1、1,第三章 正弦波振荡器,正弦波振荡器：无输入信号情况下，将直流电源的能量转换成按特定频率和振幅的正弦交变能量。,正弦波振荡器的原理,正反馈原理 负电阻原理,医疗仪器 高频加热设备,振荡器的用途,2,振荡器的分类,振荡器,正弦波振荡器,非正弦波振荡器,正反馈振荡器,负阻振荡器,LC振荡器,晶体振荡器,RC振荡器,互感耦合LC,差分对管LC,三点式振荡器,改进三点式,电容三点式（考毕滋）,电感三点式（哈特莱）,克拉波,西勒,串联型,并联型,皮尔斯,密勒,移相式,串并联型（文氏电桥）,超前式,滞后式,（三角波、锯齿波、方波等）,3,一 以正反馈原理分析正弦波振荡器,4,1 一个实际的振荡器电路,一
2、个能量来源 一个选频回路 一个控制设备,正反馈判断：瞬时极性法,5,2 振荡过程分析,6,满足起振、平衡和稳定条件的环路增益特性,硬激励,软激励,7,起振：放大器（电路瞬变，小信号线性放大）,振荡电路如何满足三个条件(从幅度上）？,平衡：放大器增益可变（是振幅的函数，自给偏置效应）,稳定：放大器的非线性放大特性（甲类乙类、丙类）,自给偏置效应,8,谐振回路的 特性,振荡电路如何满足三个条件(从相位上）？,起振、平衡：形成正反馈,稳定条件：选频回路,总结电路能否震荡：直流偏置是否为放大器交流通路是否为正反馈,9,二 LC正弦波振荡器,2 三点式振荡电路,组成法则：b,c两头挂，发射极接中间与发射
3、极相连的是同性质电抗，不与发射极相连的是异性质电抗。,电容三点式 （考毕滋）,电感三点式 （哈特莱）,1 互感（变压器）耦合式,LC回路有三个抽头，分别与晶体管三个电极相连,10,证明：,起振分析：,ICQ取15mA，C2/C1取1/21/8,平衡、稳定条件管子非线性、谐振电路相频特性保证,11,在判断三点式振荡类型时，交流通路中可不考虑电阻。,12,p135例3：判断能否起振，属于哪种振荡电路,13,元件作用： T1、T2差分对管 C1L1振荡回路 Reo为L1C1并谐振电阻 Cc高频隔直耦合电容 RB构成基极电流回路 CB旁路电容 Io为恒流源,2 差分对管LC振荡器,14,三 频率稳定度
4、,1 定义,长期频率稳定度：一般是指一天以上甚至几个月的时间间隔内频率的相对变化。短期频率稳定度：一般是指一天以内，以小时、分钟或秒记的时间间隔内频率的相对变化。瞬时频率稳定度：一般是指秒或毫秒的时间间隔内频率的相对变化。,15,2 提高频率稳定度的措施,1）分析,外界因素变化引起 变化,外界因素变化引起 变化,越大， 越大,外界因素变化引起 变化,尽可能的减小外界因素的影响 振荡回路中的元件标准化 温度补偿 减小管子与回路之间的耦合,2）措施,16,克拉泼振荡器,3 电容三点式振荡器的改进电路,西勒振荡器,普通L、C三点式振荡器频率稳定度只能达到103104 克拉泼振荡器振荡器频率稳定度可达
5、104105,17,LC振荡器,互感耦合LC,差分对管LC,三点式振荡器,改进三点式,电容三点式（考毕滋）,电感三点式（哈特莱）,克拉波 西勒,18,用石英晶体谐振器控制并稳定高频振荡频率的振荡器称为晶体振荡（简称晶振）,1 石英晶体性能特点,稳定性好 具有压电效应 振荡频率（基频） 泛音效应,四 晶体振荡器,2 石英晶体的电路符号和等效电路,19,3 性能参数和电抗特性,Lq：几十毫亨几亨 Cq：10-4 pF 10-1pF rq：几十几百 支架电容C0为几皮法,20,皮尔斯振荡器（JT 等效电容三点式中的电感）,4 晶体振荡电路,1） 并联型晶体振荡器,21,并联型晶体振荡器的实用电路(C
6、1、C2与石英晶体构成谐振）,22,密勒振荡器（ JT等效电感三点式中的一个电感）,使LC呈电感L,23,泛音晶体皮尔斯振荡器,24,2）串联型晶振电路,25,使用石英晶体谐振器时应注意以下几点: (1) 石英晶体谐振器的标称频率都是在出厂前,在石英晶体谐振器上并接一定负载电容条件下测定的,实际使用时也必须外加负载电容,并经微调后才能获得标称频率。 (2) 石英晶体谐振器的激励电平应在规定范围内。 (3) 在并联型晶体振荡器中,石英晶体起等效电感的作用,若作为容抗,则在石英晶片失效时,石英谐振器的支架电容还存在,线路仍可能满足振荡条件而振荡,石英晶体谐振器失去了稳频作用。,26,五 RC正弦波
7、振荡器,导前移相网络,滞后移相网络,串并联选频网络,RC正弦波振荡器采用RC电路作为移相网络，主要工作在几十kHz以下，频率稳定度10-3,27,RC移相振荡电路,28,串并联RC振荡电路,振荡角频率：,振幅起振条件：,Rt负温度系数热敏电阻，外稳幅。,29,负阻振荡器,负电阻的物理意义 对交流来说才有意义 负阻器件 电压控制型负阻器件 隧道二极管电流控制型负阻器件 单结晶体管 特点 较高工作频段、体积小、稳定度不及反馈式,电压控制型负阻振荡器,30,振荡器中的几种现象,间歇振荡 当高频振荡建立较快，而偏压电路由于时间常数过大而变化过慢时，就会产生间歇振荡。 频率占据 在一般LC振荡器中,若从
8、外部引入一频率为fs的信号,当fs接近振荡器原来的振荡频率f1时,会发生占据现象,表现为当fs接近f1时,振荡器受外加信号影响,振荡频率向接近fs的频率变化,而当fs进一步接近原来f1时,振荡频率甚至等于外加信号频率fs,产生强迫同步。 寄生振荡 有工作频率附近的振荡或者是远离工作频率的低频或超高频振荡,31,振荡器总结,振荡器,正弦波振荡器,非正弦波振荡器,正反馈振荡器,负阻振荡器,LC振荡器,晶体振荡器,RC振荡器,互感耦合LC,差分对管LC,三点式振荡器,改进三点式,电容三点式（考毕滋）,电感三点式（哈特莱）,克拉波,西勒,串联型,并联型,皮尔斯,密勒,移相式,串并联型（文氏电桥）,超前式,滞后式,（三角波、锯齿波、方波等）,
