《模拟电子技术》教案 第八章信号产生电路 本章教学目标： 1、理解正弦波振荡电路的基本原理 2、掌握LC振荡电路 3、掌握RC振荡电路 4、了解调谐放大器的工作原理 本章重点： LC振荡电路；RC振荡电路 本章重点： 振荡电路的选频特性 8.1调谐放大器 调谐放大器：具有选频放大能力的放大电路。 电路特点：LC谐振回路作负载。 应用：无线电发射和接收设备。 8.1.1.调谐放大器的工作原理 信号源 一、LC并联电路 图8.1.1所示。R为并联电路损耗电阻。 图8.1.1LC并联电路 1.阻抗频率特性 图6.1.2()所示。它表示了LC并联电路的阻抗Z与信号频率f之间的变化 关系。当f=时，C并联电路发生谐振，阻抗最大。当f时，电路 失谐，阻抗很小。因此，称为谐振频率，又称固有频率，即 f6= 2π√L0 纯阻性 可见，元件L、C取定值时，谐振频率 感性容性 6是一个常数。 +90 2.相位频率特性 -901 图8.1.2(b)所示。它表示了LC并联 (a)阻抗频率特性 (b)相位频率特性 电路两端电压ⅴ和流进并联电路电流 图8.1.2LC并联电路的频率特性 之间的相位角之差0与信号频率∫之间
《模拟电子技术》教案 1 第八章 信号产生电路 本章教学目标： 1、理解正弦波振荡电路的基本原理 2、掌握 LC 振荡电路 3、掌握 RC 振荡电路 4、了解调谐放大器的工作原理 本章重点： LC 振荡电路；RC 振荡电路 本章重点： 振荡电路的选频特性 8.1 调谐放大器 调谐放大器：具有选频放大能力的放大电路。 电路特点：LC 谐振回路作负载。 应用：无线电发射和接收设备。 8.1.1.调谐放大器的工作原理 一、LC 并联电路 图 8.1.1 所示。R 为并联电路损耗电阻。 1．阻抗频率特性 图 6.1.2(a)所示。它表示了 LC 并联电路的阻抗 Z 与信号频率 f 之间的变化 关系。当 f = f0 时，LC 并联电路发生谐振，阻抗最大。当 f f0 或 f f0 时，电路 失谐，阻抗很小。因此，f0 称为谐振频率，又称固有频率，即 LC f = 2 1 0 可见，元件 L、C 取定值时，谐振频率 f0 是一个常数。 2．相位频率特性 图 8.1.2(b)所示。它表示了 LC 并联 电路两端电压 v 和流进并联电路电流 i 之间的相位角之差 与信号频率 f 之间 图 8.1.1 LC 并联电路 图 8.1.2 LC 并联电路的频率特性
电路与模拟电子技术教案 的变化关系。 当∫=6时，0=0，电路呈纯阻性：当f0,电路呈感性；当f>6 时，02> 率特性。它说明了LC并联电路具有区别不同频率 信号的能力，即具有选频特性。如图8.1.3所示。 品质因数为Q==,L-264 R 图8.1.3阻频特性与Q值关系 它表征了LC并联电路选频特性的好坏。 实验和理论证明： R越小，Q值越大，曲线越尖锐，电路选频能力越强： R越大，Q值越小，曲线越平坦，电路选频能力越差。 LC并联电路的Q值，一般在几十到一二百之间。 4.选频放大器 图8.1.4(a)所示。电路特点是利用LC并联电路作为负载，因此放大电路具 有选频放大能力。 工作原理：当信号频率等于谐振频率时，即=，放大器输出电压最大： 放大倍数Avo最大。如图8.1.4(b)所示。这种表示选频放大器的放大倍数与信号 频率关系的曲线，称为调谐放大器的谐振曲线。 RbI C- (a)电路 (b)谐振曲线 图8.1.4选频放大器原理 图8.1.5单回路调谐放大器 8.1.2两种基本的调谐放大电路 一、单回路调谐放大器 2
电路与模拟电子技术教案 2 的变化关系。 当 f = f0 时， = 0，电路呈纯阻性；当 f f0 时， 0，电路呈感性；当 f f0 时， 0，电路呈容性； 可见，LC 并联电路随信号频率的变化呈现不同的性质。 3．选频特性 阻频特性和相频特性统称为 LC 并联电路的频 率特性。它说明了 LC 并联电路具有区别不同频率 信号的能力，即具有选频特性。如图 8.1.3 所示。 品质因数为 R f L R L R X Q L 0 2 0 = = = 它表征了 LC 并联电路选频特性的好坏。 实验和理论证明： R 越小，Q 值越大，曲线越尖锐，电路选频能力越强； R 越大，Q 值越小，曲线越平坦，电路选频能力越差。 LC 并联电路的 Q 值，一般在几十到一二百之间。 4．选频放大器 图 8.1.4(a)所示。电路特点是利用 LC 并联电路作为负载，因此放大电路具 有选频放大能力。 工作原理：当信号频率等于谐振频率时，即 f = f0，放大器输出电压最大； 放大倍数 AVO 最大。如图 8.1.4(b)所示。这种表示选频放大器的放大倍数与信号 频率关系的曲线，称为调谐放大器的谐振曲线。 图 8.1.4 选频放大器原理 图 8.1.5 单回路调谐放大器 8.1.2 两种基本的调谐放大电路 一、单回路调谐放大器 图 8.1.3 阻频特性与 Q 值关系
《模拟电子技术》教案 单回路调谐放大器如图8.1.5所示。 工作原理：输入信号经T通过C和C送到晶体管的b、e极之间，放大 后的信号经LC谐振电路选频由T2耦合输出。 电感抽头和变压器的作用是减少外界对谐振回路的影响，保证有高的Q值。 单回路调谐放大器的通频带和选择性取决于图8.1.4(b)谐振曲线，它与理想 的矩形谐振曲线比相差甚远，因此这种电路只能用于通频带和选择性要求不高的 场合。 电路优点：调整方便、工作稳定；缺点：失真大。 二、双回路调谐放大器 图8.1.6所示。电路特点是集电极负载采用两个谐振回路，利用它们之间的 耦合强弱来改善通频带和选择性。 1.互感耦合 图8.1.6(a)所示。电路特点是双调谐回路依靠互感实现耦合。调节L1、L2 之间的距离或磁芯的位置，改变耦合程度，从而改善通频带和选择性。 工作原理：假定L1C和2C2调谐在信号频率上，输入信号通过T送到V 时，集电极信号电流经L1C产生并联谐振。此时，由于互感耦合，L1中的电流 在L2C2回路电感的抽头处产生很大的输出电压o。 2.电容耦合 图8.1.6(b)所示。电路特点是通过外接电容Ck实现两个调谐回路之间的耦 合，改变Ck的大小就可改变耦合程度，从而改善通频带和选择性。 (a互感耦合 (b)电容耦合 图8.1.6双回路调谐放大器 3
《模拟电子技术》教案 3 单回路调谐放大器如图 8.1.5 所示。 工作原理：输入信号 vi 经 T1 通过 Cb 和 Ce 送到晶体管的 b、e 极之间，放大 后的信号经 LC 谐振电路选频由 T2 耦合输出。 电感抽头和变压器的作用是减少外界对谐振回路的影响，保证有高的 Q 值。 单回路调谐放大器的通频带和选择性取决于图 8.1.4(b)谐振曲线，它与理想 的矩形谐振曲线比相差甚远，因此这种电路只能用于通频带和选择性要求不高的 场合。 电路优点：调整方便、工作稳定；缺点：失真大。 二、双回路调谐放大器 图 8.1.6 所示。电路特点是集电极负载采用两个谐振回路，利用它们之间的 耦合强弱来改善通频带和选择性。 1．互感耦合 图 8.1.6(a)所示。电路特点是双调谐回路依靠互感实现耦合。调节 L1、L2 之间的距离或磁芯的位置，改变耦合程度，从而改善通频带和选择性。 工作原理：假定 L1C1 和 L2C2 调谐在信号频率上，输入信号 vi 通过 T1 送到 V 时，集电极信号电流经 L1C1 产生并联谐振。此时，由于互感耦合，L1 中的电流 在 L2C2 回路电感的抽头处产生很大的输出电压 vo。 2．电容耦合 图 8.1.6(b)所示。电路特点是通过外接电容 Ck 实现两个调谐回路之间的耦 合，改变 Ck 的大小就可改变耦合程度，从而改善通频带和选择性。 图 8.1.6 双回路调谐放大器
电路与模拟电子技术教案 AAM (a)耦合较弱 b)耦合适当（©）耦合较强 图81.7双回路调谐的谐振曲线 3.选择性和通频带与耦合程度的关系： 如图8.1.7(a)所示。 (1)弱耦合时，谐振曲线出现单峰； (2)强耦合时，谐振曲线出现双峰，中心频率处下凹的程度与耦合强度成 正比： (3)临界耦合时，谐振曲线也呈单峰，但中心频率处曲线较平坦。 可见，谐振曲线在临界耦合时，与理想的矩形谐振曲线很接近。 结论，双回路调谐放大器有较好的通频带和选择性，所以应用广泛。 8.2正弦波振荡器 正弦波振荡器：一种不需外加信号作用，能够输出不同频率正弦信号的自激 振荡电路。 8.2.1自激振荡的工作原理 一、LC回路中的自由振荡 如图8.2.1(a)所示。 自由振荡一一电容通过电感充放电，电路进行电能和磁能的转换过程。 阻尼振荡一一因损耗等效电阻R将电能转换成热能而消耗的减幅振荡。图 8.2.1(b)所示。 等幅振荡一一利用电源对电容充电，补充电容对电感放电的振荡过程，图 8.2.1(c)所示。这种等幅正弦波振荡的频率称为C回路的固有频率，即 fo2LC
电路与模拟电子技术教案 4 图 8.1.7 双回路调谐的谐振曲线 3．选择性和通频带与耦合程度的关系： 如图 8.1.7(a)所示。 (1) 弱耦合时，谐振曲线出现单峰； (2) 强耦合时，谐振曲线出现双峰，中心频率 f0 处下凹的程度与耦合强度成 正比； (3) 临界耦合时，谐振曲线也呈单峰，但中心频率 f0 处曲线较平坦。 可见，谐振曲线在临界耦合时，与理想的矩形谐振曲线很接近。 结论，双回路调谐放大器有较好的通频带和选择性，所以应用广泛。 8.2 正弦波振荡器 正弦波振荡器：一种不需外加信号作用，能够输出不同频率正弦信号的自激 振荡电路。 8.2.1 自激振荡的工作原理 一、LC 回路中的自由振荡 如图 8.2.1(a)所示。 自由振荡——电容通过电感充放电，电路进行电能和磁能的转换过程。 阻尼振荡——因损耗等效电阻 R 将电能转换成热能而消耗的减幅振荡。图 8.2.1(b)所示。 等幅振荡——利用电源对电容充电，补充电容对电感放电的振荡过程，图 8.2.1(c)所示。这种等幅正弦波振荡的频率称为 LC 回路的固有频率，即 LC f = 2 1 0
《模拟电子技术》教案 (a原理图 (b)阻尼振荡波形 (©)等幅振荡波形 图8.2.1LC回路中的电振荡 二、自激振荡的条件 振荡电路如图8.2.2所示。 振荡条件：相位平衡条件和振幅平衡条件。 1.相位平衡条件 反馈信号的相位与输入信号相位相同，即为正反馈，相位差是180°的偶数倍， 即 0=2π 其中，p为r与的相位差，n是整数。、o、r的相互关系参见图82.3。 2.振幅平衡条件 反馈信号幅度与原输入信号幅度相等。即 AvF=1 放大器 A 反馈电路 F 图8.2.2变调谐放大器为振荡器 图8.2.3自激振荡器方框图 三、自激振荡建立过程 自激振荡器：在图82.2中，去掉信号源，把开关S和点“2”相连所组成的 电路。 自激振荡建立过程：电路接通电源瞬间，输入端产生瞬间扰动信号，振荡 管V产生集电极电流C,因ic具有跳变性，它包含着丰富的交流谐波。经LC并 联电路选出频率为6的信号，由输出端输出。，同时通过反馈电路回送到输入端， 经过放大、选频、正反馈、再放大不断地循环过程，将振荡由弱到强的建立起来。 5
《模拟电子技术》教案 5 图 8.2.1 LC 回路中的电振荡 二、自激振荡的条件 振荡电路如图 8.2.2 所示。 振荡条件：相位平衡条件和振幅平衡条件。 1．相位平衡条件 反馈信号的相位与输入信号相位相同，即为正反馈，相位差是 180 的偶数倍， 即 = 2n 其中， 为 vf 与 vi 的相位差，n 是整数。vi、vo、vf 的相互关系参见图 8.2.3。 2.振幅平衡条件 反馈信号幅度与原输入信号幅度相等。即 AVF = 1 图 8.2.2 变调谐放大器为振荡器 图 8.2.3 自激振荡器方框图 三、自激振荡建立过程 自激振荡器：在图 8.2.2 中，去掉信号源，把开关 S 和点“2”相连所组成的 电路。 自激振荡建立过程：电路接通电源瞬间，输入端产生瞬间扰动信号 vi，振荡 管 V 产生集电极电流 iC，因 iC 具有跳变性，它包含着丰富的交流谐波。经 LC 并 联电路选出频率为 f0 的信号，由输出端输出 vo，同时通过反馈电路回送到输入端， 经过放大、选频、正反馈、再放大不断地循环过程，将振荡由弱到强的建立起来
电路与模拟电子技术教案 饱和 当信号幅度进入管子非线性区域后，放大器的放 大倍数降低到AF=1时，振幅不再增加，自动维 持等幅振荡。如图6.2.4所示。 [例8.2.1]判断图8.2.5(a)所示电路能否产生自激 振荡。 解(1)振幅条件：因V基极偏置电阻2被 图8.2.4振荡的建立过程 反馈线圈L短路接地，使V处于截止状态，故电 路不能起振。 (2)相位条件：采用瞬时极性法，设V基极电位为“正”，根据共射电路的 倒相作用，可知集电极电位为“负”，于是L同名端为“正”，根据同名端的定义 得知，L同名端也为“正”，则反馈电压极性为“负”。显然，电路不能自激振荡。 如果把图8.2.5(a)改成图(b)。因隔直电容Cb避免了R2被反馈线圈Lr短路， 同时反馈电压极性为“正”，电路满足振幅平衡和相位平衡条件，所以电路能产 生自激振荡。 (a)不能起振 (b)能够振荡 图8.2.5自激振荡的判别 上北6 (a)电路 (b)交流通路 图8.2.6共发射极变压器耦合振荡器 6
电路与模拟电子技术教案 6 当信号幅度进入管子非线性区域后，放大器的放 大倍数降低到 AVF = 1 时，振幅不再增加，自动维 持等幅振荡。如图 6.2.4 所示。 [例 8.2.1] 判断图 8.2.5(a)所示电路能否产生自激 振荡。 解 (1) 振幅条件：因 V 基极偏置电阻 Rb2 被 反馈线圈 Lf 短路接地，使 V 处于截止状态，故电 路不能起振。 (2) 相位条件：采用瞬时极性法，设 V 基极电位为“正”，根据共射电路的 倒相作用，可知集电极电位为“负”，于是 L 同名端为“正”，根据同名端的定义 得知，Lf 同名端也为“正”，则反馈电压极性为“负”。显然，电路不能自激振荡。 如果把图 8.2.5(a)改成图(b)。因隔直电容 Cb 避免了 Rb2 被反馈线圈 Lf 短路， 同时反馈电压极性为“正”，电路满足振幅平衡和相位平衡条件，所以电路能产 生自激振荡。 图 8.2.5 自激振荡的判别 图 8.2.6 共发射极变压器耦合振荡器 图 8.2.4 振荡的建立过程
《模拟电子技术》教案 8.2.2LC振荡器 一、变压器耦合式LC振荡器 电路特点：用变压器耦合方式把反馈信号送到输入端。常用的有以下两种。 1.共发射极变压器耦合LC振荡器 (1)电路结构 如图8.2.6(a)所示。图中V为振荡放大管，电阻R1、R、R为分压式稳定 工作点偏置电路，C、C2为旁路电容，LC并联回路为选频振荡回路，L34为反 馈线圈，L78为振荡信号输出端，电位器R即和电容C组成反馈量控制电路。 (2)工作原理 交流通路如图8.2.6(b)所示。对频率f=6的信号，LC选频振荡回路呈纯阻 性，此时，和？，反相，即p1=180°。输出电压%'再通过反馈线圈L34,使4端 为正电位，即与%的p2=180°。于是0，+92=180°+180°=360°，保证了正反 馈，满足了相位条件。如果电路具有足够大的放大倍数，满足振幅条件，电路就 能振荡。调节R即可改变输出幅度。 H 2.共基极变压器耦合LC振荡器 (1)电路结构 如图8.2.7(a)所示。图中V为振荡放 大管，电阻R1、R、R为分压式稳定工 作点偏置电路，C1为基极旁路电容，C2 为隔直耦合电容，L2为反馈线圈，L与C (a)电路 (⑥)交流通路 串联组成选频振荡电路。 图8.2.7共基极变压器耦合振荡电路 (2)工作原理 交流通路如图8.2.7(b)所示。接通电源瞬间，LC回路振荡电压加到管子基 射之间，形成输入电压，经V放大后，输出信号经反馈线圈L2与L之间的互感 耦合反馈到管子基射之间，若形成正反馈。在满足振幅平衡条件下，电路产生振 荡。 综上分析，变压器反馈电路的反馈强度，可通过L2与L之间的距离来调节。 变压器耦合振荡电路的振荡频率为
《模拟电子技术》教案 7 8.2.2 LC 振荡器 一、变压器耦合式 LC 振荡器 电路特点：用变压器耦合方式把反馈信号送到输入端。常用的有以下两种。 1．共发射极变压器耦合 LC 振荡器 (1) 电路结构 如图 8.2.6(a)所示。图中 V 为振荡放大管，电阻 R1、R2、R3 为分压式稳定 工作点偏置电路，C1、C2 为旁路电容，LC 并联回路为选频振荡回路，L3-4 为反 馈线圈，L7-8 为振荡信号输出端，电位器 RP 和电容 C1组成反馈量控制电路。 (2) 工作原理 交流通路如图 8.2.6(b)所示。对频率 f = f0 的信号，LC 选频振荡回路呈纯阻 性，此时 o v 和 vf，反相，即 φ1 = 180º。输出电压 vo再通过反馈线圈 L3-4，使 4 端 为正电位，即 f v 与 o v 的 φ2 = 180º。于是 + =180 +180 = 360 1 2 ，保证了正反 馈，满足了相位条件。如果电路具有足够大的放大倍数，满足振幅条件，电路就 能振荡。调节 RP 可改变输出幅度。 2．共基极变压器耦合 LC 振荡器 (1) 电路结构 如图 8.2.7(a)所示。图中 V 为振荡放 大管，电阻 R1、R2、R3 为分压式稳定工 作点偏置电路，C1 为基极旁路电容，C2 为隔直耦合电容，L2 为反馈线圈，L 与 C 串联组成选频振荡电路。 (2) 工作原理 交流通路如图 8.2.7(b)所示。接通电源瞬间，LC 回路振荡电压加到管子基 射之间，形成输入电压，经 V 放大后，输出信号经反馈线圈 L2 与 L 之间的互感 耦合反馈到管子基射之间，若形成正反馈。在满足振幅平衡条件下，电路产生振 荡。 综上分析，变压器反馈电路的反馈强度，可通过 L2 与 L1 之间的距离来调节。 变压器耦合振荡电路的振荡频率为 图 8.2.7 共基极变压器耦合振荡电路
电路与模拟电子技术教案 1 6= 2r√LC 若调节L、C,可改变振荡频率。 二、三点式LC振荡电路 电路特点：LC振荡回路三个端点与晶体管三个电极相连。 (a)电路图 (b)交流通路 图8.2.8电感三点式振荡器 (a)电路图 (b)交流通路 图8.2.9电容三点式振荡器 1.电感三点式振荡器 电路如图8.2.8(a),交流通路如图8.2.8(b)所示。 相位条件：当线圈1端电位为“+”时，3端电位为“-”，此时2端电位低 于1端而高于3端，即r与。反相，经倒相放大后，形成正反馈，即满足相位 条件。 振幅条件：适当选择L2和L1的比值。使4F>1,满足振幅条件。电路就能 振荡。 由于反馈电压取自L2两端，故改变线圈抽头位置，可调节振荡器的输出 幅度。L2越大，反馈越强，振荡输出越大，反之，L2越小，反馈越小，不易起 振。 电路振荡频率为
电路与模拟电子技术教案 8 LC f = 2 1 0 若调节 L、C，可改变振荡频率。 二、三点式 LC 振荡电路 电路特点：LC 振荡回路三个端点与晶体管三个电极相连。 图 8.2.8 电感三点式振荡器 图 8.2.9 电容三点式振荡器 1．电感三点式振荡器 电路如图 8.2.8(a)，交流通路如图 8.2.8(b)所示。 相位条件：当线圈 1 端电位为“+”时，3 端电位为“−”，此时 2 端电位低 于 1 端而高于 3 端，即 vf 与 vo 反相，经倒相放大后，形成正反馈，即满足相位 条件。 振幅条件：适当选择Ｌ2 和Ｌ1 的比值。使 AV F 1 ，满足振幅条件。电路就能 振荡。 由于反馈电压 vf 取自Ｌ2 两端，故改变线圈抽头位置，可调节振荡器的输出 幅度。Ｌ2 越大，反馈越强，振荡输出越大，反之，Ｌ2 越小，反馈越小，不易起 振。 电路振荡频率为
《模拟电子技术》教案 1 f= 2r√元"2元L+L2+2M00 其中M是L1与L2之间的互感系数。 优点：振荡频率很高，一般可达到几十兆赫：缺点：波形失真较大。 2.电容三点式振荡器 电容三点式振荡器电路如图8.2.9()所示，交流通路如图8.2.9(b)所示。 相位条件：当线圈1端电位为“+”时，3端电位为“-”。此电压经C、C 2分压后，2端电位低于1端而高于3端，即r与%反相，经V倒相放大后，使 1端获“+”电位，形成正反馈，满足相位条件。 振幅条件：适当的选择C1、C2的数值，使电路具有足够大的放大倍数，电 路可产生振荡。 电路振荡频率为 1 2π√DC 而 C'=CC2 C1+C2 电路特点：频率较 高，可达100MHz以 上。优点：输出波形好。 缺点：调节频率不方 便。 3.改进的电容三 (a)电容三点式交流通路 (⑥)改进的电容三点式交流通路（©）改进的电容三点式电路图 点式振荡器 图8.2.10改进的电容三点式振荡器 改进的电容三点 式交流通路如图8.2.10(a)所示。图中，C和Co分别是三极管的输入和输出电容， 其数值随温度而变化，直接影响LC回路的振荡频率。为此，取C1>>C。,C2>C, 以减小C:和C。对振荡频率的影响，提高其稳定性。由于C1、C2的增大，会导 致Q值下降，加之调节振荡频率时，必须同时改变C、C2,实属困难。因此， 在LC回路中的电感支路串入一小电容C3,得到改进的电容三点式振荡器如图 8.2.10(c)所示，交流通路如图8.2.10(b)所示，并且选取C<C,C<C2。这样
《模拟电子技术》教案 9 LC L L M C f 2 ( 2 ) 1 2 1 1 + 2 + = = 其中 M 是Ｌ1 与Ｌ2 之间的互感系数。 优点：振荡频率很高，一般可达到几十兆赫；缺点：波形失真较大。 2．电容三点式振荡器 电容三点式振荡器电路如图 8.2.9(a)所示，交流通路如图 8.2.9(b)所示。 相位条件：当线圈 1 端电位为“+”时，3 端电位为“−”。此电压经Ｃ1、Ｃ 2 分压后，2 端电位低于 1 端而高于 3 端，即 vf 与 vo 反相，经 V 倒相放大后，使 1 端获“+”电位，形成正反馈，满足相位条件。 振幅条件：适当的选择Ｃ1、Ｃ2 的数值，使电路具有足够大的放大倍数，电 路可产生振荡。 电路振荡频率为 LC f 2 1 0 而 1 2 1 2 C C C C C + = 电路特点：频率较 高，可达 100 MHz 以 上。优点：输出波形好。 缺点：调节频率不方 便。 3．改进的电容三 点式振荡器 改进的电容三点 式交流通路如图 8.2.10(a)所示。图中，Ci 和 Co 分别是三极管的输入和输出电容， 其数值随温度而变化，直接影响 LC 回路的振荡频率。为此，取 C1 Co，C2 Ci， 以减小 Ci 和 Co 对振荡频率的影响，提高其稳定性。由于 C1 、C2 的增大，会导 致 Q 值下降，加之调节振荡频率时，必须同时改变 C1、C2，实属困难。因此， 在 LC 回路中的电感支路串入一小电容 C3，得到改进的电容三点式振荡器如图 8.2.10(c)所示，交流通路如图 8.2.10(b)所示，并且选取 C3 C1 ，C3 C2 。这样， 图 8.2.10 改进的电容三点式振荡器
电路与模拟电子技术教案 振荡频率与C1、C2、Ci、C。基本无 引线 关，只取决于C3和L,振荡频率为 fo2nLC 金属极板 晶片 电路特点：振荡波形好，频率比较 引线 图8.2.11 石英晶体谐振器结构示意图 稳定。 缺点：调节C3时，输出信号幅度会 随频率增大而降低。 8.2.3石英晶体振荡器 电路特点：频率稳定度高，可达106、1011量级。 一、石英晶体的基本特性及其等效电路 1.压电效应 石英晶体谐振器如图8.2.11所示。它是在晶片的两个对面上喷涂一对金属极 板，引出两个电极，加以封装所构成。 压电效应：晶片在电压产生的机械压力下，其表面电荷的极性随机械拉力而 改变的一种现象。如图8.2.12(a)所示。 压电谐振：外加交变电压的频率等于晶体固有频率时，回路发生串联谐振， 电流振幅最大的一种现象。产生压电谐振时的振荡频率称晶体谐振器的振荡频 率。图8.2.12(b)所示 电荷 电荷 电极 亨晶片 高频信号 ☑电流表 电荷力荷 发生器 (a)压电效应 (b)谐振现象 (a)符号 (b)等效电路（©）电抗-顿案特性（设R≈0） 图8.2.12 压电效应和谐振现象 图8.2.13 石英晶体谐振器 2.符号和等效电路 符号如图8.2.13()所示。当晶体不振动时，可用静态电容Co来等效，一般 约为几个皮法到几十皮法：当晶体振动时，机械振动的惯性可用电感L来等效， 一般为103~10-2H;晶片的弹性可用电容C来等效，一般为102~101pF;晶片 振动时的损耗用R来等效，阻值约 0
电路与模拟电子技术教案 10 振荡频率 f0 与 C1、C2 、Ci、Co 基本无 关，只取决于 C3 和 L，振荡频率为 3 0 2 1 LC f 电路特点：振荡波形好，频率比较 稳定。 缺点：调节 C3 时，输出信号幅度会 随频率增大而降低。 8.2.3 石英晶体振荡器 电路特点：频率稳定度高，可达 10− 10−11 量级。 一、石英晶体的基本特性及其等效电路 1．压电效应 石英晶体谐振器如图 8.2.11 所示。它是在晶片的两个对面上喷涂一对金属极 板，引出两个电极，加以封装所构成。 压电效应：晶片在电压产生的机械压力下，其表面电荷的极性随机械拉力而 改变的一种现象。如图 8.2.12(a)所示。 压电谐振：外加交变电压的频率等于晶体固有频率时，回路发生串联谐振， 电流振幅最大的一种现象。产生压电谐振时的振荡频率称晶体谐振器的振荡频 率。图 8.2.12(b)所示。 图 8.2.12 压电效应和谐振现象 图 8.2.13 石英晶体谐振器 2．符号和等效电路 符号如图 8.2.13(a)所示。当晶体不振动时，可用静态电容 CO 来等效，一般 约为几个皮法到几十皮法；当晶体振动时，机械振动的惯性可用电感 L 来等效， 一般为 10−310−2H；晶片的弹性可用电容 C 来等效，一般为 10−2 10−1 pF；晶片 振动时的损耗用 R 来等效，阻值约 图 8.2.11 石英晶体谐振器结构示意图
