前时第5章正弦波振荡器 5.1引言 52LC振荡器的基本工作原理 5.3LC振荡器的电路分析 54振荡器的频率稳定度 55晶体振荡器 56负阻振荡器(*) 57RC振荡器与开关电容振荡器(*) 5.8特殊振荡现象(*)
第5章 正弦波振荡器 5.1 引 言 5.2 LC振荡器的基本工作原理 5.3 LC振荡器的电路分析 5.4 振荡器的频率稳定度 5.5 晶体振荡器 5.6 负阻振荡器（*） 5.7 RC振荡器与开关电容振荡器（*） 5.8 特殊振荡现象（*）
5.3LC振荡器的电路分析 53.1LC振荡器的基本构成 532三点式振荡器
2 5.3 LC振荡器的电路分析 5.3.1 LC振荡器的基本构成 5.3.2 三点式振荡器
53LC振荡器的电路分析 53.1LC振荡器的基本构成 互感耦合振荡器。 点式振荡电路: 电容耦合(电容反馈型)振荡器。 自耦变压器耦合(电感反馈型)振荡器。 三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管或场效应 管三个电极直接连接的一种振荡器。 1.互感耦合型LC振荡器。(讲义上册224)
3 5.3 LC振荡器的电路分析 5.3.1 LC振荡器的基本构成 互感耦合振荡器。 三点式振荡电路： 电容耦合（电容反馈型）振荡器。 自耦变压器耦合（电感反馈型）振荡器。 三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管或场效应 管三个电极直接连接的一种振荡器。 1. 互感耦合型LC 振荡器。（讲义上册224）
2电容反馈型振荡器电路:即考毕茨( Colpitts)振荡器 Roll RFC ce R b2 RTC (1)分析电路的相位条件: 回路是谐振状态,Vc应与Vh2倒相 bel 00n=0 反馈电压: J。正反馈 ce ce
4 2.电容反馈型振荡器电路：即考毕茨（Colpitts）振荡器 Rb1 L Cb VCC Rb2 Re CC C2 C1 Ce RFC L C2 C1 Vbe • Vce • c I b I Vf • I （1）分析电路的相位条件： 回路是谐振状态， Vce 应与 倒相。 • Vbe • i = 0 = 0 反馈电压： 。正反馈 。 C ce C Vf V • • = − 2 1 I Vf • Vce • Vbe •
(2)分析电路的起振条件: 返回 R C+O P ce C+c Ro Co R C+C be R F Rp=( RLR 1×C~)2R=n2R RoC C RR Rp R 根据起振条件AF>1 得出: 6、 )+F R O P
5 （2）分析电路的起振条件： L R i RP C I RO CO C1 C2 Ci Vce • Vb e • L C I RO ' C1 ' C 2 ' Ri ' R P . C = C1 +CO ' 1 C = C2 +Ci ' 2 ' 2 ' 1 2 1 C C C C C C F i O = + + = 2 ' F R R i i = P RP n RP C C C R 2 2 ' 2 ' 1 ' ' 2 ( ) = + = O P Ri F R R n R 2 2 1 1 1 = + + 根据起振条件 ， 得出： AF > 1 F F R n R R O P i + ) + 1 1 ( 2 返回
讨论:11 F RR 2 RR R.1 )+F o n 当回路损耗可忽略,n2Rp>>Ro,得出: R:1 +f R F R O 定时,F的选取有两方面考虑: R F越大,保证起振的A越小,B越小。 R F越大,晶体管的输入电阻R反映到回路两端的R 越小,R减小,放大倍数下降,不容易起振。 2
6 讨论： F F R n R R O P i + ) + 1 1 ( 2 O P Ri F R R n R 2 2 1 1 1 = + + 当回路损耗可忽略 ， n 2 RP RO ，得出： F R F R O i + 1 当 一定时， 的选取有两方面考虑： O i R R F F 越大 ，保证起振的 A 越小 ， 越小。 越大 ，晶体管的输入电阻 反映到回路两端的 越小 ， 减小 ，放大倍数下降，不容易起振。 F Ri 2 ' F R R i i = R
(3)电路的振荡频率: C1+(2 2x√LC f 2IVLC CC2ROR 即考毕茨( Colpitts)振荡器的振荡频率稍高于回路的振荡频率
7 （3）电路的振荡频率： ' 2 ' 1 ' 2 ' 1 C C C C C + = LC f 2 1 LC C C RO Ri f ' 2 ' 1 1 1 2 1 = + 即考毕茨（Colpitts）振荡器的振荡频率稍高于回路的振荡频率
3电感反馈型振荡器电路:即哈脱莱( Hartley)振荡器 CC b ce 2 b2 RO (1)分析电路的相位条件: (2)电路的振荡频率: 2z√(L1+L2C 8
8 3.电感反馈型振荡器电路：即哈脱莱（Hartley）振荡器 Rb1 Cb Rb2 Re Ce L2 L1 VCC C CC L2 L1 C Vbe • Vce • Vf • c I b I I （2）电路的振荡频率： L L C f 2 ( ) 1 1 + 2 = I Vf • Vce • Vbe （ • 1）分析电路的相位条件：
4.两种振荡器电路比较 上图 (1)电容反馈型电路的优缺点: 优点:由于输出端和反馈电路是电容,对高次谐波电抗小, 振荡波形更接近正弦波。振荡频率可较高。 缺点:用两个电容调节频率不方便。(又要F 不 变)振荡器的振幅不稳定。 Rp=( R R C+c (2)电感反馈型电路的优缺点: 优点:用一个电容可方便调节频率。 缺点:由于反馈电路是电感,振荡波形含有高次谐波多。 振荡频率不高
9 4. 两种振荡器电路比较： （1）电容反馈型电路的优缺点： 优点：由于输出端和反馈电路是电容，对高次谐波电抗小， 振荡波形更接近正弦波。振荡频率可较高。 缺点：用两个电容调节频率不方便。（又要 不 变）振荡器的振幅不稳定。 ' 2 ' 1 C C F = P RP n RP C C C R 2 2 ' 2 ' 1 ' ' 2 ( ) = + = （2）电感反馈型电路的优缺点： 优点：用一个电容可方便调节频率。 缺点：由于反馈电路是电感，振荡波形含有高次谐波多。 振荡频率不高。 上图
53.2三点式振荡器 相位平衡条件的判断准则 (讲义上册226) 假定各极间的电路阻抗为纯电抗, 即 C e Z c=j C0由于不考虑其它因素产生的相移 eb 故在回路谐振时,回路相移应为零。 b ∑ X=X+x+X 0 可得三点式振荡器中所采用的三个电抗元件应该满足的要求: (1)X与X1,应为同一性质的电抗;(放大器倒相) (2)Xcb应与X,X的电抗性质相反。(反馈倒相) 满足上述二个要求时,才能满足相位平衡条件。 10
10 5.3.2 三点式振荡器 1. 相位平衡条件的判断准则 （讲义上册226） Xbek I XceXcb Vce • Veb • Vcb • . ce ce be be cb cb Z = jX ,Z = jX ,Z = jX X =Xbe + Xce + Xcb = 0 可得三点式振荡器中所采用的三个电抗元件应该满足的要求： （1） 与 应为同一性质的电抗；（放大器倒相） （2） 应与 ， 的电抗性质相反。（反馈倒相） 满足上述二个要求时，才能满足相位平衡条件。 Xce Xbe Xcb Xce Xbe 假定各极间的电路阻抗为纯电抗， 即： 由于不考虑其它因素产生的相移， 故在回路谐振时，回路相移应为零