1、上节内容回顾与扩展 a 共发电感反馈三端式振荡器电路 b 等效电路 电感三端式振荡电路 由h参数等效电路可以推导 电感反馈三端电路的起振条件 电感反馈三端电路的振荡频率为 电感反馈三端式振荡器 哈特莱电路 上节内容回顾与扩展 哈特莱电路的优点 1 L1 L2之间有互感 反馈较强 容易起振 电路的缺点 1 振荡波形不好 因为反馈电压是在电感上获得 而电感对高次谐波呈高阻抗 因此对高次谐波的反馈较强 使波形失真大 2 电感反馈三端电路的振荡频率不能做得太高 这是因为频率太高 L太小且分布参数的影响太大 2 振荡频率调节方便 只要调整电容C的大小即可 3 而且C的改变基本上不影响电路的反馈系数 电感
2、反馈三端式振荡器 哈特莱电路 上节内容回顾与扩展 电容三端式振荡电路 a b 可推导电容反馈三端电路的起振条件 电容反馈三端电路的振荡频率 电容反馈三端振荡器 考毕兹电路 上节内容回顾与扩展 考毕兹电路的优点 1 电容反馈三端电路的优点是振荡波形好 2 电路的频率稳定度较高 适当加大回路的电容量 就可以减小不稳定因素对振荡频率的影响 3 电容三端电路的工作频率可以做得较高 可直接利用振荡管的输出 输入电容作为回路的振荡电容 它的工作频率可做到几十MHz到几百MHz的甚高频波段范围 电路的缺点 调C1或C2来改变振荡频率时 反馈系数也将改变 但只要在L两端并上一个可变电容器 并令C1与C2为固定
3、电容 则在调整频率时 基本上不会影响反馈系数 电容反馈三端振荡器 考毕兹电路 上节内容回顾与扩展 振荡器实际工作频率f与标称频率f0之间的偏差 称为振荡频率准确度 又称为频率精度 频率稳定度 上节内容回顾与扩展 温度频率稳定度 温度频率稳定度的单位是ppm 振荡器实际工作频率f与标称频率f0之间的偏差 称为振荡频率准确度 又称为频率精度 分辨率与精度的区别 精度用来描述物理量的准确程度的 分辨率描述刻度划分的 频率稳定度 上节内容回顾与扩展 频率稳定度 上节内容回顾与扩展 短期频率稳定度在频域上称为相位噪声或相位抖动相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc Hz值 串联型改进电容三端式振
4、荡器 克拉泼电路 a 克拉泼电路的实用用电路 b 高频等效电路 因为C3远远小于C1或C2 所以三电容串联后的等效电容 振荡角频率 故克拉泼电路的振荡频率几乎与C1 C2无关 1 由于Cce Cbe的接入系数减小 晶体管与谐振回路是松耦合 2 调整C1C2的值可以改变反馈系数 但对谐振频率的影响很小 由于放大倍数与频率的立方成反比 故随着放大频率的升高振荡的幅度明显下降 上限频率受到限制 故 3 调整值可以改变系统的谐振频率 对反馈系数无影响 1 克拉泼电路的波段覆盖的范围窄 2 工作波段内输出波形随着频率的变化大 克拉泼电路的特点 并联型改进电容三端式振荡器 西勒 Seiler 电路 a 实
5、际电路 b 高频等效电路 其回路等效电容 振荡频率 工作频率上升时放大倍数线性上升 电流放大倍数下降 其特点 1 波段覆盖率宽 2 工作波段内 输出波形随频率变化 场效应管振荡器 上节内容回顾与扩展 场效应管作为有源器件 第三章波形发生与变换电路 P218 3 1LC反馈正弦波振荡器的工作原理3 2反馈型晶体管LC振荡器电路3 3频率稳定度及改进型电容三端式振荡电路3 5石英晶体振荡器 优点 石英晶体振荡器具有很高的频率稳定度 从电路特性方面讲 1 具有极高的空载品质因数 可达百万数量级 2 具有极小的接入系数 有载品质因数也很高 缺点 一个石英晶体振荡几乎只有一个频率点 即单频性 石英晶体具
6、有谐振电路的特性 有载品质因数极高 晶体与外电路之间的耦合非常弱 晶体产品分类及选型应用一 时钟产品1 晶体单元 CrystalUnit单晶体或无源晶振 这是一种晶体芯片封装在外包装中的晶体器件 根据晶体芯片不同的应用类型 晶体单元可以分为音叉型晶体 AT型晶体或SAW谐振器 2 晶体振荡器 Oscillator有源晶振 晶体振荡器是一种能够输出指定频率的晶体器件 晶体振荡器和晶体振荡电路 IC 被集成封装在一起 例如TCXO和VCXO等各类振荡器 3 滤波器滤波器是用于在频带中允许频率通过或切断频率范围的晶体器件 3 5 2石英谐振器的特性 二 晶体的选型方法1 选择合适的外形和尺寸 找到相
7、对应的型号2 选择您需要的频点3 选择您需要的频率偏差范围4 确认产品的负载容值或电压范围 3 5 2石英谐振器的特性 3 5 2石英谐振器的特性 3 5 2石英谐振器的特性 石英谐振器串联支路的谐振频率 并联谐振频率 3 5 2石英谐振器的特性 石英谐振器串联支路的谐振频率 并联谐振频率 石英谐振器的理想电抗曲线 3 5 2石英谐振器的特性 石英谐振器的理想电抗曲线 3 5 2石英谐振器的特性 石英谐振器的理想电抗曲线 石英谐振器串联支路的谐振频率 并联谐振频率 并联型晶体振荡器 晶体作为等效电感元件使用 晶体支路等效为电感 振荡电路的谐振频率往往由晶体外的电容来确定 并联型晶体振荡器1 晶
8、体作为等效电感元件使用 晶振有一个重要的参数 那就是负载电容值 晶体元件的负载电容是指在电路中跨接在晶体两端的总的外界有效电容 选择与负载电容值相等的并联电容 就可以得到晶振标称的谐振频率 例如一个晶振的负载电容为15p或12 5p 如果再考虑元件引脚的等效输入电容 则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择 皮尔斯振荡电路 3 5 3石英晶体振荡器电路 晶体振荡器的电路形式主要分为两类 石英晶体在电路中作为等效电感元件使用 并联型晶体振荡器 石英晶体作为串联谐振元件使用 工作在串联谐振频率上 称为串联型晶体振荡器 3 5 3石英晶体振荡器电路 并联型晶体振荡器 晶体作为等效电感元件
9、使用 3 5 3石英晶体振荡器电路 并联型晶体振荡器 晶体作为等效电感元件使用 3 5 3石英晶体振荡器电路 串联型晶体振荡器 晶体工作在串联谐振频率上 并联型晶体振荡器电路举例1 交流等效电路 3 5 3石英晶体振荡器电路 并联型晶体振荡器电路举例1 在晶振工作频率 处 此 回路等效为一个电容 可见 这是一个皮尔斯振荡电路 晶体等效为电感 容量为3 10的可变电容起微调作用 使振荡器工作在晶振的标称频率上 3 5 3石英晶体振荡器电路 并联型晶体振荡器电路举例2 振荡频率 3 5 3石英晶体振荡器电路 并联型晶体振荡器电路举例2 3 5 3石英晶体振荡器电路 并联型晶体振荡器2 晶体作为等效电感元件使用 密勒晶振电路 密勒振荡电路通常不采用晶体管 采用输入阻抗高的场效应管来提高回路的标准性和频率的稳定性 场效应管密勒振荡电路 3 5 3石英晶体振荡器电路 串联型晶体振荡器 晶体工作在串联谐振频率上 3 5 3石英晶体振荡器电路
