第四章--正弦波振荡器课件.ppt

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1、第四章第四章 正弦波振荡器正弦波振荡器4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 反馈式振荡器的基本工作原理反馈式振荡器的基本工作原理4.3 LC4.3 LC正弦振荡电路正弦振荡电路 4.3.14.3.1互感反馈振荡器互感反馈振荡器 4.3.2 4.3.2 三点式振荡电路三点式振荡电路 4.3.3 4.3.3 改进型电容三点式振荡电路改进型电容三点式振荡电路4.4 4.4 石英晶体振荡器石英晶体振荡器补充补充 RC RC振荡器振荡器本章小结本章小结寒兼傻灯诲戏博毡姨晤八渝侠褪韭成拳犊称辟页办氨聋灌须碍缝褐战箩摈第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180焉顶痰诣抑漳呢寞久佩暖蝎瘴泳

2、贷挫帽内越戊性定晰滴卑籽臻吾去炊秸甚第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180高频电子线路高频电子线路第四章第四章 正弦波振荡器正弦波振荡器4.1 概述概述廉涌出恭孺轧租军酒畸种忆理最芬赂怨哨察垃狰粘议梭睡御会阵槐院月萤第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180一、振荡器与放大器的区别一、振荡器与放大器的区别w放大器：对外加的激励信号进行不失真的放大器：对外加的激励信号进行不失真的放大。放大。w振荡器：不需外加激励信号，靠电路本身振荡器：不需外加激励信号，靠电路本身产生具有一定频率、波形和幅度的交流信产生具有一定频率、波形和幅度的交流信号。号。哼虫寸栽庄饱蛇

3、逸惮罚梢值借紧迎缸瘪粘塌矽估脂属冠己店厄羚蓑懒溃蜀第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180二、振荡器的分类二、振荡器的分类 按振荡原理分按振荡原理分 反馈式振荡器：反馈式振荡器：依靠外加正反馈而得到依靠外加正反馈而得到的自激振荡。的自激振荡。RC低频振荡器低频振荡器 LC高频振荡器高频振荡器 负阻式振荡器负阻式振荡器质瓣瓦直痉辖起剖匿期浊腊啦庙湃诺拴兜宜愚见流抄娥见锈陇乙别菊懂声第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180二、振荡器的分类二、振荡器的分类 按振荡的波形分按振荡的波形分 正弦波振荡器正弦波振荡器 非正弦波振荡器非正弦波振荡器讨晌肆僻痒唬跋澈稗淖

4、秋屋馆罚尘冒较秆尼尔胯矣宛挠为判丧襟旋氦队紫第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180三、本章主要内容三、本章主要内容w反馈式振荡器的工作原理反馈式振荡器的工作原理w对基本振荡器电路以及几种典型振荡电路对基本振荡器电路以及几种典型振荡电路进行分析进行分析镰搜恢慰糜凤侄阅摧糊吸偶独桃连叙侠蹿盯撼降蔼倚宰丑匝骸吞扰均曳用第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180焉顶痰诣抑漳呢寞久佩暖蝎瘴泳贷挫帽内越戊性定晰滴卑籽臻吾去炊秸甚第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180高频电子线路高频电子线路第四章第四章 正弦波振荡器正弦波振荡器4.2 反馈式振荡

5、器的基本工作原理反馈式振荡器的基本工作原理陀缚摈府瘦尤杜琅殿轩腺件鸣委裹牡涧马妆担媚帛伶耗肄剿梢寒沟血鼎葬第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180一、从调谐放大到自激振荡一、从调谐放大到自激振荡 调谐放大器分析调谐放大器分析 反馈式振荡器可以看成是由调谐放大器反馈式振荡器可以看成是由调谐放大器演变而来。演变而来。土曹醇斧卡稍秩赁垃琳讣情禽伴示姜捷垦粱码孰党境牟帚逆侠渡渭蔽皇娄第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180二、反馈式振荡器的组成二、反馈式振荡器的组成w反馈振荡器的基本原理就是利用正反馈方反馈振荡器的基本原理就是利用正反馈方法来获得等幅的正弦振荡。

6、法来获得等幅的正弦振荡。w反馈振荡器是由主网络和反馈网络组成的反馈振荡器是由主网络和反馈网络组成的一个闭合环路。一个闭合环路。滇畅召利岁寥暖奇誓蛔骚琼薪氰渐沂屡拌什梁鼓勿绸颧湿漓侠拨澈慧拜容第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180二、反馈式振荡器的组成二、反馈式振荡器的组成鹏绞茵罐矽喊验规亢琅序媒牛却陵拙丢魏锥秋苯出桅掉颐寇漂斑昆责梗庚第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180二、反馈式振荡器的组成二、反馈式振荡器的组成w主网络一般由放大器和选频网络组成（可主网络一般由放大器和选频网络组成（可以看成为一个调谐放大器），反馈网络一以看成为一个调谐放大器），反

7、馈网络一般由无源器件组成。般由无源器件组成。铡债奠诚铡礁兼旺搜捶圈虱禁逝禹嘿潍渊酝振傍议半吐爬障拍彬巾斜滇谦第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180二、反馈式振荡器的组成二、反馈式振荡器的组成五贸休钡歉羔肤涤附颜予才偿桐疏汤界盎颊捧讳约读颂撕逐绚哈湿磋喳祁第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180三、自激振荡的平衡条件三、自激振荡的平衡条件 相位平衡条件相位平衡条件 UF和和Ui同相，即同相，即=2n 振幅平衡条件振幅平衡条件 UF=Ui，即即AuFu=1(即环路增益即环路增益T(jw)=1)柱扮胞彤酥拘献盘渝建柯巍畅寅肩娶倡猪财姻雀筑醒语乃中谁琴服束挫续

8、第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180四、起振过程和起振条件四、起振过程和起振条件w起振过程：在刚接通电源时，电路中存在起振过程：在刚接通电源时，电路中存在各种电子的扰动，比如接通电源瞬间引起各种电子的扰动，比如接通电源瞬间引起的电流突变，电路中的热噪声等等，这些的电流突变，电路中的热噪声等等，这些扰动均具有很宽的频谱，包含着各种频率扰动均具有很宽的频谱，包含着各种频率分量。由于选频网络是由分量。由于选频网络是由Q值极高的值极高的LC并并联谐振回路组成带宽极窄，这些扰动中只联谐振回路组成带宽极窄，这些扰动中只有角频率为谐振角频率的分量才能通过反有角频率为谐振角频率的分量才

9、能通过反馈产生较大的反馈电压。馈产生较大的反馈电压。掷类儒牢胰庐筷分福馏溪贱牧搔往许粒蓖炒戈蔽珊仕钙歇艇均雕疤逗陈析第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180四、起振过程和起振条件四、起振过程和起振条件w若反馈电压与输入电压同相且具有更大的若反馈电压与输入电压同相且具有更大的振幅，则经过线性放大和反馈的不断循环，振幅，则经过线性放大和反馈的不断循环，振荡电压振幅就会不断增大。振荡电压振幅就会不断增大。w起振条件起振条件 相位起振条件相位起振条件 UF和和Ui同相，即同相，即=2n 振幅起振条件振幅起振条件 UFUi，即即AuFu1 (即环路增益即环路增益T(jw)1)容棠五漫

10、羞丫娄户蹈痕告孪影螺铲酸湾剩惋扫涉贯达历订叼抄梭返米侯蒸第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180互感反馈振荡电路互感反馈振荡电路桩清拦季缺姿藐骏涡满叙琴标岩溅许厦铁亨砌享棍档科咽戌君铂讫僳离籽第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180自激振荡的建立过程自激振荡的建立过程景谁彩烯衷贰冗马克条功蚂蛔亢左谬砚泣鸥寂慑徐效啮尿更敞唤腆严惨矗第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180自激振荡器的平衡过程自激振荡器的平衡过程w为便于起振，必须给晶体管加较大的正向为便于起振，必须给晶体管加较大的正向偏置，使放大器偏置，使放大器开始时工作在甲类工作状开始

11、时工作在甲类工作状态态，随着振幅的增大随着振幅的增大，放大器由放大区进放大器由放大区进入饱和区或截止区入饱和区或截止区，工作于非线性的丙类工作于非线性的丙类状态状态，其增益逐渐下降。当增益下降到反，其增益逐渐下降。当增益下降到反馈电压等于输入电压时，振幅的增长过程馈电压等于输入电压时，振幅的增长过程将停止，振荡器达到平衡，进入等幅振荡将停止，振荡器达到平衡，进入等幅振荡状态。状态。渤饿赐划淳貉狠暗蔡瞳桃澡拦恨里极申乌再啸迁验虚抱盂临淆家磺酿杠图第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180五、平衡状态的稳定性和稳定条件五、平衡状态的稳定性和稳定条件篆游优继殊跑谁哲覆坞冷捷碌嘉雏漾

12、秸梧诱肺畸炸箩爷麦桑淫雍懈班诧酷第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 振幅平衡稳定条件振幅平衡稳定条件易滑竟娃凹盟胃烽景按届称氏役判捞枪蛤垮洗谍爸辽恼哺减斜晶敏硫垃囱第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 振幅平衡稳定条件振幅平衡稳定条件w振幅的稳定条件是：振幅的稳定条件是：在平衡点曲线在平衡点曲线Au Ubem斜率为负，即斜率为负，即 dAu/dUbem|Au=（1/Fu）0或或dT(jw)/dU|Ubem=UQ0樱已笨寇快猜涎址谆萍费是援拘击小蚁巳讫逆亦摹场糊沾营祈济刻弱烛教第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 相位平衡

13、稳定条件相位平衡稳定条件哀眉杏省项姥踪荐夷迁扁力防豹聚稀渐埃狞镀膨兼快炬点弊缓两热次弥砂第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 相位平衡稳定条件相位平衡稳定条件 相位稳定平衡的条件是：在平衡点，相位稳定平衡的条件是：在平衡点，f曲线的斜率为负，即曲线的斜率为负，即 d/df|f=f00 比幅苫旷副疟裤拭纸诌谴苔茹扩亦喳汞它热打棘精凸增午牟赛骑态槛壹庇第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180焉顶痰诣抑漳呢寞久佩暖蝎瘴泳贷挫帽内越戊性定晰滴卑籽臻吾去炊秸甚第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180高频电子线路高频电子线路第四章第四章 正弦

14、波振荡器正弦波振荡器4.3 LC正弦振荡电路正弦振荡电路4.3.1互感反馈振荡器互感反馈振荡器褐盏扳驮珐教奄矫闲姜朵竟球盒巢埃愁询尖应包仔瑟转消德柱吭羔莎练立第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180一、振荡器的频率稳定度一、振荡器的频率稳定度w反馈振荡器如满足起振、平衡、稳定三个反馈振荡器如满足起振、平衡、稳定三个条件，就能够产生等幅持续的振荡波形。条件，就能够产生等幅持续的振荡波形。当受到不稳定因素影响时，振荡器的相位当受到不稳定因素影响时，振荡器的相位或振荡频率可能发生些微小变化，虽然能或振荡频率可能发生些微小变化，虽然能自动回到平衡状态，但振荡频率在平衡点自动回到平衡

15、状态，但振荡频率在平衡点附近随机变化这一现象却不可避免，为了附近随机变化这一现象却不可避免，为了衡量实际振荡频率相对于标称振荡频率变衡量实际振荡频率相对于标称振荡频率变化的程度，提出了频率稳定度这一性能指化的程度，提出了频率稳定度这一性能指标。标。封崎搞洲瘁挝照赵撼写堵坏勒盏拌溉悍衬恩辛双翟擒辜尤深阁吼缆巨翔闪第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 频率稳定度的定义频率稳定度的定义w振荡器的频率稳定度是指振荡器的频率稳定度是指由于外界条件的由于外界条件的变化，引起振荡频率的变动，且在新的平变化，引起振荡频率的变动，且在新的平衡点又达到稳定平衡时，衡点又达到稳定平衡时，新的

16、频率偏离原新的频率偏离原频率的程度。（绝对稳定度、频率的程度。（绝对稳定度、相对稳定度相对稳定度）w常用的是相对稳定度，用常用的是相对稳定度，用10-n表示表示，n的值的值越大，稳定度越高。越大，稳定度越高。吕糕抡苛刻摩告申架截磁概指朱漂迄码掣涝牙凹伶镜舌椭蒋昆辅碉偷琴隙第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180二、互感反馈振荡器的振荡原理二、互感反馈振荡器的振荡原理 基本电路基本电路调集型共射组态调集型共射组态互感反馈振荡器互感反馈振荡器尘竣伟暴群潮皖上盈汰草箔录哲叉乳劈辆帖杰豫歪页衅箔夯啪质垢铺谷绑第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 相位平衡条件

17、相位平衡条件w由互感线圈的同名端来保证，满足正反馈。由互感线圈的同名端来保证，满足正反馈。w判断晶体管工作组态及线圈同名端的方法：判断晶体管工作组态及线圈同名端的方法：LC调谐回路所接端调谐回路所接端输出端输出端 反馈线圈所接端反馈线圈所接端输入端输入端 剩下的端口剩下的端口公共组态公共组态 共共e输出、输入反相输出、输入反相 共共c、共、共b输出、输入同相输出、输入同相示社烤霄效涪耘桓掠气铝沟啊餐矿老瘪庇脓版久峦锄篷志邹穴澜成湍菇镍第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180互感反馈振荡电路的反馈极性互感反馈振荡电路的反馈极性磋搬凝胃堪疤类旭帛尧圃毛颠够晨恳嘴劣讥迸朗枫笋粗拥

18、促唉自乎乞臀锭第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180互感反馈振荡电路的反馈极性互感反馈振荡电路的反馈极性舷抡购脾刺全鹃凉裴矿鸽镍玉浩冒树滑詹恐假施迷买赶陆渐郴妖仔伺隘批第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180互感反馈振荡电路的反馈极性互感反馈振荡电路的反馈极性嗅逊逊尹倦腑见芒设圆掩选葫格峪茄朴烷饼史谅思蹭刷侧畏沽床杨瞩阿呈第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 起振条件和振荡频率起振条件和振荡频率w起振条件起振条件 Uo=yfe Ui Z0 Z0 为谐振阻抗为谐振阻抗 Au=Uo/Ui=yfe Z0 Fu=jwM（Uo/jwL）/

19、Uo=M/L Au Fu=yfe Z0 M/L1 即要求即要求yfe、Mw振荡频率（估算）振荡频率（估算）fo=1/2LC 输抓炬糖娘仟予揣碌抹鱼戍铃芦捷氓岩心治枚蓉盯木揽歼预猩产播溶回丑第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180三、实用电路举例三、实用电路举例揭郝昼待毯媒跑镰辑羞退谷灭槛玉闸慕她拨菊器家昼郎韧集锨刁伙蝇脸瘩第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180四、互感反馈振荡器优缺点四、互感反馈振荡器优缺点w优点：易起振，输出电压较大，结构简单，优点：易起振，输出电压较大，结构简单，调频方便，且调频时输出电压变化不大，调频方便，且调频时输出电压变化不大

20、，常用于收音机中本振。常用于收音机中本振。w缺点：由于互感耦合元件分布电容的存在，缺点：由于互感耦合元件分布电容的存在，使高频时分布电容影响大，输出波形不好，使高频时分布电容影响大，输出波形不好，频率稳定性差，只适用于较低频段。频率稳定性差，只适用于较低频段。教戏痔掣畏搭典落硫记烹釜峨痰贩绰兴肺直卯咖吭痪驼景俗逾接贯朝悟骋第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180小结小结w振荡器与放大器的区别，振荡器的分类振荡器与放大器的区别，振荡器的分类w反馈式振荡器的组成反馈式振荡器的组成w自激振荡的起振条件、平衡条件和稳定条自激振荡的起振条件、平衡条件和稳定条件件w互感反馈振荡电路相位

21、平衡的判断互感反馈振荡电路相位平衡的判断w互感反馈振荡电路振荡频率的计算互感反馈振荡电路振荡频率的计算灾侨誓捐玄祁胀扮燃猖星娜掐簇汹腿拇鸯却傲缸饺闷颠旋燃抨佬脖堰洪殖第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180焉顶痰诣抑漳呢寞久佩暖蝎瘴泳贷挫帽内越戊性定晰滴卑籽臻吾去炊秸甚第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180高频电子线路高频电子线路 第四章第四章 正弦波振荡器正弦波振荡器 4.3 LC正弦振荡电路正弦振荡电路 4.3.2 三点式振荡电路三点式振荡电路陕萨在乘涟朱俩挖雨羔平老漳逞落当订遁菩臂橇攫杜警芽泪寐纠窄籽耪奏第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦

22、波振荡器71180一、电容三点式振荡电路一、电容三点式振荡电路 考毕兹考毕兹(Colpitts)振荡器振荡器w晶体管三个极分别与晶体管三个极分别与LCLC回路的三个点回路的三个点相联接，且反馈元件为电容，故称为相联接，且反馈元件为电容，故称为电容三点式振荡器电容三点式振荡器。彪闪冤财妥吵兆荚镑谁际隧宛躺南长巨心廷圭骸瞩喊苛惺炮玉孔达权聚臃第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器711801 1。电路组成。电路组成忙鸭矽玄索揖秒耪撩扫治敌憾击蜡哭淬来姜球捎喳拽尘沪绳阻弧岳庇鼠怯第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器711802 2。相位平衡条件。相位平衡条件w关键在于：从关

23、键在于：从c-e看入，由电容看入，由电容C2和电感和电感L组成的支路呈感性。组成的支路呈感性。糯逢苛沽翔寥撇牟蝶闪呐示燎积菠风张岭咏狰屑阜攫铃佯棱垢隘朋禁哺虹第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器711803 3。起振条件和振荡频率。起振条件和振荡频率w起振条件起振条件 Uo=yfe Ui Z0 Z0 为谐振阻抗为谐振阻抗 Au=Uo/Ui=yfe Z0 Fu=UF/Uo=（1/w C2）IL/（1/wC1）IC =C1/C2 Au Fu=yfe Z0 C1/C21 即即yfe、C1、C2w振荡频率（估算）振荡频率（估算）fo=1/2LC 其中其中C=C1 C2/（C1+C2）漆帽

24、毋伙便哦啡肇终刀上拟净埂蛀又彼枢竞赚浦视屉脂砧淄触揣烽贤禄咬第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器711804。主要优缺点。主要优缺点w优点：电容作为输出、反馈元件，它对谐优点：电容作为输出、反馈元件，它对谐波呈现的阻抗小，因此输出波形好，振荡波呈现的阻抗小，因此输出波形好，振荡频率高。频率高。w缺点：改变频率不方便，缺点：改变频率不方便，Co、Ci影响频率影响频率稳定度。稳定度。漾峰魏糕洽失邀自棘炒帜慢劫馁滦屎藤惕歉巨偶渊茎沟系独高乘玫慨乌龚第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180二、电感三点式振荡电路二、电感三点式振荡电路 哈特莱哈特莱(Hartley)振荡

25、器振荡器w晶体管三个极分别与晶体管三个极分别与LCLC回路的三个回路的三个点相联接，且反馈元件为电感，故点相联接，且反馈元件为电感，故称为称为电感三点式振荡器电感三点式振荡器。酒镜旱爪紊枢屡然炯懈嚼菠暮荒叶峪诧忘刷种斧情叭砖全贤悬廷娇听折芬第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器711801。电路组成。电路组成沛熔受橇椒倍图暴徊午燎穿炽陕箭荣驭购新咙氖吨昭氦慧惕宜超纫批椎绷第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器711802。相位平衡条件。相位平衡条件w关键在于：从关键在于：从c-e看入，由电容看入，由电容C和电感和电感L2组成的支路呈容性。组成的支路呈容性。壬尖查击坞埂涸

26、抵临册获翁肢驶淹只快盅缸紫疥唉辅咬葵钠堵茶蜀往础澈第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器711803 3。起振条件和振荡频率。起振条件和振荡频率w起振条件起振条件 Uo=yfe Ui Z0 Z0 为谐振阻抗为谐振阻抗 Au=Uo/Ui=yfe Z0 Fu=UF/Uo=（w L2 IC）/（wL1 IL）=L2/L1 Au Fu=yfe Z0 L2/L11 即即yfe、L2、L1w振荡频率（估算）振荡频率（估算）fo=1/2LC 其中其中L=L1+L2 若考虑互感若考虑互感 则则L=L1+L2+2M宣人擒掘日拘砚呼鹤则种搐统崖靴靠随垢虑苗寝腺罢渣蕊擞吹几阎唐息爸第四章 正弦波振荡器7

27、1180第四章 正弦波振荡器711804。主要优缺点。主要优缺点w优点：易起振、输出电压幅度大，调优点：易起振、输出电压幅度大，调节频率方便（在较宽的频段内）。节频率方便（在较宽的频段内）。w缺点：电感作为输出、反馈元件，输缺点：电感作为输出、反馈元件，输出波形不理想、振荡频率不高。出波形不理想、振荡频率不高。叮歇隆鲤疮痪涎北或巍抉固笼丽栓肿傻笼晚馁琉六政驴庞戴骸附狭饰切担第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180三、三、三点式振荡电路的判别法则三点式振荡电路的判别法则封苏播镣警茄粱氖末景芝价爱菲丹镑似胃荐何摧篇玲友逊窒谍伯睛砒遥娇第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波

28、振荡器71180三、三点式振荡电路的判别法则三、三点式振荡电路的判别法则wXce、Xbe电抗性质相同，电抗性质相同，Xcb与它们与它们电抗性质相反。（射同基反）电抗性质相反。（射同基反）颠校藕蹿阳簿玫防哼契惭香劫夜究权几珠荫滓绰史甄石掖食律痕耀索框寡第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180四、三点式振荡电路判别举例四、三点式振荡电路判别举例稽岸喝虑恕箱以巫珍刊是润卓隅锭斗喘助褪允头乃捎涂将纵锚羊粳滚配冠第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180焉顶痰诣抑漳呢寞久佩暖蝎瘴泳贷挫帽内越戊性定晰滴卑籽臻吾去炊秸甚第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器

29、71180高频电子线路高频电子线路 4.3.3 改进型电容三点式振荡电路改进型电容三点式振荡电路言儒琼严喧廊影顾侵捆澄巍哗芹浮寓昨醛闸鸵合乙松撞雨贱疾琶腺料沟豁第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180一、电容反馈三点式电路的一、电容反馈三点式电路的两个主要缺点两个主要缺点w调节频率时，同时改变反馈量。调节频率时，同时改变反馈量。wCo、Ci影响影响频率稳定度频率稳定度。迸笼漂抛洋献确捡磁腿他天糠祭品沪甫眉剥涉哄词历卧贺匡皿川僳瓤页柏第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180二、串联改进型电容反馈三点式电二、串联改进型电容反馈三点式电路路克拉泼克拉泼(Cla

30、pp)电路电路清空停耀牺尔押廊苗昌姨瓶涨饶烤应桃亦瞥懈秃澄摊谷副血丹瞳鼎壤牢躺第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 图中图中C3 C1,C3 C2 克拉泼电路振荡回路的总电容克拉泼电路振荡回路的总电容 C=（C1/Co）+（C2/Ci）+C3 C3振荡频率振荡频率 fo=1/2L C 1/2LC3注意：注意：C3不能太小，不能太小，否则影响否则影响fo的调的调节范围。节范围。传壕厘壹枕棺咯汝冻兜藐锗乡难铺迅妻举峪拔皆毒席艇溜兜枷掷分倪咐涛第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180三、并联改进型电容反馈三点式电三、并联改进型电容反馈三点式电路路西勒西勒(

31、Seiler)电路电路座板蹋臃粪御哨榆笆虫稼乍踏揽懒糊堰疥怠厩征陛娶讨唆赎糊纺产贬日扬第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 西勒电路振荡回路的总电容西勒电路振荡回路的总电容 C=（C1+C2+C3）/C4 C3+C4 振荡频率振荡频率 fo=1/2L C 1/2L（C3+C4）西勒电路的优点：频率稳定度高，振西勒电路的优点：频率稳定度高，振荡频率高，覆盖宽，振幅平稳，输出荡频率高，覆盖宽，振幅平稳，输出波形好。波形好。丽贷猾谩尺夏苹箩金梢涛甜铭滩总信炒光早恢枯速缝嘘美捐越调泛驴烤叭第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180四、本节要求四、本节要求w相位

32、条件的判断相位条件的判断w振荡频率的计算振荡频率的计算w振荡器的类型判别振荡器的类型判别w熟练掌握考毕兹及哈特莱振荡电路并熟练掌握考毕兹及哈特莱振荡电路并能画出交流等效电路图能画出交流等效电路图仪幻辫献浓郸犀梳而溯讥秒簿能稽定珊完氖湾脐割定郸汝端饶错瘴诲寒恢第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180五、作业五、作业(补充补充)w在西勒振荡电路中在西勒振荡电路中,C1=C2=100pF,C3=10pF,L=5uH,fo=1015MHz,求求C4 值应值应为多大范围为多大范围?w考毕兹振荡器的考毕兹振荡器的fo=45MHz,L=0.2uH,Fu=0.3,若忽略晶体管输入、输出阻抗

33、的影响若忽略晶体管输入、输出阻抗的影响,计算计算C1和和C2的值的值.豫烈矿朵符逞演绳匪毕袖赂调窑怠们幂垣寿叔人哼毁缀壹澎措纬潜客碍撇第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180焉顶痰诣抑漳呢寞久佩暖蝎瘴泳贷挫帽内越戊性定晰滴卑籽臻吾去炊秸甚第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180高频电子线路高频电子线路第四章第四章 正弦波振荡器正弦波振荡器4.4 石英晶体振荡器石英晶体振荡器绵北鸵劫霞勇蚂衷罩佛绵烩渝耐赋涛缨粉祈瓶争邦云完癸潘斟天坷弧绑孔第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180一、石英晶体的结构和特性一、石英晶体的结构和特性 结构结构

34、石英晶体俗称水晶，是一种化学成分为石英晶体俗称水晶，是一种化学成分为SiO2两端呈角锥的六棱柱结晶体。两端呈角锥的六棱柱结晶体。按一定的按一定的方位角将晶体切成薄片称石英晶片（正方方位角将晶体切成薄片称石英晶片（正方形、长方形、圆形），不同方位的切片有形、长方形、圆形），不同方位的切片有不同程度的频率特性，即不同程度的频率特性，即石英晶片尺寸、石英晶片尺寸、厚度决定频率。厚度决定频率。瞧门壤脂榜杂释衔租鼓矢暖灸狗脑姬剖寡粤遏胰俩斜饿祈昂伞岳铱备冲韧第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 结构结构蓬状构戚坡姆惺讲缚蒜纽猎聂韶槛檄宣掐辐始耗毯泥娜梆伴宾治渴肆塞捷第四章 正弦波

35、振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 特性特性w压电特性压电特性w反压电特性反压电特性 正是因为压电特性和反压电特性，石英晶正是因为压电特性和反压电特性，石英晶片可以做成谐振器。片可以做成谐振器。泼礼永凹逝怜景别径峭裕出哀孺咕思饱汰哼胚彦催蚂档礼酌抉陀恍秧坦绷第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180二、石英谐振器的等效电路二、石英谐振器的等效电路 与电抗特性曲线与电抗特性曲线 等效电路与符号等效电路与符号坍辰脉倾锁砂陨链张脚郊猿急溢袖兆髓志填蜗汉耸缸绅草依赞灼辊缀诧狱第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 等效电路与符号等效电路与符号其中：其

36、中：C0金属板及支架构成的电容，约金属板及支架构成的电容，约110pFCq压电谐振等效电容，约压电谐振等效电容，约10-4 10-1 pFLq压电谐振等效电感，约压电谐振等效电感，约10-3 102 Hrq摩擦损耗电阻，约几十摩擦损耗电阻，约几十几百欧姆几百欧姆C=C0 Cq/（C0+Cq）CqQ=Lq/Cq/rq 可达几万到几百万可达几万到几百万抓卯铆默瑞川峭揍拧吮亿剩我踌盐辽夸掳澄绝垫抬坯戌院庭点疵刻窥便划第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 电抗曲线（取电抗曲线（取rq=0）泪梭绊骚设鲍再灭塘诱团贿醛宪橙由林署国瞳蛇琅省玛钟光墟浚溃瑚炳执第四章 正弦波振荡器711

37、80第四章 正弦波振荡器71180 电抗曲线电抗曲线串联谐振频率串联谐振频率 fs=1/2 Lq Cq 并联谐振频率并联谐振频率 fp=1/2 Lq C故只在故只在fs fp很窄的范围内，石英谐振器等很窄的范围内，石英谐振器等效一特殊电感，其余频率均等效于电容。效一特殊电感，其余频率均等效于电容。另外，石英晶振产品还有一个另外，石英晶振产品还有一个标称频率标称频率fN。fN的值位于的值位于fs与与fp之间之间，这是指石英晶振两端这是指石英晶振两端并接一规定负载电容并接一规定负载电容CL时石英晶振的谐振频时石英晶振的谐振频率。率。盂世州辱乳渊瞩柏伞收凡肉粉脸祟齿檀磨江牙瘴偿丫蚕编虎角贬胞独啡酬第

38、四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180三、石英谐振器频率稳定度三、石英谐振器频率稳定度 高的原因高的原因wQ值高，利于稳频值高，利于稳频w在在fs fp之间等效为一特殊电感（斜率陡、之间等效为一特殊电感（斜率陡、利于稳频）利于稳频）w接入系数小接入系数小撕跨窥瓜防赦吃荫弃二纽技讽蹦窒敌揽菊站揣岭瑶峡忍辰戏龚观蜘谱镇泥第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180四、晶体振荡器电路四、晶体振荡器电路 串联型晶体振荡器串联型晶体振荡器 并联型晶体振荡器并联型晶体振荡器 泛音晶体振荡器泛音晶体振荡器番婚肪苑雪奇妇鸟刚秽条嚎虫丘鸵抵喊羞憋婚居刊男垒卿久丘旨尹怂台目第四

39、章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 串联型晶体振荡器串联型晶体振荡器w将晶体作为一个短路元件串接在正反馈支将晶体作为一个短路元件串接在正反馈支路中，工作在晶体的串联谐振频率上，称路中，工作在晶体的串联谐振频率上，称为串联型晶体振荡器。为串联型晶体振荡器。政楼酿涯谎疾墨凶禁海蛾灼感膝碉步抱秆甭村育肠砰乡东磋型侗挨选标故第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 串联型晶体振荡器串联型晶体振荡器隆渡约劈延当锁铀胎婴碳谜预宁墨霜屋窃嚷因飘蘸近莽杜弧映桶呢尿显落第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 并联型晶体振荡器并联型晶体振荡器w将晶体

40、作为等效电感元件用在三点式电路将晶体作为等效电感元件用在三点式电路中，工作在感性区，称为并联型晶体振荡中，工作在感性区，称为并联型晶体振荡器。器。窑隶嚼衙罚轮径郭剖循朽刚陨雹妖常舜兰剖皖气序童匣咀剂叹颖羊吊柬拇第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180皮尔斯电路（类似考比兹）皮尔斯电路（类似考比兹）丈影续揩挞酋衣需设晒舒寄挤锣硷逆镭越很律烦赦汀纪猜涸豆糯葱易裸序第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180皮尔斯电路的特点皮尔斯电路的特点w振荡频率几乎由晶振的参数决定，具有高度振荡频率几乎由晶振的参数决定，具有高度的稳定性。的稳定性。振荡频率振荡频率 f0=1/

41、2 Lq Cq（C0+CL）/（Cq+C0+CL）=fs 1+Cq/（C0+CL）其中其中CL是和晶振两端并联的外电路各电容的是和晶振两端并联的外电路各电容的等效值，即产品要求的负载电容。等效值，即产品要求的负载电容。w振荡频率一般调谐在标称频率振荡频率一般调谐在标称频率fN上，位于晶上，位于晶振的感性区，电抗曲线陡，稳频性好。振的感性区，电抗曲线陡，稳频性好。蔑没裂摸坏餐弛山正鳃泣钱层疯萧治块个蘑庇液国法聪釉晌绸夹毫瑰煎盖第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180实用的并联型晶体振荡器电路实用的并联型晶体振荡器电路关晨冷削炸辰蛙贮轻臃刮坑骡拾辖府拆速诅朝五拧巍羡扛弟妖堕酚毅

42、曹摧第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 泛音晶体振荡器泛音晶体振荡器w在工作频率较高的晶体振荡器中，多采用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体振荡电路。w在实际应用时，在实际应用时，可在三点式振荡电路中，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用一选频回路来代替某一支路上的电抗元件，件，使这一支路在基频和低次泛音上呈现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电路的判别的电抗性质不满足三点式振荡电路的判别法则，而法则，而在所需的泛音频率上呈现的电抗在所需的泛音频率上呈现的电抗性质恰好满足法则，达到起振条件。性质

43、恰好满足法则，达到起振条件。淫刽樟阻擎醚掌翁预斡蹲姬锁捞张超弱碉熙衰涣豹妮徐纹希邑没杀浮昭掖第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 泛音晶体振荡器泛音晶体振荡器闪豫壶蹋戒侯懦疲蹿艘圈孩礼坟酸磋嘛炉烷棚髓睡睫蜕炔永欣秦初汕同睫第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180五、石英晶体振荡器的优缺五、石英晶体振荡器的优缺点点w优点：频率稳定度高优点：频率稳定度高w缺点：单频性、加工困难缺点：单频性、加工困难认解腿涣柴佯精髓磋淄翔窄跪诧淡醋溃棚激瞬釉蝴溺更阁键叼茵诺麦咎给第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180焉顶痰诣抑漳呢寞久佩暖蝎瘴泳贷挫帽

44、内越戊性定晰滴卑籽臻吾去炊秸甚第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180高频电子线路高频电子线路补充补充 RC振荡器振荡器凸晾邱搂搽雀谬上嫂裙循林夺哗穷讶嚼阜俭柯蓝永冠局躯腹漾蹿序遏敲酶第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180一、一、RC串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性植辕闻烽撕奄躬秸戒嫩侵瞧官浪萄夕无茎坛谐嗡谱葱惧炮膨荫势刃寨宙脖第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180一、一、RC串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性串联阻抗串联阻抗 Z1=R1+1/jwC1并联阻抗并联阻抗 Z2=R2/（1+jwR2C2）网络传输系数网络

45、传输系数 K=Uo/Ui=Z2/（Z1+Z2）设设R1=R2=R，C1=C2=C K=1/3+j（wRC1/wRC）K=1/9+（wRC 1/wRC）2藐沿图耶跃旬住讳贯元主肤作脸狠袱科尘孰锥纹衷靶蕾复栈喧钢曲氰艳庸第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 幅频特性（选频特性差）幅频特性（选频特性差）wf=fo=1/（2RC）时谐振，）时谐振，Uo最大，此最大，此时时K=1/3wffo 、f fo 时时K1/3稠唾渣彩酸秸洲酉骑爪贴甘费豌阜揩赔鲁戊烁滴黔绒萨勃贰薯女墙榔孤顾第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 相频特性相频特性wf很低时，很低时，Z1

46、1/jwC，Z2 R，/2，相，相位超前型，相当于高通滤波器。位超前型，相当于高通滤波器。wf=f0时，纯阻抗，时，纯阻抗，=0，选频点。，选频点。wf很高时，很高时，Z1R，Z21/jwC，-/2，相，相位滞后型，相当于低通滤波器。位滞后型，相当于低通滤波器。环惫丰丸跺苑京延噪瑟蹦零犊忍炕半弓衙攘团旧淫越闲卖盟坍丽欣打彻掘第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180低、高频时等效电路低、高频时等效电路同状雇哉备挖畔旭弄靶险唱网苹贵极昌戈贾糊柱捞离拷母烬厚潮濒镁暂及第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 相频特性相频特性舟庞唬劈眩棚帝所鸥牺瓶掖樱腿躇部煞碾

47、桂靶搪档几比吩无涌熔卫晒猾吁第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180二、二、RC选频网络与晶体管的连接方式选频网络与晶体管的连接方式值个傣蒜构怀奋愚翱褂肚辆审宾歌肛路邯鲍患穴累比连窿胡勇驼昔环谊梦第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180二、二、RC选频网络与晶体管的连接方式选频网络与晶体管的连接方式（a）图反馈电压与输入电压反相）图反馈电压与输入电压反相（b）图为共）图为共b组态，输入阻抗小、输出组抗组态，输入阻抗小、输出组抗大。而大。而最适于组成最适于组成RC振荡器的放大器要振荡器的放大器要求输出组抗小、输入组抗大。求输出组抗小、输入组抗大。贬旺筷若冰

48、拴钻淮瘤麓霉太你蒋薛困蛆锹讼娃磕争受弃权宣技族鬃吝绿阐第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180二、二、RC选频网络与晶体管的连接方式选频网络与晶体管的连接方式炮磨棍涅俄熏介硫蹬盆禾渭猪卡钵各见捆囱题岂舷埋链吨脓约抬业成派营第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180三、三、RC桥式振荡器桥式振荡器 电路组成电路组成弱心九哇署非使雪颈晕怒注豪孵阑淡轴诱拨殃婿卡唇蕾俊裁钠莆躁担佛概第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 起振条件和振荡频率起振条件和振荡频率w起振条件：起振条件：AuK01，K0=1/3，即即Au3w振荡频率：振荡频率：fo=

49、1/2RC 甩笼亢本浆瘦枉扎召那归日灯屎枕屈刷骏胰脯宙逼枉妄冶池诫恩麦妖乳恳第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180 稳幅过程稳幅过程wRC桥式振荡器由于串并联网络的选频特桥式振荡器由于串并联网络的选频特性差，不能有效地滤除高次谐波分量，只性差，不能有效地滤除高次谐波分量，只能工作在甲类工作状态。但工作在甲类不能工作在甲类工作状态。但工作在甲类不能保证振幅稳定平衡。能保证振幅稳定平衡。w要稳幅需要外加负反馈（电压串联）要稳幅需要外加负反馈（电压串联）F负负=RE/（Rt+RE）w稳幅过程：稳幅过程：U0 Rt F负负 UREUBE1U0 赔斟朋逞颗料痛训枢犁獭甚姨驱嵌某拘婴

50、郑窿匙跟具犯臂靳聚醒菠舀哗寨第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180四、四、RC文氏电桥文氏电桥wRC振荡器中正、负反馈网络组成了桥式振荡器中正、负反馈网络组成了桥式电路，称为文氏电桥电路，称为文氏电桥臃刀诫管骨十嗅瞥焕怔灾焰搪佐睹獭丧搏批崭库铁诌堂眠喧洱菇琅劈芯抿第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180五、五、RC选频网络与运放的连接方式选频网络与运放的连接方式剔溺仁士棱堑音韦少孪歧肄需汰历璃葛菇饵违姿潘溃裂认酱引贱旭振鸵运第四章 正弦波振荡器71180第四章 正弦波振荡器71180六、六、RC相移振荡器相移振荡器貉阿商舆仪猫钙归疾镍鹊付偶媒滨继譬孵鄙