示波器、万用表 振荡器工作原理— 正反馈（“ 自激”） • 自激式振荡电路是一种不需要外加激励信 号就能自动地将直流能量转换成周期性交 变能量输出的电路，这种现象又称为自激 现象。 • 根据电路所产生的振荡信号波形的不同， 振荡电路分为正弦波振荡电路和非正弦波 振荡电路两大类 。 正弦波振荡电路的组成 • 放大电路:能放大信号电压,提供振荡器需要的 能量。 • 反馈电路:在振荡器中形成正反馈满足振荡的 相位平衡条件和幅度平衡条件。 • 选频网络:在各种频率信号中选出所需振荡频 率的信号进行放大,反馈。 • 稳幅环节:保证振荡器输出的正弦波稳定且基 本不失真。 如何区别正反馈和负反馈 --看反馈和输入信号的相位关系 Xi= Xi - Xf Xi= Xi + Xf 负反馈 正反馈 负反馈：反馈信号与输入信号相位相反 正反馈：反馈信号与输入信号相位相同 正弦波振荡电路分类 • LC振荡电路：振荡频率多在1MHz以上 电容三点式振荡电路 电感三点式振荡电路 • 石英晶体振荡电路：振荡频率非常稳定 并联晶振电路振荡电路 串联晶振电路振荡电路 • RC正弦波振荡电路：振荡频率低，1M以下 LC振荡电路 特点:选频网络由电感和电容组成,其选频作用主要 由LC的并联谐振来决定。 分类依据： 核心器件：晶体管 集电极和射极之间有电抗元件Xce 基极和射极之间有电抗元件Xbe 基极和集电极之间有电抗元件Xbc 满足正反馈，Xce与Xbe同性质，Xbc反性质 即若Xce与Xbe呈容性，Xbc呈感性— 电容三点式 若Xce与Xbe呈感性，Xbc呈容性— 电感三点式 电感三点式振荡电路 Xce与Xbe呈感性，Xbc呈容性 优点： • 因电感L1、L2之间的耦合很紧，所以电路易于起 振，输出幅度大。 • 调频方便，电容C若采用可变电容器，就能获得较 大的频率调节范围。 缺点： • 因反馈电压取自电感L2的两端，它对高次谐波的 阻抗大，反馈也强，因此在输出波形中含有较多 的高次谐波成分，输出波形不理想。 电容三点式振荡电路 Xce与Xbe呈容性，Xbc呈感性 • 共基极组态，基极交流接 地 • R1、R2：决定静态工作点 • R3：决定集电极电压 • R4：决定静态射极电流 • C: 旁路电容，基极交流 接地，0.1uf-几十pf • C1,C2:参数电容，形成正 反馈 • Xce：C1 Xbe:C2，Xbc:L 反馈信号电压U 为C2两端电压,输出信号电压U 可看做并联的 f o C1、C2两端电压 1 U jC C F f 2 1 U 1 C C 反馈系数 o 1 2 C C