第4章正弦波振荡器 4,1概述 42反馈型振荡器的基本工作原理 43LC正弦振荡电路 44晶体振荡器 4.5实训:正弦波振荡器的仿真与蒙托卡诺 ( Monte carlo)分析 Bac
4.1 概述 4.2 反馈型振荡器的基本工作原理 4.3 LC正弦振荡电路 4.4 晶体振荡器 4.5 实训:正弦波振荡器的仿真与蒙托卡诺 （Monte Carlo）分析 第4章 正弦波振荡器
41概述 正弦波振荡器是一种将直流电能自动转换成所需 交流电能的电路。它与放大器的区别在于这种转换不 需外部信号的控制。振荡器输出的信号频率、波形、 幅度完全由电路自身的参数决定
4.1 概述 正弦波振荡器是一种将直流电能自动转换成所需 交流电能的电路。它与放大器的区别在于这种转换不 需外部信号的控制。振荡器输出的信号频率、波形、 幅度完全由电路自身的参数决定
正弦波振荡器在各种电子设备中有着广泛的应用。 例如,无线发射机中的载波信号源,接收设备中的本 地振荡信号源,各种测量仪器如信号发生器、频率计、 fτ测试仪中的核心部分以及自动控制环节,都离不开 正弦波振荡器
正弦波振荡器在各种电子设备中有着广泛的应用。 例如，无线发射机中的载波信号源，接收设备中的本 地振荡信号源，各种测量仪器如信号发生器、频率计、 ｆT测试仪中的核心部分以及自动控制环节，都离不开 正弦波振荡器
正弦波振荡器可分成两大类:一类是利用正反馈 原理构成的反馈型振荡器,它是目前应用最多的一类 振荡器;另一类是负阻振荡器,它是将负阻器件直接 接到谐振回路中,利用负阻器件的负电阻效应去抵消 回路中的损耗,从而产生等幅的自由振荡,这类振荡 器主要工作在微波频段 Bac
正弦波振荡器可分成两大类：一类是利用正反馈 原理构成的反馈型振荡器，它是目前应用最多的一类 振荡器；另一类是负阻振荡器，它是将负阻器件直接 接到谐振回路中，利用负阻器件的负电阻效应去抵消 回路中的损耗，从而产生等幅的自由振荡，这类振荡 器主要工作在微波频段
42反馈型振荡器的基本工作原理 反馈型振荡器是通过正反馈联接方式实现等幅正 弦振荡的电路。这种电路由两部分组成,一是放大电 路,二是反馈网络,见图4.1(a)。对电路性能的要求可 以归纳为以下三点:
4.2 反馈型振荡器的基本工作原理 反馈型振荡器是通过正反馈联接方式实现等幅正 弦振荡的电路。这种电路由两部分组成，一是放大电 路，二是反馈网络，见图4.1(a)。对电路性能的要求可 以归纳为以下三点：
(1)保证振荡器接通电源后能够从无到有建立起 具有某一固定频率的正弦波输出 (2)振荡器在进入稳态后能维持一个等幅连续的 振荡。 (3)当外界因素发生变化时,电路的稳定状态不 受到破坏
(1)保证振荡器接通电源后能够从无到有建立起 具有某一固定频率的正弦波输出。 (2)振荡器在进入稳态后能维持一个等幅连续的 振荡。 (3)当外界因素发生变化时，电路的稳定状态不 受到破坏
谐振放大器1反馈网络 放大器[U。反馈网络匹 (b) 图41反馈振荡器的组成方框图及相应电路
图4.1 反馈振荡器的组成方框图及相应电路 (a) 放 大 器 反 馈 网 络 ＋ － ＋ － ＋ － ＋ Uf － Ui Uo Uf ＋ － － ＋ ＋ ＋ － Uf Uo Ui － Uf Lf L C 谐 振 放 大 器 反 馈 网 络 (b)
42.1起振条件和平衡条件 1起振条件 振幅起振条件U→U或Tj0)> 相位起振条件r2nπn=0,1,2,3, (4-2) 式中,T〔jo)表示环路增益, 7(jO)= A(@ qT表示环路相移
4.2.1 起振条件和平衡条件 1.起振条件 振幅起振条件Uf＞Ui或T(jω)＞1 (4―1) 相位起振条件φT =2nπ n=0,1,2,3，… (4―2) 式中， T(jω)表示环路增益, ( ) ( ) ( ) f o f i i o U U U T j A j F j U U U = = = φT表示环路相移
2.平衡条件 振荡器起振后,振荡幅度不会无限增长下去,而 是在某一点处于平衡状态。因此,反馈振荡器既要满 足起振条件,又要满足平衡条件。在接通电源后,依 据放大器大振幅的非线性抑制作用,环路增益Tjo)必 具有随振荡器电压振幅U增大而下降的特性,如图4.2 所示 由上面分析可得平衡条件: 振幅平衡条件U=U或Tj0)=1 (4-3) 相位平衡条件o2nn=0,1,2,3, (4-4
2. 平衡条件 振荡器起振后，振荡幅度不会无限增长下去，而 是在某一点处于平衡状态。因此，反馈振荡器既要满 足起振条件，又要满足平衡条件。在接通电源后，依 据放大器大振幅的非线性抑制作用，环路增益T(jω)必 具有随振荡器电压振幅Ui增大而下降的特性，如图4.2 所示。 由上面分析可得平衡条件： 振幅平衡条件Uf ＝Ui或T(jω)＝1 (4―3) 相位平衡条件φT =2nπ n=0,1,2,3，… (4―4)
A 图42满足起振条件和平衡条件的环路增益特性
图4.2 满足起振条件和平衡条件的环路增益特性 Ui A T(j) Ui 1 0 A