高频电子线路第六章课件.ppt

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1、高频电子线路第六章1第1页，此课件共71页哦6.1 6.1 概述概述2.2.振荡器的分类振荡器的分类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振荡器振荡器波形波形产生机理产生机理反馈式振荡器反馈式振荡器负阻式振荡器负阻式振荡器反馈型反馈型LC振荡器振荡器反馈型反馈型RC振荡器振荡器 本章主要介绍反馈型本章主要介绍反馈型RC、LCLC振荡器和石英晶体振荡器的工作原振荡器和石英晶体振荡器的工作原理。理。石英晶体振荡器石英晶体振荡器第2页，此课件共71页哦6.2 LCR回路中的瞬变现象回路中的瞬变现象由于大多数振荡器都是利用由于大多数振荡器都是利用由于大多数振荡器都是利用由于大多数振荡器都

2、是利用LCLC回路来产生振荡的，因此应首回路来产生振荡的，因此应首回路来产生振荡的，因此应首回路来产生振荡的，因此应首先研究先研究先研究先研究LCLC回路中如何可以产生振荡，作为研究振荡器工作原理的预备知回路中如何可以产生振荡，作为研究振荡器工作原理的预备知回路中如何可以产生振荡，作为研究振荡器工作原理的预备知回路中如何可以产生振荡，作为研究振荡器工作原理的预备知识。识。识。识。所谓所谓所谓所谓“谐振谐振谐振谐振”，就能量关系而言，就能量关系而言，就能量关系而言，就能量关系而言，是指：回路中储存的能量是不变的，只是指：回路中储存的能量是不变的，只是指：回路中储存的能量是不变的，只是指：回路中储

3、存的能量是不变的，只是在电感与电容之间相互转换；外加电是在电感与电容之间相互转换；外加电是在电感与电容之间相互转换；外加电是在电感与电容之间相互转换；外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以动势只提供回路电阻所消耗的能量，以动势只提供回路电阻所消耗的能量，以动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的等幅振荡。维持回路的等幅振荡。维持回路的等幅振荡。维持回路的等幅振荡。第3页，此课件共71页哦6.2 LCR回路中的瞬变现象回路中的瞬变现象 假设开关假设开关假设开关假设开关S S S S先放于先放于先放于先放于1 1 1 1的位置，使电的位置，使电的位置，使电的位置，使电容容容容C C C C最

4、初充电到电压最初充电到电压最初充电到电压最初充电到电压V V V V，然后将，然后将，然后将，然后将S S S S转换转换转换转换到到到到2 2 2 2的位置，的位置，的位置，的位置，C C C C上的电荷即经过上的电荷即经过上的电荷即经过上的电荷即经过L L L L、R R R R放放放放电。由于回路电。由于回路电。由于回路电。由于回路R R R R的存在，振荡的幅度的存在，振荡的幅度的存在，振荡的幅度的存在，振荡的幅度越来越小。越来越小。越来越小。越来越小。为了获得等幅振荡，就必须设法使为了获得等幅振荡，就必须设法使为了获得等幅振荡，就必须设法使为了获得等幅振荡，就必须设法使LCLC回路中

5、的电阻等于零。由于实回路中的电阻等于零。由于实回路中的电阻等于零。由于实回路中的电阻等于零。由于实际的际的际的际的LCLC回路本身总是有正电阻的，因此必须认为地引入一个负电阻，将回路本身总是有正电阻的，因此必须认为地引入一个负电阻，将回路本身总是有正电阻的，因此必须认为地引入一个负电阻，将回路本身总是有正电阻的，因此必须认为地引入一个负电阻，将回路本身的正电阻完全抵消，以获得等幅振荡。回路本身的正电阻完全抵消，以获得等幅振荡。回路本身的正电阻完全抵消，以获得等幅振荡。回路本身的正电阻完全抵消，以获得等幅振荡。第4页，此课件共71页哦由基尔霍夫定律可得：由基尔霍夫定律可得：由基尔霍夫定律可得：由

6、基尔霍夫定律可得：即即即即取微分得：取微分得：取微分得：取微分得：回路的衰减系数：回路的衰减系数：回路的衰减系数：回路的衰减系数：回路的固有角频率：回路的固有角频率：回路的固有角频率：回路的固有角频率：6.2 LCR回路中的瞬变现象回路中的瞬变现象过阻尼，过阻尼，过阻尼，过阻尼，R R R R太大，无法振荡；太大，无法振荡；太大，无法振荡；太大，无法振荡；临界阻尼临界阻尼临界阻尼临界阻尼,无法振荡；无法振荡；无法振荡；无法振荡；自由振荡；自由振荡；自由振荡；自由振荡；第5页，此课件共71页哦6.2 LCR回路中的瞬变现象回路中的瞬变现象图图图图 6 6.2.4 .2.4 2 2 2 2 时产生

7、振荡电流的情形时产生振荡电流的情形时产生振荡电流的情形时产生振荡电流的情形第6页，此课件共71页哦6.2 LCR回路中的瞬变现象回路中的瞬变现象 当当当当R R为负值时，振荡振幅将随时间而增长，得到增幅振荡波为负值时，振荡振幅将随时间而增长，得到增幅振荡波为负值时，振荡振幅将随时间而增长，得到增幅振荡波为负值时，振荡振幅将随时间而增长，得到增幅振荡波形。如果形。如果形。如果形。如果R R的负值不变，则振幅将继续无限制地增长，但这在实的负值不变，则振幅将继续无限制地增长，但这在实的负值不变，则振幅将继续无限制地增长，但这在实的负值不变，则振幅将继续无限制地增长，但这在实际上是不可能的。因为一个振

8、荡器开始振荡时，回路的等效串联际上是不可能的。因为一个振荡器开始振荡时，回路的等效串联际上是不可能的。因为一个振荡器开始振荡时，回路的等效串联际上是不可能的。因为一个振荡器开始振荡时，回路的等效串联电阻为负值（由有源器件供给负阻），随着振荡振幅的增长，有电阻为负值（由有源器件供给负阻），随着振荡振幅的增长，有电阻为负值（由有源器件供给负阻），随着振荡振幅的增长，有电阻为负值（由有源器件供给负阻），随着振荡振幅的增长，有源器件的工作状态逐渐改变，负电阻的绝对值逐渐减小。最后负源器件的工作状态逐渐改变，负电阻的绝对值逐渐减小。最后负源器件的工作状态逐渐改变，负电阻的绝对值逐渐减小。最后负源器件的工

9、作状态逐渐改变，负电阻的绝对值逐渐减小。最后负电阻与回路本身的正电阻正好互相抵消时，整个串联等效电阻变电阻与回路本身的正电阻正好互相抵消时，整个串联等效电阻变电阻与回路本身的正电阻正好互相抵消时，整个串联等效电阻变电阻与回路本身的正电阻正好互相抵消时，整个串联等效电阻变为零，振荡器产生等幅振荡，振荡频率取决于电路参数为零，振荡器产生等幅振荡，振荡频率取决于电路参数为零，振荡器产生等幅振荡，振荡频率取决于电路参数为零，振荡器产生等幅振荡，振荡频率取决于电路参数L L、C C、R R。第7页，此课件共71页哦6.3 LC振荡器的基本工作原理振荡器的基本工作原理 1 1）一套振荡回路，包含两个（或两

10、个以上）储能元件。在这两个元件中，当一个释）一套振荡回路，包含两个（或两个以上）储能元件。在这两个元件中，当一个释）一套振荡回路，包含两个（或两个以上）储能元件。在这两个元件中，当一个释）一套振荡回路，包含两个（或两个以上）储能元件。在这两个元件中，当一个释放能量时，另一个就接收能量。释放与接收能量可以往返进行，其频率决定于元件放能量时，另一个就接收能量。释放与接收能量可以往返进行，其频率决定于元件放能量时，另一个就接收能量。释放与接收能量可以往返进行，其频率决定于元件放能量时，另一个就接收能量。释放与接收能量可以往返进行，其频率决定于元件的数值。的数值。的数值。的数值。2 2）一个能量来源，

11、补充由振荡回路电阻所产生的能量损失。在晶体管振荡器中，）一个能量来源，补充由振荡回路电阻所产生的能量损失。在晶体管振荡器中，）一个能量来源，补充由振荡回路电阻所产生的能量损失。在晶体管振荡器中，）一个能量来源，补充由振荡回路电阻所产生的能量损失。在晶体管振荡器中，这个能源就是直流电源。这个能源就是直流电源。这个能源就是直流电源。这个能源就是直流电源。3 3）一个控制设备，可以使电源功率在正确的时刻补充电路的能量损失，以维持）一个控制设备，可以使电源功率在正确的时刻补充电路的能量损失，以维持）一个控制设备，可以使电源功率在正确的时刻补充电路的能量损失，以维持）一个控制设备，可以使电源功率在正确的

12、时刻补充电路的能量损失，以维持等幅振荡。这是由有源器件和正反馈电路完成的。等幅振荡。这是由有源器件和正反馈电路完成的。等幅振荡。这是由有源器件和正反馈电路完成的。等幅振荡。这是由有源器件和正反馈电路完成的。构成振荡器的条件构成振荡器的条件构成振荡器的条件构成振荡器的条件第8页，此课件共71页哦6.3 LC振荡器的基本工作原理振荡器的基本工作原理图图图图 6 6.3 3.1 1 互感耦合调集振荡器互感耦合调集振荡器互感耦合调集振荡器互感耦合调集振荡器-+第9页，此课件共71页哦第10页，此课件共71页哦设电路工作在线性区，且工作频率不高。设电路工作在线性区，且工作频率不高。设电路工作在线性区，且

13、工作频率不高。设电路工作在线性区，且工作频率不高。将电流源将电流源将电流源将电流源h hfbfbi ie e和内阻和内阻和内阻和内阻1/1/h hobob并联等效为电压源（并联等效为电压源（并联等效为电压源（并联等效为电压源（h hfbfbi ie e)/(1/)/(1/h hobob)和内阻和内阻和内阻和内阻1/1/h hobob串联。串联。串联。串联。可得下列方程组可得下列方程组可得下列方程组可得下列方程组第11页，此课件共71页哦由上述等式消去由上述等式消去由上述等式消去由上述等式消去i i,i iC C,v vC C,可得可得可得可得式式式式6.2.16.2.1可得等幅振荡的条件为可得

14、等幅振荡的条件为可得等幅振荡的条件为可得等幅振荡的条件为：即即即即振荡角频率为振荡角频率为振荡角频率为振荡角频率为（当r很小时）第12页，此课件共71页哦6.4 由正反馈的观点来决定振荡的条件由正反馈的观点来决定振荡的条件振荡条件振荡条件所以等幅振荡条件为所以等幅振荡条件为所以等幅振荡条件为所以等幅振荡条件为 振幅平衡条件振幅平衡条件振幅平衡条件振幅平衡条件相位平衡条件相位平衡条件相位平衡条件相位平衡条件第13页，此课件共71页哦6.5 振荡器的平衡与稳定条件振荡器的平衡与稳定条件 当振荡器接通电源后，即开始有瞬变电流产生。这瞬变电流所包含的频带极当振荡器接通电源后，即开始有瞬变电流产生。这瞬

15、变电流所包含的频带极当振荡器接通电源后，即开始有瞬变电流产生。这瞬变电流所包含的频带极当振荡器接通电源后，即开始有瞬变电流产生。这瞬变电流所包含的频带极宽，但由于谐振回路的选择性，它只选出了本身谐振频率的信号。由于正反宽，但由于谐振回路的选择性，它只选出了本身谐振频率的信号。由于正反宽，但由于谐振回路的选择性，它只选出了本身谐振频率的信号。由于正反宽，但由于谐振回路的选择性，它只选出了本身谐振频率的信号。由于正反馈作用，谐振频率信号越来越强，即形成稳定的振荡。至于瞬变电流中所包馈作用，谐振频率信号越来越强，即形成稳定的振荡。至于瞬变电流中所包馈作用，谐振频率信号越来越强，即形成稳定的振荡。至于

16、瞬变电流中所包馈作用，谐振频率信号越来越强，即形成稳定的振荡。至于瞬变电流中所包含的其他频率则被振荡电路滤掉，不被放大，而逐渐消失。含的其他频率则被振荡电路滤掉，不被放大，而逐渐消失。含的其他频率则被振荡电路滤掉，不被放大，而逐渐消失。含的其他频率则被振荡电路滤掉，不被放大，而逐渐消失。振荡器起振之后，振荡振幅便由小到大地增长起来。但它不可能无限制地振荡器起振之后，振荡振幅便由小到大地增长起来。但它不可能无限制地振荡器起振之后，振荡振幅便由小到大地增长起来。但它不可能无限制地振荡器起振之后，振荡振幅便由小到大地增长起来。但它不可能无限制地增长，而是在达到一定数值后，便自动稳定下来。增长，而是在

17、达到一定数值后，便自动稳定下来。增长，而是在达到一定数值后，便自动稳定下来。增长，而是在达到一定数值后，便自动稳定下来。第14页，此课件共71页哦 初初初初始始始始信信信信号号号号中中中中，满满满满足足足足相相相相位位位位平平平平衡衡衡衡条条条条件件件件的的的的某某某某一一一一频频频频率率率率 0 0的的的的信信信信号号号号应应应应该该该该被被被被保保保保留留留留，成成成成为为为为等幅振荡输出信号。等幅振荡输出信号。等幅振荡输出信号。等幅振荡输出信号。振振振振荡荡荡荡电电电电路路路路是是是是单单单单口口口口网网网网络络络络，无无无无需需需需输输输输入入入入信信信信号号号号就就就就能能能能起起起

18、起振振振振，起起起起振的信号源来自何处？振的信号源来自何处？振的信号源来自何处？振的信号源来自何处？6.5.1 振荡器的平衡条件振荡器的平衡条件（从无到有）（从无到有）（从无到有）（从无到有）然然然然而而而而，一一一一般般般般初初初初始始始始信信信信号号号号很很很很微微微微弱弱弱弱，很很很很容容容容易易易易被被被被干干干干扰扰扰扰信信信信号号号号淹淹淹淹没没没没，不不不不能能能能形形形形成成成成一一一一定幅度的输出信号。因此，起振阶段要求定幅度的输出信号。因此，起振阶段要求定幅度的输出信号。因此，起振阶段要求定幅度的输出信号。因此，起振阶段要求（由弱到强）（由弱到强）（由弱到强）（由弱到强）起

19、振条件起振条件起振条件起振条件接通电源瞬间引起的电压、电流突变，电路器件内部噪声等。接通电源瞬间引起的电压、电流突变，电路器件内部噪声等。接通电源瞬间引起的电压、电流突变，电路器件内部噪声等。接通电源瞬间引起的电压、电流突变，电路器件内部噪声等。第15页，此课件共71页哦 稳稳稳稳幅幅幅幅的的的的作作作作用用用用就就就就是是是是，当当当当输输输输出出出出信信信信号号号号幅幅幅幅值值值值增增增增加加加加到到到到一一一一定定定定程程程程度度度度时时时时，使使使使振振振振幅幅幅幅平平平平衡衡衡衡条条条条件件件件从从从从 AFAF1 1 到到到到AFAF=1=1。6.5.1 振荡器的平衡条件振荡器的平

20、衡条件 当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加。当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加。当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加。当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加。（由增到稳由增到稳由增到稳由增到稳）第16页，此课件共71页哦6.5.1 振荡器的平衡条件振荡器的平衡条件第17页，此课件共71页哦6.5.1 振荡器的平衡条件振荡器的平衡条件第18页，此课件共71页哦6.5.1 振荡器的平衡条件振荡器的平衡条件第19页，此课件共71页哦6.5.2 振荡器平衡状态的稳定条件振荡器平衡状态的稳定条件 以上分析了保证振荡器由弱到强地建立起振荡的起振条件

21、；以上分析了保证振荡器由弱到强地建立起振荡的起振条件；以上分析了保证振荡器由弱到强地建立起振荡的起振条件；以上分析了保证振荡器由弱到强地建立起振荡的起振条件；保证振荡器进入平衡状态、产生等幅振荡的平衡条件。保证振荡器进入平衡状态、产生等幅振荡的平衡条件。保证振荡器进入平衡状态、产生等幅振荡的平衡条件。保证振荡器进入平衡状态、产生等幅振荡的平衡条件。实际上，平衡状态下的振荡器仍然受到外界因素变化的影响而可能实际上，平衡状态下的振荡器仍然受到外界因素变化的影响而可能实际上，平衡状态下的振荡器仍然受到外界因素变化的影响而可能实际上，平衡状态下的振荡器仍然受到外界因素变化的影响而可能引起幅度和频率不稳

22、。因此，还应该分析保证振荡器的平衡状态不因外界引起幅度和频率不稳。因此，还应该分析保证振荡器的平衡状态不因外界引起幅度和频率不稳。因此，还应该分析保证振荡器的平衡状态不因外界引起幅度和频率不稳。因此，还应该分析保证振荡器的平衡状态不因外界因素变化而受到破坏的稳定条件。因素变化而受到破坏的稳定条件。因素变化而受到破坏的稳定条件。因素变化而受到破坏的稳定条件。稳定条件也分为稳定条件也分为稳定条件也分为稳定条件也分为振幅稳定振幅稳定振幅稳定振幅稳定与与与与相位稳定相位稳定相位稳定相位稳定两种两种两种两种。以下分别讨论之。以下分别讨论之。第20页，此课件共71页哦6.5.2 振荡器平衡状态的稳定条件振

23、荡器平衡状态的稳定条件1 1）振幅平衡的稳定条件）振幅平衡的稳定条件 要保证外界因素变化时振幅相对稳定，就是要：当振幅变化时，要保证外界因素变化时振幅相对稳定，就是要：当振幅变化时，AF的的大小朝反方向变化。大小朝反方向变化。第21页，此课件共71页哦6.5.2 振荡器平衡状态的稳定条件振荡器平衡状态的稳定条件1 1）振幅平衡的稳定条件）振幅平衡的稳定条件定义：在外因的作用下，振荡器在平衡点附近可重新建立新的平衡状态，定义：在外因的作用下，振荡器在平衡点附近可重新建立新的平衡状态，定义：在外因的作用下，振荡器在平衡点附近可重新建立新的平衡状态，定义：在外因的作用下，振荡器在平衡点附近可重新建立

24、新的平衡状态，外因消失之后又能自动的恢复到原来的平衡状态。外因消失之后又能自动的恢复到原来的平衡状态。外因消失之后又能自动的恢复到原来的平衡状态。外因消失之后又能自动的恢复到原来的平衡状态。第22页，此课件共71页哦6.5.2 振荡器平衡状态的稳定条件振荡器平衡状态的稳定条件平衡点B不是稳定的平衡点。第23页，此课件共71页哦6.5.2 振荡器平衡状态的稳定条件振荡器平衡状态的稳定条件图图图图 6 6.5.2 .5.2 软自激的振荡特性软自激的振荡特性软自激的振荡特性软自激的振荡特性图图图图 6 6.5.3 .5.3 硬自激的振荡特性硬自激的振荡特性硬自激的振荡特性硬自激的振荡特性软自激软自激

25、软自激软自激：无需外加激励，振荡便可自激。开始起振时，无需外加激励，振荡便可自激。开始起振时，无需外加激励，振荡便可自激。开始起振时，无需外加激励，振荡便可自激。开始起振时，AF1AF1，振荡处于增幅振荡状态，振幅由小到大，直到达到振荡处于增幅振荡状态，振幅由小到大，直到达到振荡处于增幅振荡状态，振幅由小到大，直到达到振荡处于增幅振荡状态，振幅由小到大，直到达到QQ点为止。点为止。点为止。点为止。硬自激硬自激硬自激硬自激：需要预先加上一个一定幅度的信号才能起振。需要预先加上一个一定幅度的信号才能起振。需要预先加上一个一定幅度的信号才能起振。需要预先加上一个一定幅度的信号才能起振。第24页，此课

26、件共71页哦6.5.2 振荡器平衡状态的稳定条件振荡器平衡状态的稳定条件2 2）相位平衡的稳定条件）相位平衡的稳定条件 相位稳定条件是指相位平衡条件遭到破坏时，相位平衡能重新建立，相位稳定条件是指相位平衡条件遭到破坏时，相位平衡能重新建立，相位稳定条件是指相位平衡条件遭到破坏时，相位平衡能重新建立，相位稳定条件是指相位平衡条件遭到破坏时，相位平衡能重新建立，且仍能保持相对稳定的振荡频率。且仍能保持相对稳定的振荡频率。且仍能保持相对稳定的振荡频率。且仍能保持相对稳定的振荡频率。外部外部扰动扰动 稳定原理：稳定原理：频率频率 相位相位 频率频率 第25页，此课件共71页哦6.5.2 振荡器平衡状态

27、的稳定条件振荡器平衡状态的稳定条件图图图图 6 6.5.4 .5.4 并联谐振回路的并联谐振回路的并联谐振回路的并联谐振回路的相频特性相频特性相频特性相频特性2 2）相位平衡的稳定条件）相位平衡的稳定条件LCLC并联谐振回路不但是决定振并联谐振回路不但是决定振并联谐振回路不但是决定振并联谐振回路不但是决定振荡频率的主要角色，而且是稳荡频率的主要角色，而且是稳荡频率的主要角色，而且是稳荡频率的主要角色，而且是稳定振荡频率的机构定振荡频率的机构定振荡频率的机构定振荡频率的机构第26页，此课件共71页哦6.5.2 振荡器平衡状态的稳定条件振荡器平衡状态的稳定条件放大电路放大电路3）基本组成部分基本组

28、成部分正反馈网络正反馈网络选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈 网络合二为一。）网络合二为一。）稳幅环节稳幅环节稳定环节稳定环节 从上面的讨论可知，要使反馈振荡器能够产生持续的等幅振从上面的讨论可知，要使反馈振荡器能够产生持续的等幅振从上面的讨论可知，要使反馈振荡器能够产生持续的等幅振从上面的讨论可知，要使反馈振荡器能够产生持续的等幅振荡，必须满足振荡的荡，必须满足振荡的荡，必须满足振荡的荡，必须满足振荡的起振条件、平衡条件和稳定条件起振条件、平衡条件和稳定条件起振条件、平衡条件和稳定条件起振条件、平衡条件和稳定条件，它们是缺

29、一不，它们是缺一不，它们是缺一不，它们是缺一不可的。因此，反馈型正弦波振荡器应该包括：可的。因此，反馈型正弦波振荡器应该包括：可的。因此，反馈型正弦波振荡器应该包括：可的。因此，反馈型正弦波振荡器应该包括：从从 回到回到幅度稳定幅度稳定相位稳定相位稳定第27页，此课件共71页哦6.6 反馈型反馈型LC振荡器线路振荡器线路6.6.1 互感耦合振荡器互感耦合振荡器6.6.2 电感反馈式三端振荡器电感反馈式三端振荡器 (哈特莱振荡器哈特莱振荡器)6.6.3 电容反馈式三端振荡器电容反馈式三端振荡器 (考毕兹振荡器考毕兹振荡器)6.6.4 LC三端式振荡器相位平衡条件三端式振荡器相位平衡条件的判断准则

30、的判断准则第28页，此课件共71页哦6.6.1 互感耦合振荡器互感耦合振荡器 放大器与振荡器本质上都是将直流电能转化为交流电能，不同放大器与振荡器本质上都是将直流电能转化为交流电能，不同放大器与振荡器本质上都是将直流电能转化为交流电能，不同放大器与振荡器本质上都是将直流电能转化为交流电能，不同之处在于：放大器需要外加控制信号而振荡器不需要。因此，如之处在于：放大器需要外加控制信号而振荡器不需要。因此，如之处在于：放大器需要外加控制信号而振荡器不需要。因此，如之处在于：放大器需要外加控制信号而振荡器不需要。因此，如果将放大器的输出正反回输入端，以提供控制能量转换的信号，果将放大器的输出正反回输入

31、端，以提供控制能量转换的信号，果将放大器的输出正反回输入端，以提供控制能量转换的信号，果将放大器的输出正反回输入端，以提供控制能量转换的信号，就可能形成振荡器。就可能形成振荡器。就可能形成振荡器。就可能形成振荡器。如如如如果果果果由由由由LCLC谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路通通通通过过过过互互互互感感感感耦耦耦耦合合合合将将将将输输输输出出出出信信信信号号号号送送送送回回回回输输输输入入入入回回回回路路路路，所所所所形成的是互感耦合振荡器。形成的是互感耦合振荡器。形成的是互感耦合振荡器。形成的是互感耦合振荡器。由由由由互互互互感感感感耦耦耦耦合合合合同同同同名名名名端端端端定定定定义义义义

32、可可可可判判判判知知知知，反反反反馈馈馈馈网网网网络络络络形形形形成成成成正正正正反反反反馈馈馈馈，满满满满足足足足相相相相位位位位平衡条件。如果再满足起振条件，就符合基本原理。平衡条件。如果再满足起振条件，就符合基本原理。平衡条件。如果再满足起振条件，就符合基本原理。平衡条件。如果再满足起振条件，就符合基本原理。第29页，此课件共71页哦6.6.1 互感耦合振荡器互感耦合振荡器 互感耦合振荡器有三种：互感耦合振荡器有三种：互感耦合振荡器有三种：互感耦合振荡器有三种：调集电路调集电路调基电路调基电路调发电路调发电路 他们是根据振荡器回路在集电极、基极、发射极来区分他们是根据振荡器回路在集电极、

33、基极、发射极来区分他们是根据振荡器回路在集电极、基极、发射极来区分他们是根据振荡器回路在集电极、基极、发射极来区分的。的。的。的。都采用具有高稳定性的混合反馈偏置电流。都采用具有高稳定性的混合反馈偏置电流。都采用具有高稳定性的混合反馈偏置电流。都采用具有高稳定性的混合反馈偏置电流。第30页，此课件共71页哦6.6.1 互感耦合振荡器互感耦合振荡器1、调集电路、调集电路优点：优点：振荡幅度较大，谐波成分较少；振荡幅度较大，谐波成分较少；振荡幅度较大，谐波成分较少；振荡幅度较大，谐波成分较少；调整调整调整调整M M M M基本不影响振荡频率。基本不影响振荡频率。基本不影响振荡频率。基本不影响振荡频

34、率。缺点：缺点：工作频率不能太高。工作频率不能太高。工作频率不能太高。工作频率不能太高。应用于中、短应用于中、短应用于中、短应用于中、短波段。波段。波段。波段。第31页，此课件共71页哦6.6.1 互感耦合振荡器互感耦合振荡器2 2、调基电路、调基电路、调基电路、调基电路优点：优点：振荡频率在较宽的范围内改变，振振荡频率在较宽的范围内改变，振振荡频率在较宽的范围内改变，振振荡频率在较宽的范围内改变，振幅变化不大；幅变化不大；幅变化不大；幅变化不大；调整调整调整调整M M M M基本不影响振荡频率。基本不影响振荡频率。基本不影响振荡频率。基本不影响振荡频率。缺点：缺点：工作频率不能太高。工作频率

35、不能太高。工作频率不能太高。工作频率不能太高。第32页，此课件共71页哦6.6.1 互感耦合振荡器互感耦合振荡器3 3、调发电路、调发电路、调发电路、调发电路优点：波形较好，失真小；波形较好，失真小；波形较好，失真小；波形较好，失真小；调整调整调整调整M M M M基本不影响振荡频率。基本不影响振荡频率。基本不影响振荡频率。基本不影响振荡频率。缺点：工作频率不能太高。工作频率不能太高。工作频率不能太高。工作频率不能太高。第33页，此课件共71页哦第34页，此课件共71页哦将将和反和反馈线馈线圈等效圈等效(6-1-8)(6-1-9)第35页，此课件共71页哦将式将式(6-1-9)代入式代入式(6

36、-1-8)，可得：，可得：式中式中 按按图图中的同名端中的同名端连连接方式接方式,F。因此。因此电电路的振路的振荡频荡频率率在在谐谐振振频频率率处处,负载负载回路回路显纯电显纯电阻特性阻特性,即即A()。即即LC并联回路的谐振频率：并联回路的谐振频率：(6-1-14)第36页，此课件共71页哦一般一般说说来，来，。于是，。于是，电电路的反路的反馈馈系数系数为为：(4-1-15)放大器的谐振时的电压增益为放大器的谐振时的电压增益为 并联回路的谐振阻抗为并联回路的谐振阻抗为 (4-1-16)可得电路的起振条件可得电路的起振条件：第37页，此课件共71页哦6.6.2 电感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡

37、器）电感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡器）如果正反馈网络由如果正反馈网络由如果正反馈网络由如果正反馈网络由LCLC谐振回路中的电感分压电路将输谐振回路中的电感分压电路将输谐振回路中的电感分压电路将输谐振回路中的电感分压电路将输出信号送回输入回路，所形成的是电感反馈式三端振荡器。出信号送回输入回路，所形成的是电感反馈式三端振荡器。出信号送回输入回路，所形成的是电感反馈式三端振荡器。出信号送回输入回路，所形成的是电感反馈式三端振荡器。(+)(-)(+)(+)第38页，此课件共71页哦6.6.2 电感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡器）电感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡器）哈特莱振荡器特点：哈特莱振荡器特点

38、：哈特莱振荡器特点：哈特莱振荡器特点：集电极与基极集电极与基极集电极与基极集电极与基极接于接于接于接于LCLCLCLC回路两端，发射极则接于线回路两端，发射极则接于线回路两端，发射极则接于线回路两端，发射极则接于线圈中某一点。圈中某一点。圈中某一点。圈中某一点。利用瞬时极性法可判定电路利用瞬时极性法可判定电路利用瞬时极性法可判定电路利用瞬时极性法可判定电路满足满足满足满足振荡的相位调节振荡的相位调节振荡的相位调节振荡的相位调节。第39页，此课件共71页哦6.6.2 电感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡器）电感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡器）优点：优点：优点：优点：1.1.1.1.容易起振；容易起振

39、；容易起振；容易起振；2.2.2.2.改变回路电容来调整频率时，基本上不改变回路电容来调整频率时，基本上不改变回路电容来调整频率时，基本上不改变回路电容来调整频率时，基本上不影响电路的反馈系数。影响电路的反馈系数。影响电路的反馈系数。影响电路的反馈系数。缺点：缺点：缺点：缺点：1.1.1.1.振荡器波形较差（谐波成分多）；振荡器波形较差（谐波成分多）；振荡器波形较差（谐波成分多）；振荡器波形较差（谐波成分多）；2.2.2.2.反馈系数反馈系数反馈系数反馈系数F F F F随频率变化而变化。随频率变化而变化。随频率变化而变化。随频率变化而变化。第40页，此课件共71页哦6.6.2 6.6.2 电

40、感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡器）电感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡器）电感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡器）电感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡器）1.反馈回路为感性支路，对高次反馈回路为感性支路，对高次反馈回路为感性支路，对高次反馈回路为感性支路，对高次谐波呈现高阻抗，故对于谐波呈现高阻抗，故对于谐波呈现高阻抗，故对于谐波呈现高阻抗，故对于LCLCLCLC回路回路回路回路中的高次谐波反馈较强，波形失中的高次谐波反馈较强，波形失中的高次谐波反馈较强，波形失中的高次谐波反馈较强，波形失真较大。真较大。真较大。真较大。2.当工作频率较高时，由于当工作频率较高时，由于当工作频率较高时，由于当工作频率较高时

41、，由于L1L1L1L1和和和和L2L2L2L2上的分布电容和晶体管的极间上的分布电容和晶体管的极间上的分布电容和晶体管的极间上的分布电容和晶体管的极间电容均并联于电容均并联于电容均并联于电容均并联于L1L1L1L1和和和和L2L2L2L2两端，这样，两端，这样，两端，这样，两端，这样，反馈系数反馈系数反馈系数反馈系数F F F F随频率变化而改变。随频率变化而改变。随频率变化而改变。随频率变化而改变。第41页，此课件共71页哦6.6.2 6.6.2 电感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡器）电感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡器）电感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡器）电感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡器）L

42、1L2C电路的特点电路的特点电路的特点电路的特点:4容易起振容易起振改改变电容而不影响变电容而不影响F。4调整频率方便调整频率方便4振荡波形不够好振荡波形不够好高次谐波反馈较强，波高次谐波反馈较强，波形失真较大。形失真较大。4不适于很高频率工作不适于很高频率工作分布电容和极间电容并联于分布电容和极间电容并联于L1与与L2两端，两端，F随频率变化而改变。随频率变化而改变。L1L2C第42页，此课件共71页哦6.6.3 6.6.3 电容反馈式三端振荡器（考毕兹振荡器）电容反馈式三端振荡器（考毕兹振荡器）电容反馈式三端振荡器（考毕兹振荡器）电容反馈式三端振荡器（考毕兹振荡器）图图图图 7.6.3 7

43、.6.3 电容反馈式三端振荡器电容反馈式三端振荡器电容反馈式三端振荡器电容反馈式三端振荡器(+)(-)(+)(+)如果正反馈网络由如果正反馈网络由如果正反馈网络由如果正反馈网络由LCLCLCLC谐振回路中的电容分压电路将输出信谐振回路中的电容分压电路将输出信谐振回路中的电容分压电路将输出信谐振回路中的电容分压电路将输出信号送回输入回路，所形成的是电容反馈式三端振荡器。号送回输入回路，所形成的是电容反馈式三端振荡器。号送回输入回路，所形成的是电容反馈式三端振荡器。号送回输入回路，所形成的是电容反馈式三端振荡器。第43页，此课件共71页哦6.6.3 电容反馈式三端振荡器（考毕兹振荡器）电容反馈式三

44、端振荡器（考毕兹振荡器）第44页，此课件共71页哦6.6.3 电容反馈式三端振荡器（考毕兹振荡器）电容反馈式三端振荡器（考毕兹振荡器）优点：优点：1.输出波形好；输出波形好；（电容电容对高次谐波对高次谐波呈较低阻抗呈较低阻抗。）2.频率稳定度高；频率稳定度高；（电路中的不稳定（电路中的不稳定电容与该电路并联，适当加大回路电电容与该电路并联，适当加大回路电容量，可削弱影响。）容量，可削弱影响。）3.适合较高工作频率。适合较高工作频率。缺点：缺点：通过通过C1,C2来改变频率，反馈系数来改变频率，反馈系数F会随着变化，调整频率不方便。会随着变化，调整频率不方便。（可通过在（可通过在L两端并上一个可

45、变电容解决。）两端并上一个可变电容解决。）第45页，此课件共71页哦6.6.3 6.6.3 电容反馈式三端振荡器（考毕兹振荡器）电容反馈式三端振荡器（考毕兹振荡器）电容反馈式三端振荡器（考毕兹振荡器）电容反馈式三端振荡器（考毕兹振荡器）C1C2LC1C2L电路的特点电路的特点:变电容影响变电容影响F，变电感不便。，变电感不便。4调整频率不太方便调整频率不太方便4输出波形较好输出波形较好高次谐波反馈较弱，波形高次谐波反馈较弱，波形接近正弦波。接近正弦波。4频率稳定度较好频率稳定度较好分布电容和极间电容并联于分布电容和极间电容并联于C1与与C2两端，被较大两端，被较大C1与与C2 吸收。吸收。4适

46、用于较高的工作频率适用于较高的工作频率甚至可只利用器件的输入电容甚至可只利用器件的输入电容和输出电容。和输出电容。第46页，此课件共71页哦6.6.4 LC6.6.4 LC三端式振荡器相位平衡条件的判断准则三端式振荡器相位平衡条件的判断准则三端式振荡器相位平衡条件的判断准则三端式振荡器相位平衡条件的判断准则 回回回回顾顾顾顾LCLC三三三三端端端端式式式式振振振振荡荡荡荡器器器器的的的的基基基基本本本本电电电电路路路路，发发发发现现现现其其其其电电电电路路路路结结结结构构构构存存存存在在在在一一一一个个个个规规规规律律律律：晶晶晶晶体体体体管管管管的的的的集集集集电电电电极极极极发发发发射射射

47、射极极极极（cece）之之之之间间间间和和和和基基基基极极极极发发发发射射射射极极极极（bebe）之之之之间间间间回回回回路路路路元元元元件件件件的的的的电电电电抗抗抗抗性性性性质质质质相相相相同同同同;它它它它们们们们与与与与集集集集电电电电极极极极基基基基极极极极之之之之间间间间(bc)(bc)回回回回路路路路元件的电抗性质相反。它具有普遍意义吗？下面就此证明。元件的电抗性质相反。它具有普遍意义吗？下面就此证明。元件的电抗性质相反。它具有普遍意义吗？下面就此证明。元件的电抗性质相反。它具有普遍意义吗？下面就此证明。L1L2CC1C2L第47页，此课件共71页哦6.6.4 LC6.6.4 L

48、C三端式振荡器相位平衡条件的判断准则三端式振荡器相位平衡条件的判断准则三端式振荡器相位平衡条件的判断准则三端式振荡器相位平衡条件的判断准则 为为简简便便起起见见，我我们们假假定定谐谐振振回回路路三三个元件都是纯电抗，即个元件都是纯电抗，即振荡器的振荡频率等于回路的固有谐振频率，即振荡器的振荡频率等于回路的固有谐振频率，即结论结论:4Xeb与与Xce同性质，它们与同性质，它们与Xcb相异；相异；4成立成立射同，射同，基反！基反！第48页，此课件共71页哦6.6.4 LC6.6.4 LC三端式振荡器相位平衡条件的判断准则三端式振荡器相位平衡条件的判断准则三端式振荡器相位平衡条件的判断准则三端式振荡

49、器相位平衡条件的判断准则举例举例:振振荡荡器器的的振振荡荡频频率率应应低低于于L1和和C1支支路路的的串串联联谐谐振振频频率率，此此时时，该该支路呈容性，整个回路满足电容三端的相位条件。支路呈容性，整个回路满足电容三端的相位条件。振荡器的振荡频率振荡器的振荡频率第49页，此课件共71页哦6.7 振荡器的频率稳定问题振荡器的频率稳定问题 评价振荡器频率的主要指标：评价振荡器频率的主要指标：评价振荡器频率的主要指标：评价振荡器频率的主要指标：准确度与稳定度准确度与稳定度准确度与稳定度准确度与稳定度。通常分为绝对频率准确度与相对频率准确度通常分为绝对频率准确度与相对频率准确度。稳定度稳定度稳定度稳定

50、度：指在一定时间间隔内，频率准确度的变化。指在一定时间间隔内，频率准确度的变化。指在一定时间间隔内，频率准确度的变化。指在一定时间间隔内，频率准确度的变化。准确度准确度准确度准确度：振荡器实际工作频率振荡器实际工作频率振荡器实际工作频率振荡器实际工作频率f f与标称频率与标称频率与标称频率与标称频率 f f 0 0之间的之间的之间的之间的 偏差，称为振荡频率准确度。偏差，称为振荡频率准确度。偏差，称为振荡频率准确度。偏差，称为振荡频率准确度。频率稳定度频率稳定度频率稳定度频率稳定度第50页，此课件共71页哦6.7 振荡器的频率稳定问题振荡器的频率稳定问题根据所指定的时间间隔不同，频率稳定度可分