四川信息职业技术学院文本 LC正弦波振荡器_高频电子技术项目三.doc_大学文库

www.scitc.com.cn 4 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组《高频电子技术》精品资源共享课 C C e C b R e R 1 R 2 V +VCC L 1 L 2 R L C V L 1 L 2 R L L ① L ② （a）原理电路（b）交流通路图 3-2-3 变压器反馈式正弦波振荡器(共射极接法) 从电路结构上看，谐振放大器由晶体管、偏置电路、选频网络 LC 组成。Cb为隔直耦合电容，Ce 为发射极旁路电容。L2 为反馈网络，通过 L2L 互感耦合形 L2 成上的反馈电压，并加到放大器的输入端。LC 为选频回路，并通过 L1L 互感耦合，在负载 RL上得到正弦波输出电压。从相位平衡角度看，由于 LC 并联电路在谐振时是纯阻性的，从晶体管的基极对地输入电压到集电极对地输出电压有一次反相，即 φA =180o。为了满足相位平衡条件，必须要求 φF=180o。因此，与晶体管集电极相连的变压器绕组端①和与基极相连的绕组端③必须互为异名端。这样就可满足产生自激振荡的相位平衡条件，即 φAF =φA +φF = 2nπ。 (2)放大电路是共基极接法 LC 正弦波振荡器共基极接法的原理电路如图 3-2-4 所示，LC 并联电路仍接在集电路中，反馈信号由变压器的另一个绕组接到晶体管的射极。共基极接法的电路结构分析与共射极类似。而从相位平衡角度看，共基极接法中，从射极对地的输入电压到集电极对地的输出电压没有反相，即 φA =0 o，因此，为了满足相位平衡条件，必须有 φF=0 o。因此，与集电极相连的绕组端①和与射极相连的绕组端③必须互为同名端。 2．振荡频率无论是何种组态的变压器反馈式 LC 正弦波振荡器，通常可认为其振荡频率皆由 LC 谐振回路决定。若负载很轻，LC 回路的 Q 值较高，则振荡频率近似等于回路的并联谐振频率，即 LC f 2 1 0 = (3-2-5) 对于以 f0 为中心的通频带以外的其它频率分量，因回路失谐而被抑制掉

www.scitc.com.cn 6 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组《高频电子技术》精品资源共享课根据上述分析及元器件的传输特性，可总结出三点式振荡器的一般组成原则：Xbe 与 Xce 为同性电抗(即同为容抗或感抗)，则 Xcb 与 Xbe、Xce 为异性电抗，即“射同集反”。因此，判断某个三点式振荡器是否满足相位平衡条件时，只要满足“射同集反”的要求，则相位平衡条件一定满足。 2．电感三点式振荡器 (1)电路结构电感三点式振荡器又叫哈特莱振荡器，其电路结构如图 3-2-6(a)所示。晶体管 V、偏置电阻 Rb1、 Rb2 等组成基本放大器；Ce 为交流旁路电容；Cb 为隔直耦合电容。L1、L2、C 组成选频回路，反馈信号从电感 L2 两端取出送至输入端。因电感的三个抽头分别接晶体管的三个电极，所以称为电感三点式振荡器。 C C e C b Re Rb1 Rb2 V L 1 C V L 1 L 2 L 2 +VCC (a)原理电路 (b)交流通路图 3-2-6 电感三点式振荡器 (2)相位平衡条件的判断判断电感三点式振荡器的相位平衡条件时，可首先画出如图 3-2-6(b)所示的交流通路，确定 Xcb 与 Xbe、Xce 的电抗性质，然后根据“射同集反”原则确定电路是否满足相位平衡条件。由图可知，Xcb为 C，Xbe 为 L2，Xce 为 L1，故 Xbe 与 Xce 是同性电抗(同为感抗)，而 Xcb与 Xbe、Xce 为异性电抗，符合三点式振荡器的组成原则，满足相位平衡条件。 (3)振荡频率当不考虑分布参数的影响且 Q 值较高时，振荡频率近似等于回路的谐振频率，即 LC f 2 1 0 = (3-2-6) 式中，L＝L1＋L2＋2M（M 为 L1 和 L2 间的互感，不考虑互感时 M＝0）。对于以 f0 为中心的通频带以外的其它频率分量，因回路失谐而被抑制掉。 (4)电感三点式振荡器的特点 ①振荡波形较差。由于反馈电压取自电感，而电感对高次谐波阻抗大，反馈信号较强，使输出

(心》四川信息职业技求学院《高频电子技术》将品贵源共享课量中谐被分量较大，所以波形同标准正弦波相比失真较大。 ②振荡频率较低。由电路结构可知。当考虑电路的分布参数时。品体管的输入。输出电容并联在L1、2两端，顿率越高，回路L,C的容量要求越小，分布参数的影响也就越严重，使振荡频半的稳定度大大降低。因此。一般最高振药频率只能达几十。 ③由于起根的相位条件和幅度条件很容易满足。所以容导起振。 ④调整方便。若将振离回路中的电容速为可变电容。便可使振荡频率在较大的范围内连续可调：另外，若在线圈L中装上可调磁芯，磁芯旋进时电感量L增大，振荡顾率下降：磁芯旋出时电感量 4减小，振药赖率升高。但电感量的变化根小，只能实现振跨频率的微调。 3.电客三点式拆孩蒂 (1)电路结构电容三点式振荡器又叫考毕兹振荡器，其电路结构如图32-7)所示。品体管、偏置电阻R, 风风，等枸成分压式偏置放大器：C,为交流旁路电容：C、C分别为基极和集电极隔直属合电容： c为高顿频扼流图，其特点是隔交通直”，可防止交流分量影响直流电源M:C、G和L组成选颜目路。反馈信号从电感两端取出送至输入端。因电容支路的三个抽头分别接晶体管的三个电极，所以称为电容三点式振荡器： (2)相位平衡条件的判断电容三点式板荡器相位平衡条件的判断方法与电感三点式振等器一样。首先根据原理电路画出图3-2-7八所示的交流通路，然后确定X,为L、X,为C,X为C,故X,与X是同性电抗（同为容抗，面X山与无、龙为异性电抗，符合三点式报荡器的组成原则，满是相位平衡条件， 0+w (侧尊电游 W交无通路图-2-1电客三A式据瑞8 (3)报荡频率当不考虑分布参数的影响。且Q值较高时，藏药频率近似等于目路的谐振频率，计算表达式与 (3-2-6动相同，即 www.scitc.com.cn 7/12 《高频电子技术》精品赏源共享课建设项目组

www.scitc.com.cn 7 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组《高频电子技术》精品资源共享课量中谐波分量较大，所以波形同标准正弦波相比失真较大。 ②振荡频率较低。由电路结构可知，当考虑电路的分布参数时，晶体管的输入、输出电容并联在 L1、L2 两端，频率越高，回路 L、C 的容量要求越小，分布参数的影响也就越严重，使振荡频率的稳定度大大降低。因此，一般最高振荡频率只能达几十 MHz。 ③由于起振的相位条件和幅度条件很容易满足，所以容易起振。 ④调整方便。若将振荡回路中的电容选为可变电容，便可使振荡频率在较大的范围内连续可调。另外，若在线圈 L 中装上可调磁芯，磁芯旋进时电感量 L 增大，振荡频率下降；磁芯旋出时电感量 L 减小，振荡频率升高。但电感量的变化很小，只能实现振荡频率的微调。 3．电容三点式振荡器 (1)电路结构电容三点式振荡器又叫考毕兹振荡器，其电路结构如图 3-2-7(a)所示。晶体管 V、偏置电阻 Rb1、 Rb2、Re 等构成分压式偏置放大器；Ce 为交流旁路电容；C3、C4 分别为基极和集电极隔直耦合电容； Lc 为高频扼流圈，其特点是“隔交通直”，可防止交流分量影响直流电源 VCC。C1、C2 和 L 组成选频回路，反馈信号从电感 C2 两端取出送至输入端。因电容支路的三个抽头分别接晶体管的三个电极，所以称为电容三点式振荡器。 (2)相位平衡条件的判断电容三点式振荡器相位平衡条件的判断方法与电感三点式振荡器一样。首先根据原理电路画出图 3-2-7(b)所示的交流通路，然后确定 Xcb为 L、Xbe 为 C2、Xce 为 C1，故 Xbe 与 Xce 是同性电抗(同为容抗)，而 Xcb与 Xbe、Xce 为异性电抗，符合三点式振荡器的组成原则，满足相位平衡条件。 C 1 C e C 3 R e R b Rb2 V +VCC L L c C 2 V C 1 L C 2 C 4 (a)原理电路 (b)交流通路图 3-2-7 电容三点式振荡器 (3)振荡频率当不考虑分布参数的影响，且 Q 值较高时，振荡频率近似等于回路的谐振频率，计算表达式与 (3-2-6)相同，即

四川信息职业技求学乾《高颜电子技本》将品资源共享漂 32-刀 2R√LC 式中，C为L两端的等效电容。当不考虑分布电容时，C为G,G的申联等效电容，即 C=(GC) 32-8周 (C+C:) 问样，对于以后为中心的通顿带以外的其它颠率分量，因回路失透而被抑制掉。 (4)电感三点式提荡器的特点 ①输出波形好。由于反馈信号取白电容两璃，而电容对高次谐波阻抗杭小，相应的反康量也小，所以输出量中谐波分量也较小，波形较好。 ②加大回路电容可提高振荡颜半稳定度。由于品体管不稳定的输入、输出分布电容G和C与诺振回路的电容G、CG并联，所以增大C、G的容量可减小G和G对振荡類率稳定度的影响。 ①振荡顾率较高。电容三点式根锈器可利用品体管的输入，输出分布电容作为回路电容即无需外接回路电容)，因此能获得很高的叛荡频率，一般可达几百MH甚至上干MH。 ④调整颜率不方便。调节顿率可通过改变电感量L或改变电容量C实现。若改变电感量，显然是很不方便。一是频率高时电感量小，若采用空芯线翻，则只能靠仲缩匝间距改变电感量，准确性太差：二是采用有抽头的电感，但不能使振荡顾半连续可调。若改变电容量C,则需同时政变G、 G并保持其比值不变。否测反馈系数FGC,将发生变化。反馈信号的大小也会随之而变，甚至可能酸坏起振条件，造成停振。实际应用时，一殿采用图3-2-8所示电路来解决频率调节问题。在【两端并联可变电容C通过调节C,实观频率调节。为了减小调节顿率时对反馈系数的影响，一般要果C,容量大小要满足： Ce<C、GecG. 围2书增打调整电容 3.2.21计划决策通过任务分析和对相关货讯的了解，讨论学习的计划并选定最优方案。计划和决领（参考】第一步了解C振落渴的功能、特点。组成及应用领域 www.scite.com.cn 8/12 《高频电子技术》精品蜜源共享课建设项目组

www.scitc.com.cn 8 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组《高频电子技术》精品资源共享课 LC f 2 1 0 = (3-2-7) 式中，C 为 L 两端的等效电容。当不考虑分布电容时，C 为 C1、C2 的串联等效电容，即 ( ) ( ) 1 2 1 2 C C C C C + = (3-2-8) 同样，对于以 f0 为中心的通频带以外的其它频率分量，因回路失谐而被抑制掉。 (4)电感三点式振荡器的特点 ①输出波形好。由于反馈信号取自电容两端，而电容对高次谐波阻抗小，相应的反馈量也小，所以输出量中谐波分量也较小，波形较好。 ②加大回路电容可提高振荡频率稳定度。由于晶体管不稳定的输入、输出分布电容 Ci和 Co与谐振回路的电容 C1、C2 并联，所以增大 C1、C2 的容量可减小 Ci和 Co对振荡频率稳定度的影响。 ③振荡频率较高。电容三点式振荡器可利用晶体管的输入、输出分布电容作为回路电容(即无需外接回路电容)，因此能获得很高的振荡频率，一般可达几百 MHz 甚至上千 MHz。 ④调整频率不方便。调节频率可通过改变电感量 L 或改变电容量 C 实现。若改变电感量 L，显然是很不方便。一是频率高时电感量小，若采用空芯线圈，则只能靠伸缩匝间距改变电感量，准确性太差；二是采用有抽头的电感，但不能使振荡频率连续可调。若改变电容量 C，则需同时改变 C1、 C2 并保持其比值不变，否则反馈系数 F=C1/C2 将发生变化，反馈信号的大小也会随之而变，甚至可能破坏起振条件，造成停振。实际应用时，一般采用图 3-2-8 所示电路来解决频率调节问题。在 L 两端并联可变电容 CT，通过调节 CT 实现频率调节。为了减小调节频率时对反馈系数的影响，一般要求 CT 容量大小要满足： CT<<C1、CT<<C2。 C 1 C 2 V L C T 图 3-2-8 增加调整电容 3.2.2 计划决策通过任务分析和对相关资讯的了解，讨论学习的计划并选定最优方案。计划和决策（参考）第一步了解 LC 振荡器的功能、特点、组成及应用领域

四川信息职业技术学乾《高颜电子技本》拜品费源共享评第二步回项和进一步解C并铁醋振日路的达特性第三步理解变压器反姨式C正弦波装器的工作原理及主要性能指标的分析方法第四步理解三京式师煤翠的姐成原则第五步理解电感三点式表落罐和电容三点式落罐的工作原理及主烫性能标的分析方法第六步利用实验法或伤真法那影落露的有关性轮第七步了解汇正了弦波不%液的电路设计方法 3.2.3任务实施学习型工作任务单学习领城德领电子技术学时 2(参考) 学习项日项日3让上电塘号自由同用一认识正改折%深学谢 10 工作任考任务324（正弦波落洲学谢 4 疏级小组编号成员名单 1,回酸C井取道爆回路的选特性： 2,进解变庄器反惯式C正区查波落器的工作源理及主要性能形标的分析方法：任务描进 3.解三点式振高器的迎成原测： 4.开解电顺三点式坏除米和电客三点式不豫装的工作原理及主要性能指际的分析方法： 5,了解各类4落因的特点及应用铁城 1.什么是C振院器？有何特点，主要应用于什么地方？ 2,C都振回路员怎样选搭有用信号2除无用信号的7 3.c板荡渴由椰几部分组成？工作内客 4.变正装反馈式汇正兹波折荡器的电路结构及工作原理是什丝？ 5.三点式摄高送的的成夏测品什名（相拉平条件和银耀平青条件】7 6.电感三点式第的电路储内及工作原理是什么？有何特点，丰要廖用于些场合？ 7.电客三点式落然的电路结购及工作原理是什么？有何种点，主要应用于得是场合？ 1.变正装反调式1C正效技折第器的电路结内及工作原理、主要特对佣表：相交成果 2.电感三点式振落器的电够结构及工作额理、主受特点对隔表：和文件等 3,电宫三点式振落器的纯路结构及工作源理.主要转点对表： 4.学习过程记录表及航学评价表（学生用表1 完成时间及签名 www.scite.com.cn 9/12 《高频电子技术》精品货源共享课建设项目组

www.scitc.com.cn 9 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组《高频电子技术》精品资源共享课第二步回顾和进一步理解 LC 并联谐振回路的选频特性第三步理解变压器反馈式 LC 正弦波振荡器的工作原理及主要性能指标的分析方法第四步理解三点式振荡器的组成原则第五步理解电感三点式振荡器和电容三点式振荡器的工作原理及主要性能指标的分析方法第六步利用实验法或仿真法测试振荡器的有关性能第七步了解 LC 正弦波振荡器的电路设计方法 3.2.3 任务实施学习型工作任务单学习领域高频电子技术学时 72（参考）学习项目项目 3 让电信号自由翱翔---认识正弦波振荡器学时 10 工作任务任务 3.2 LC 正弦波振荡器学时 4 班级小组编号成员名单任务描述 1．回顾 LC 并联谐振回路的选频特性； 2．理解变压器反馈式 LC 正弦波振荡器的工作原理及主要性能指标的分析方法； 3．理解三点式振荡器的组成原则； 4．理解电感三点式振荡器和电容三点式振荡器的工作原理及主要性能指标的分析方法； 5．了解各类 LC 振荡器的特点及应用领域。工作内容 1．什么是 LC 振荡器？有何特点，主要应用于什么地方？ 2．LC 谐振回路是怎样选择有用信号而滤除无用信号的？ 3．LC 振荡器由哪几部分组成？ 4．变压器反馈式 LC 正弦波振荡器的电路结构及工作原理是什么？ 5．三点式振荡器的组成原则是什么（相位平衡条件和振幅平衡条件）？ 6．电感三点式振荡器的电路结构及工作原理是什么？有何特点，主要应用于哪些场合？ 7．电容三点式振荡器的电路结构及工作原理是什么？有何特点，主要应用于哪些场合？提交成果和文件等 1．变压器反馈式 LC 正弦波振荡器的电路结构及工作原理、主要特点对照表； 2．电感三点式振荡器的电路结构及工作原理、主要特点对照表； 3．电容三点式振荡器的电路结构及工作原理、主要特点对照表； 4．学习过程记录表及教学评价表（学生用表）。完成时间及签名

四川信息职业技术学院 文本 LC正弦波振荡器_高频电子技术项目三

四川信息职业技术学院文本 LC正弦波振荡器_高频电子技术项目三