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第3章 正弦波振荡器 反馈式正弦振荡的基本原理 LC正弦波振荡器 振荡器的频率稳定度 石英晶体振荡器 RC正弦振荡器 3.1 反馈式正弦振荡的基本原理 反馈型自激振荡的原理框图如图。 根据这一原理，无输入信号的反馈环路作为正弦振荡器时，环路参数应满足什么条件，加电后即可在输出端自动产生频率和幅度一定的正弦波电压？ 3.1.1 平衡条件 平衡条件是指如果环路已建立起振荡，产生频率为ωg振幅为Um的正弦电压，则维持该振荡环路应满足的条件。 这就是振荡平衡条件。该条件又可表示为 可见，为保证输出电压的幅度恒定，必须满足振幅平衡条件。 振幅平衡条件的电路意义： 可见，为保证输出电压的频率恒定，必须满足相位平衡条件。 平衡条件 3.1.2 起振条件 由此可见，自激起振条件可表示为 　　 振荡器要同时满足起振和平衡条件，则要求T(jω)具有非线性特性，即随着振荡电压增大，由T(ω)1减小到T(ω)=1。 3.1.3 稳定条件 实际中，处于平衡状态下的振荡环路将不可避免地受到来自内部或外部干扰的影响，从而使平衡条件遭受破坏。 1. 振幅稳定条件 设振荡环路在 Ui=Uip 时满足振幅平衡条件，即T(ω)|Ui=Uip=1。现在由于某种原因使Ui偏离Uip而发生变化时，如果T(ω)分别具有以下相应变化，我们来判别其振幅的稳定性： 由此可见，在振幅平衡点处，当T(ω)具有随Ui作相反变化的特性时，环路所处的振幅平衡状态才是稳定的。在数学上，振幅稳定条件可表示为 2. 相位稳定条件 与振幅稳定条件相似，设振荡环路在ω=ωg 时满足相位平衡条件，即φT(ωg) =0。现在由于某种原因使ω偏离ωg而发生变化时，如果φT(ω)分别具有以下相应变化，我们来判别其相位的稳定性： 可见，在相位平衡点处，当φT(ω)具有随ω作相反变化的特性时，环路所处的相位平衡状态才是稳定。在数学上，相位稳定条件可表示为 1. 起振条件 3.1.4 正弦振荡电路的组成及分析方法 振荡环路要同时满足起振、平衡和稳定条件，其组成包括： ① 放大器； ② 相频特性为负斜率的选频反馈网络 如LC并联谐振回路、晶体谐振器和RC选频网络； ③ 非线性稳幅电路 通常由放大器实现：一是利用正反馈激励下传输特性的非线性，称为内稳幅。二是插入非线性环节，组成可控增益放大器，称为外稳幅。 反馈型正弦振荡器的分析，目前仍广泛采用如下近似法： ① 根据选频元件确定振荡器类型。并检查电路，如放大器是否能正常放大；是否为正反馈等。 ② 确定振荡频率。振荡频率近似为选频网络的谐振频率。 ③ 分析起振条件。起振时环路为小信号工作，可用微变等效电路分析法确定满足起振时的放大参数。 ④ 输出振荡电压幅度将由稳幅环节作用下的振幅平衡条件决定，通常只能由实验确认。 3.2 LC正弦波振荡器 凡采用LC谐振回路作为选频网络的反馈式振荡器都称为LC正弦波振荡器。LC振荡电路的形式很多，按反馈网络的连接形式来分: 1. 变压器耦合振荡器 同名端设置规则：射极相接的绕组端与集电极或基极相接的绕组端应为同名端；而基极和集电极为异名端。即 2. 三端式振荡器 所谓三端式振荡器，是指晶体管三个电极分别与抽头并联谐振回路三个端点交流相接所构成的反馈式振荡器。 电容三端式振荡器 由此可见，三端式振荡器电抗的设置规则为： 与射极相接的电抗为同性电抗，而与基极和集电极相接的电抗为异性电抗，即 电容三端式振荡器 变压器耦合振荡器同名端设置规则： 射极相接的绕组端与集电极或基极相接的绕组端应为同名端；而基极和集电极为异名端。即 “射、集（基）同名” “基、集异名” 及 “源、漏（栅）同名” “栅、漏异名” 作业： 3-1， 3-2 , 3-4 b,d,f,h,j,l 3.2.2 三端式振荡器电路分析 1. 电容三端式振荡器电路分析 ①. 画出该振荡器的交流等