lc正弦波振荡器相关知识

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1、第四章重点1．三点式振荡器3．改进型电容三点式振荡器，即克拉泼电路和西勒电路；4．振荡器的频率稳定问题；5．石英晶体谐振器；石英晶体振荡器电路。第四章LC正弦波振荡器4.1概述振荡器是指在没有外加信号作用下的一种自动将直流电源的能量变换为一定波形的交变振荡能量的装置。正弦波振荡器在电子技术领域里有着广泛的应用。在信息传输系统的各种发射机中，就是把主振器（振荡器）所产生的载波，经过放大、调制而把信息发射出去的。在超外差式的各种接收机中，是由振荡器产生一个“本地振荡”信号，送入混频器，才能将高频信号变成中频信号。在研制、调测各类

2、电子设备时，常常需要信号源和各种测量仪器，在这些仪器中大多包含有振荡器。例如高频信号发生器、音频信号发生器、表以及各种数字式测量仪表等。此外，在工业生产中的高频加热、超声焊接以及电子医疗器械也都广泛应用振荡器。振荡器的种类和很多。从所采用的分析方法和振荡器的特性来看，可以把振荡器分为“反馈式振荡器”和“负阻式振荡器”两大类。我们只着重讨论反馈式振荡器，简单介绍负阻式振荡器的基本概念。根据振荡器所产生的波形，又可以把振荡器分为正弦振荡器与非正弦振荡器。本书只介绍正弦波振荡器。就正弦波振荡器所在各频段来看，大致如图4-1所示。本

3、章我们主要讨论正弦波振荡器的基本原理。因此在以下各节将详细分析各种正弦波振荡器的振荡与稳频原理，并对几种典型振荡电路进行分析。4.2反馈型正弦波自激振荡器基本原理本节以互感反馈振荡器为例，分析反馈型正弦波自激振荡器的基本原理、振荡产生的条件、建立和稳定过程。一、从调谐放大到自激振荡如图4-2为调谐放大器电路，输入信号经耦合，加到晶体管基极和发射极之间，以表示，在谐振回路两端得到已经放大的信号，再经过互感从线圈次级得到输出信号，如果把再回输入端，的相位和大小同原来的输入信号一样，就成了自激振荡器了。二、自激振荡的平衡图4-3（

4、a）就是按照上面的思路构成的互感反馈自激振荡器电路．对应图4-2中的输出端，可以直接送回到晶体管的基极——发射极之间，只用一个互感变压器M就可以了。图4-3（b）是它的交流等效电路。产生自激振荡必须具备两个条件：1．反馈必须是正反馈。即反馈到输入端的反馈电压（电流）必须与输入电压（电流）同相。在图4-3中，标明了M的同名端，在谐振频率点，回路呈纯阻，放大器倒相，即经放大器相移，按照图中所注极性，经互感送回到输入端的信号相移，总的相移为，这就保证了反馈信号与输入信号所需相位的一致，形成正反馈。对于其它频率，回路失谐，产生相移，

5、总相移不是，就不能振荡。因此，满足振荡的相位振荡的相位平衡条件是（4-1）其中——总相移——整数（包括0）2．反馈信号必须足够大如果从输出端送回到输入端的信号太弱，就不会产生振荡了，在图4-3电路中，可以调整、的数值以及放大量来实现这一要求。一般情况下，放大器的放大倍数,反馈电路的反馈系数。为了使反馈信号足够大，放大器的增益必须补足反馈系数的衰减。例如，假定输入信号幅度为10mV，，则输出信号幅度为1V。为使送回到输入端的电压仍可达到10mV，必须使。因此，满足振荡的幅度平衡条件为：（4-2）自激振荡平衡的复数表达式为：（4

6、-3）4.3三点式LC振荡器LC回路引出三个端点，分别同晶体管的三个电极相连的振荡器，称三点式振荡器。它分为电容三点式和电感三点式。一、电容三点式振荡器：图4-9示出电容反馈三点线路，也叫“考毕兹”振荡电路。图中，、、组成振荡器回路，作为晶体管放大器的负载阻抗，反馈信号从两端取得，送回放大器输入端。扼流圈的作用是为了避免高频信号被旁路，而且为晶体管集电极构成直流通路。也可用代替，但将引入损耗，使回路有载值下降，所以值不能过小。由于它是利用电容将谐振回路的一部分电压反馈到基极上，而且也是将LC谐振回路的三个端点分别与晶体管三个

7、电极相连，所以这种电路又叫电容反馈三端式振荡器。这种电路能否满足自激振荡的相位平衡条件呢？我们从放大器输入信号开始，经过放大和反馈，看送回输入端的高频电压是否和起始电压相同。为了简化分析，假定振荡回路没有损耗，在这种情况下，如果反馈信号和反相，就不满足。现在我们用矢量图来判断，如图4-10所示，假定在晶体管的基极和发射极间有一输入信号，当振荡频率等于LC回路谐振频率时，与反相，电流滞后于90度。上的反馈电压滞后电流90度，故与同相，满足相位平衡条件。下面再来分析起振条件，也即求出放大倍数和反馈系数，看它们的乘积是否大于1。为

8、分析方便，把图4-9(b)再改成图4-11所示等效电路。图中：--晶体管输出阻抗；--晶体管输入阻抗；--晶体管输出电容；--晶体管输入电容；--回路谐振电阻；由反馈系数等于与之比，忽略电阻对电容的旁路作用，可得：(4-7)令：则：(4-8)现把各元件都折合到端。折合到端的数值为，其中是回