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LC正弦波振荡电路 2011-07-12 16:02:35???来源:互联网 ?? LC正弦波 HYPERLINK \t _blank 振荡器 一、LC并联谐振回路 LC振荡电路主要用来产生高频正弦波信号，电路中的选频网络由电感和电容组成。常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式、电感三点式和电容三点式。它们的选频网络采用LC并联谐振回路。 1.LC并联谐振回路的等效阻抗 图1? LC并联谐振回路 LC并联回路如图1所示，其中R表示回路的等效损耗电阻。由图可知，LC并联谐振回路的等效阻抗为 ???? （1） 考虑到通常有 ，所以 ?????? （2） 2.LC并联谐振回路具有以下特点 由式（2）可知，LC并联谐振回路具有以下特点： （1）回路的谐振频率为 或 ??? （3） （2）谐振时，回路的等效阻抗为纯电阻性质，并达到最大值，即 ???? （4） 式中， ，称为回路品质因数，其值一般在几十至几百范围内。 由式（2）可画出回路的阻抗频率响应和相频响应如图2所示。由图及式（4）可见，R值越小Q值越大，谐振时的阻抗值就越大，相角频率变化的程度越急剧，选频效果越好。 LC振荡电路主要用来产生高频正弦波信号，电路中的选频网络由电感和电容组成。常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式、电感三点式和电容三点式。它们的选频网络采用LC并联谐振回路。 （3）谐振时输入电流与回路电流之间的关系 由图1和式（4）有 通常 ，所以 。可见谐振时，LC并联电路的回路电流 或 比输入电流 大得多，即 的影响可忽略。这个结论对于分析LC正弦波振荡电路的相位关系十分有用。 二、变压器反馈式LC振荡电路 1.电路组成 图1所示为变压器反馈式LC振荡电路。由图可见，该电路包括放大电路、反馈网络和选频网络等正弦波振荡电路的基本组成部分，其中LC并联电路作为BJT的集电极负载，起选频作用。反馈是由变压器副边绕组N2为实现的。下面首先用瞬时极性法来分析振荡回路的相位条件。 2.相位平衡条件判断 相位平衡条件的判断参考动画。 ?图 1? 变压器反馈式LC振荡电路 　 3.起振与稳幅 变压器反馈式LC正弦波振荡电路起振的幅值条件是环路增益大于1，只要变压器的变比和BJT选择适当，一般都可以满足幅值条件。 而振荡的稳定是利用放大器件的非线性来实现的。当振幅大到一定程度时，虽然BJT集电极的电流波形可能明显失真，但由于集电极的负载是LC并联谐振回路，具有良好的选频作用，因此输出电压的波形一般失真不大。 三、三点式LC振荡电路 图1 电感三点式振荡电路 LC振荡电路除变压器反馈式，还常用电感三点式和电容三点式振荡电路，现分别讨论如下。 1.电路组成 图1所示为电感三点式振荡电路的原理图。这种电路的LC并联谐振电路中的电感有首端、中间抽头和尾端三个端点，分别与放大器件的集电极、发射极（地）和基极相连，反馈信号取自电感L2上的电压，因此，习惯上将图1所示电路称为电感三点式LC振荡电路，或电感反馈式 HYPERLINK \t _blank 振荡器。 2.相位平衡条件判断 前面讨论LC并联谐振回路时已得出结论：谐振时，回路电流远比流入或流出LC回路的电流大得多。因此，电感中间抽头的瞬时电位一定在首、尾两端点的瞬时电位之间，即 （1）若电感的中间抽头交流接地，则首端与尾端的信号电压相位相反。 （2）若电感的首端或尾端交流接地，则电感其它两个端点的信号电压相位相同。 根据分析，图1电路满足相位平衡条件。 　 3.幅值条件及振荡频率 至于振幅条件，则容易满足，只要适当选择BJT的b和L2/L1的比值，就可以实现起振。考虑到L1、L2间的互感M后，电路的振荡频率可近似表示为 （1） 电感三点式正弦波振荡电路不仅容易起振，而且采用可变电容器能在较宽的范围内调节振荡频率，其工作频率范围可以从数百千赫兹至数十兆赫兹，所以用在经常改变频率的场合（例如收音机、信号发生器等）。电路的缺点是，反馈电压取自L2上，L2对高次谐波（相对于f0而言）阻抗较大，因而引起振荡回路输出谐波分量增大，输出波形较差。 四、石英晶体振荡电路 频率稳定度是衡量振荡电路的质量指标之一，一般用 来表示，其中f0为振荡频率，Df为频率偏移。频率稳定度有时还附加时间条件，如一小时或一日内的频率相对变化量。前面介绍的RC振荡电路的频率稳定度大于10–3，普通LC振荡电路也只能达到10–4。石英晶体振荡电路的频率稳定度可达10–9甚至10–11，这是由于采用了具有极高Q值的石英晶体元件。 1．结构 图 1? 石英晶体结构 石英晶体是一种各向异性的结晶体，它是硅石的一种，其化学成分是二氧化硅（SiO2）。从一块晶体上按一定的方位角切下的薄片称为晶片（可以是正方形、矩形或圆形等），然后在晶片的两个对应表面上涂敷银层并装上一对金