第四章 第6～9節(jié)ppt課件

1、 近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)正弦波振蕩器的穩(wěn)近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)正弦波振蕩器的穩(wěn)定度定度要求愈來愈高。例如，作為頻率標(biāo)準(zhǔn)的振蕩要求愈來愈高。例如，作為頻率標(biāo)準(zhǔn)的振蕩器的頻器的頻率穩(wěn)定度要求達(dá)到率穩(wěn)定度要求達(dá)到 以上，而對(duì)于以上，而對(duì)于LCLC振蕩器，振蕩器，盡盡管采用各種穩(wěn)頻措施，但理論分析和實(shí)踐都管采用各種穩(wěn)頻措施，但理論分析和實(shí)踐都表明，表明，其頻率穩(wěn)定度一般只能達(dá)到其頻率穩(wěn)定度一般只能達(dá)到 ，究其原因主，究其原因主要是要是回路的回路的Q Q 值不能做得很高約值不能做得很高約200200以下）。石以下）。石英晶體英晶體振蕩器就是以石英晶體諧振器取代振蕩器就是以石英晶體諧振器取代LCLC振蕩器振蕩

2、器中構(gòu)成中構(gòu)成諧振回路的電感、電容元件所組成的正弦波諧振回路的電感、電容元件所組成的正弦波振蕩振蕩器，它的頻率穩(wěn)定度可達(dá)器，它的頻率穩(wěn)定度可達(dá) 數(shù)量級(jí)。數(shù)量級(jí)。810510111010104.6 石英晶體諧振器石英晶體諧振器 石英晶體振蕩器之所以具有極高的頻率穩(wěn)定石英晶體振蕩器之所以具有極高的頻率穩(wěn)定度，其關(guān)鍵是采用了石英晶體這種具有高度，其關(guān)鍵是采用了石英晶體這種具有高Q Q 值的值的諧振元件。諧振元件。 由石英諧振器構(gòu)成的振蕩電路叫由石英諧振器構(gòu)成的振蕩電路叫“晶振電晶振電路路”。晶體振蕩器電路的種類很多，但根據(jù)晶體。晶體振蕩器電路的種類很多，但根據(jù)晶體在電路中的作用來看分兩類：在電路中的

3、作用來看分兩類： 一類是工作在晶體并聯(lián)諧振頻率附近，晶體一類是工作在晶體并聯(lián)諧振頻率附近，晶體等效為電感的情況，叫做等效為電感的情況，叫做“并聯(lián)晶振電路并聯(lián)晶振電路”。 另一類是工作在晶體串聯(lián)諧振頻率附近，晶另一類是工作在晶體串聯(lián)諧振頻率附近，晶體近于短路的情況，叫做體近于短路的情況，叫做“串聯(lián)晶振電路串聯(lián)晶振電路”。一、石英晶體的壓電效應(yīng)及等效電路一、石英晶體的壓電效應(yīng)及等效電路1. 等效電路和符號(hào)等效電路和符號(hào)(a) (a) 結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖(b)(b)等效電路等效電路 (c)(c)符號(hào)符號(hào) 圖圖4-20 4-20 石英諧振器的的結(jié)構(gòu)示意圖、等效電路和符號(hào)石英諧振器的的結(jié)構(gòu)示意圖、等效

4、電路和符號(hào) 2.2.石英諧振器的特點(diǎn)石英諧振器的特點(diǎn) 等效電感等效電感LqLq非常大，而非常大，而CqCq和和rqrq都非常小，都非常小，所所以石英諧振器的以石英諧振器的Q Q 值非常高值非常高（ ），可），可以達(dá)幾萬到幾百萬，因此石英晶體諧振器以達(dá)幾萬到幾百萬，因此石英晶體諧振器的振蕩的振蕩頻率穩(wěn)定度非常高。頻率穩(wěn)定度非常高。qqq1CLrQ 3. 等效參數(shù) 一般常用石英諧振器的等效參數(shù)大致是：一般常用石英諧振器的等效參數(shù)大致是： Cq大約大約0.005 0.1pF ；C0大約大約2pF 5pF ； rq大約大約1歐姆到幾十歐姆；歐姆到幾十歐姆； Q大約大約105；Lq大約大約100H頻率約

5、頻率約100 kHz）；）；1H（頻率約（頻率約1MHz）；）；10mH頻率約頻率約10MHz）。）。 Lq的數(shù)值取決于晶片的厚度，低頻晶體較的數(shù)值取決于晶片的厚度，低頻晶體較厚，質(zhì)厚，質(zhì)量較大，動(dòng)態(tài)電感量較大，動(dòng)態(tài)電感Lq 較大，而高頻晶體較薄，較大，而高頻晶體較薄，質(zhì)量質(zhì)量較小，所以較小，所以Lq較小。較小。二、石英晶體的阻抗特性二、石英晶體的阻抗特性 從等效電路可看出，石英諧振器有兩個(gè)諧從等效電路可看出，石英諧振器有兩個(gè)諧振頻率，串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率。振頻率，串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率。1.1.串聯(lián)諧振頻率串聯(lián)諧振頻率 fsfs 在等效電路中，在等效電路中，LqLq、CqCq組成串

6、聯(lián)諧振回路，組成串聯(lián)諧振回路，串聯(lián)諧振頻率為串聯(lián)諧振頻率為sqq12fL C2. 并聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率 fp 如果將如果將C0 C0 也考慮進(jìn)去，則也考慮進(jìn)去，則LqLq、CqCq與與C0 C0 組成并聯(lián)諧振回路，并聯(lián)諧振頻率為組成并聯(lián)諧振回路，并聯(lián)諧振頻率為p0qp0q12fC CLCC（4-38） 由于由于 ，所以，所以fp fp 和和fs fs 相隔很近，相隔很近， 由式由式4-384-38有有0p0qqq12CfCCL C0qs1CCf 0qsp21CCff10q CCq0CC 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí), ,圖圖4-21 4-21 石英諧振器的電抗特性石英諧振器的電抗特性3. 電抗電抗頻率曲線頻

7、率曲線rq =0）qq0qq0j(1)(j)j(11)LCCZLCC2qqq0q02qqq0(1 1)1j1 1LL CCC CLLCC 22ps2201j11C （4-404-40）由上式看出：由上式看出：當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，Lq 、Cq支路產(chǎn)生串聯(lián)諧振，支路產(chǎn)生串聯(lián)諧振，Z =0 ；當(dāng)當(dāng) 時(shí)，產(chǎn)生并聯(lián)諧振，時(shí)，產(chǎn)生并聯(lián)諧振， 或或 時(shí)，時(shí)， ，電抗呈容性；，電抗呈容性； 時(shí)，時(shí)， ，電抗呈感性。，電抗呈感性。 22ps2201j11ZC s p Zs p jZx ps jZx 由于由于 與與 兩諧振頻率與之差很小，所以呈感兩諧振頻率與之差很小，所以呈感性的阻抗曲線非常陡峭。實(shí)用中，石英諧振器工性

8、的阻抗曲線非常陡峭。實(shí)用中，石英諧振器工作在頻率范圍窄的電感區(qū)可以把它看成一個(gè)電作在頻率范圍窄的電感區(qū)可以把它看成一個(gè)電感），只是在電感區(qū)，電抗曲線才有非常大的斜感），只是在電感區(qū)，電抗曲線才有非常大的斜率這對(duì)穩(wěn)定頻率很有利），電容區(qū)是不宜使用率這對(duì)穩(wěn)定頻率很有利），電容區(qū)是不宜使用的。的。 p s 4. 4.考慮考慮 rq rq 的晶體等效阻抗特性的晶體等效阻抗特性這時(shí)，晶體的等效阻抗這時(shí)，晶體的等效阻抗 Z 表達(dá)式為表達(dá)式為qqq0qqq0j(1)(j)j(11)rLCCZrLCC（4-414-41）三、石英諧振器的頻率溫度特三、石英諧振器的頻率溫度特性性 雖然石英諧振器等效回路具有高雖然

9、石英諧振器等效回路具有高Q 的優(yōu)點(diǎn)，的優(yōu)點(diǎn)，但是，如果它的電參數(shù)不穩(wěn)定，仍然不能保證但是，如果它的電參數(shù)不穩(wěn)定，仍然不能保證頻率穩(wěn)定度的提高。這還要看溫度變化時(shí)，它頻率穩(wěn)定度的提高。這還要看溫度變化時(shí)，它的頻率是否穩(wěn)定。的頻率是否穩(wěn)定。 在一定的溫度范圍之內(nèi)，石英晶體的各電參在一定的溫度范圍之內(nèi)，石英晶體的各電參量具有較小的溫度系數(shù)。具體情況與晶片切割量具有較小的溫度系數(shù)。具體情況與晶片切割類型有關(guān)。類型有關(guān)。 1. 1.它的頻率溫度系數(shù)小，用恒溫設(shè)備后，它的頻率溫度系數(shù)小，用恒溫設(shè)備后，更可保證頻率穩(wěn)定。更可保證頻率穩(wěn)定。 2.2.石英諧振器的石英諧振器的Q Q值非常高，在諧振頻率值非常高，

10、在諧振頻率fpfp或或 fs fs 附近，相位特性變化率很高相頻特性附近，相位特性變化率很高相頻特性的斜率很大），這有利于穩(wěn)頻。的斜率很大），這有利于穩(wěn)頻。 3.3.石英諧振器的石英諧振器的 ，使振蕩頻率基，使振蕩頻率基本上由本上由CqCq和和 Lq Lq 決定，外電路對(duì)振蕩頻率的影決定，外電路對(duì)振蕩頻率的影響很小。響很小。四、石英諧振器頻率穩(wěn)定度高的原因四、石英諧振器頻率穩(wěn)定度高的原因0CCq4.7 4.7 石英晶體振蕩器電路石英晶體振蕩器電路 并聯(lián)晶振電路并聯(lián)晶振電路工作在晶體并聯(lián)諧振頻工作在晶體并聯(lián)諧振頻率附近，晶體等效為電感；率附近，晶體等效為電感； 串聯(lián)晶振電路串聯(lián)晶振電路工作在晶體

11、串聯(lián)諧振頻工作在晶體串聯(lián)諧振頻率附近，晶體近于短路。率附近，晶體近于短路。1. 1. 電路電路 由晶體與外接電容器或由晶體與外接電容器或線圈構(gòu)成并聯(lián)諧振回路，按線圈構(gòu)成并聯(lián)諧振回路，按三點(diǎn)線路的連接原則組成振三點(diǎn)線路的連接原則組成振蕩器，晶體等效為電感蕩器，晶體等效為電感 理論上可以構(gòu)成三種類理論上可以構(gòu)成三種類型基本電路，但在實(shí)際應(yīng)用型基本電路，但在實(shí)際應(yīng)用中常用的是圖所示的電路，中常用的是圖所示的電路，稱稱“皮爾斯皮爾斯電路。這種電電路。這種電路不需外接線圈，而且頻率路不需外接線圈，而且頻率穩(wěn)定度較高。穩(wěn)定度較高。圖圖4-25 并聯(lián)晶體振蕩器并聯(lián)晶體振蕩器 原理電路圖原理電路圖一、并聯(lián)晶振

12、電路一、并聯(lián)晶振電路圖圖4-26 4-26 并聯(lián)晶體振蕩器實(shí)例并聯(lián)晶體振蕩器實(shí)例2振蕩頻率振蕩頻率 f0的確定的確定 這里，晶體等效為電感，晶體與外接電容這里，晶體等效為電感，晶體與外接電容( (稱為晶稱為晶體的負(fù)載電容體的負(fù)載電容, ,這里包括這里包括4.54.520pF20pF與與 20pF 20pF 兩個(gè)小電兩個(gè)小電容以及容以及C1C1、 C2 )C2 )，其振蕩頻率應(yīng)落在，其振蕩頻率應(yīng)落在 fp fp 與與 fs fs 之之間。間。 圖圖4-274-27是圖是圖4-264-26中諧振回路的等效電路。該諧振回中諧振回路的等效電路。該諧振回路的電感就是路的電感就是Lq Lq ，而諧振回路的

13、總電容應(yīng)由，而諧振回路的總電容應(yīng)由Cq Cq 、 C0C0及及外接電容外接電容 C C 、 C1 C1 、 C2 C2 組合而成。組合而成。 由下式?jīng)Q定，即由下式?jīng)Q定，即210q1111111CCCCCC C 圖4-27 圖4-26中諧振回路的等效電路選擇電容時(shí)，選擇電容時(shí)，,1CC ，2CC ， CCCC 0q111CCCCCC 0q0q)(0q0qq01()2fC CCLCCC所以所以（4-494-49）3 3f0 f0 總是處在總是處在 fp fp 與與 fs fs 兩頻率之間兩頻率之間 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)C C 可使可使 f0 f0 產(chǎn)生很微小的變動(dòng)。產(chǎn)生很微小的變動(dòng)。如果如果C C 很大，取很

14、大，取 代入式代入式4-494-49可可得得f0 f0 最小值為最小值為 即晶體串聯(lián)諧振頻率即晶體串聯(lián)諧振頻率 若若C C 很小，取很小，取 代入式代入式4-494-49） C0sqq12ffL C0C可得可得 f0 f0 的最大值為的最大值為 即晶體并聯(lián)諧振頻率。可見，無論怎樣調(diào)節(jié)即晶體并聯(lián)諧振頻率?？梢姡瑹o論怎樣調(diào)節(jié)C C，f0 f0 總是處于晶體總是處于晶體fp fp 與與 fs fs 的兩頻率之間。的兩頻率之間。0pq0qq012ffC CLCC圖圖4-28 4-28 串聯(lián)型晶體振蕩器的一種方框圖串聯(lián)型晶體振蕩器的一種方框圖 二、串聯(lián)型晶振電路二、串聯(lián)型晶振電路 晶體工作在串聯(lián)諧振頻率

15、附近，阻抗呈晶體工作在串聯(lián)諧振頻率附近，阻抗呈短路，構(gòu)成正反饋產(chǎn)生振蕩。短路，構(gòu)成正反饋產(chǎn)生振蕩。 串聯(lián)型晶體振蕩器的一種框圖如圖串聯(lián)型晶體振蕩器的一種框圖如圖4-284-28所示。因?yàn)槭莾杉?jí)共發(fā)放大器所示。因?yàn)槭莾杉?jí)共發(fā)放大器, ,所以輸出電壓所以輸出電壓與輸入電壓同相。輸出經(jīng)石英諧振器和負(fù)載與輸入電壓同相。輸出經(jīng)石英諧振器和負(fù)載電容反饋到輸入端，這個(gè)反饋是正反饋。由電容反饋到輸入端，這個(gè)反饋是正反饋。由于石英諧振器的選頻作用，只有在石英諧振于石英諧振器的選頻作用，只有在石英諧振器和負(fù)載電容所決定的串聯(lián)諧振頻率上，串器和負(fù)載電容所決定的串聯(lián)諧振頻率上，串聯(lián)阻抗最小，正反饋?zhàn)顝?qiáng)。因而，在這個(gè)頻

16、聯(lián)阻抗最小，正反饋?zhàn)顝?qiáng)。因而，在這個(gè)頻率上產(chǎn)生振蕩。率上產(chǎn)生振蕩。圖圖4-29 4-29 串聯(lián)型晶體振蕩器串聯(lián)型晶體振蕩器(9kHz)(9kHz)的實(shí)例一）的實(shí)例一）圖圖4-30 4-30 串聯(lián)晶振串聯(lián)晶振(1MHz)(1MHz)實(shí)例二）實(shí)例二） 泛音是指石英片振動(dòng)的機(jī)械諧波。它與電泛音是指石英片振動(dòng)的機(jī)械諧波。它與電氣諧波的主要區(qū)別是，電氣諧波與基頻是整數(shù)氣諧波的主要區(qū)別是，電氣諧波與基頻是整數(shù)倍的關(guān)系，且諧波和基波同時(shí)并存；而泛音是倍的關(guān)系，且諧波和基波同時(shí)并存；而泛音是在基頻奇數(shù)倍附近，兩者不能同時(shí)并存。在基頻奇數(shù)倍附近，兩者不能同時(shí)并存。 石英諧振器的頻率越高，則要求晶片越薄，石英諧振

17、器的頻率越高，則要求晶片越薄，則機(jī)械強(qiáng)度越差，用在電路中易于振碎。一般則機(jī)械強(qiáng)度越差，用在電路中易于振碎。一般基音晶體頻率不超過基音晶體頻率不超過30MHz30MHz。三、泛音晶振電路三、泛音晶振電路 為了提高晶振電路的工作頻率可使電路振為了提高晶振電路的工作頻率可使電路振蕩頻率工作在晶體的諧波一般在三次到七次蕩頻率工作在晶體的諧波一般在三次到七次諧波頻率上，這是一種特制的晶體，叫做泛諧波頻率上，這是一種特制的晶體，叫做泛音晶體例如音晶體例如JA12JA12型）。型）。 這樣就可利用幾十兆赫基頻的晶片產(chǎn)生上這樣就可利用幾十兆赫基頻的晶片產(chǎn)生上百兆赫的穩(wěn)定振蕩。百兆赫的穩(wěn)定振蕩。圖圖4 431

18、31 并聯(lián)型泛音晶體振蕩器并聯(lián)型泛音晶體振蕩器并聯(lián)型泛音晶體振蕩器如圖所示。并聯(lián)型泛音晶體振蕩器如圖所示。 它與皮爾斯振蕩器不同之處是用諧振回路它與皮爾斯振蕩器不同之處是用諧振回路代替了電容，而根據(jù)三點(diǎn)式振蕩器的組成原則，代替了電容，而根據(jù)三點(diǎn)式振蕩器的組成原則，該諧振回路應(yīng)該呈容性阻抗。假如要求晶體工該諧振回路應(yīng)該呈容性阻抗。假如要求晶體工作在作在5 5次泛音，則調(diào)諧好的回路對(duì)次泛音，則調(diào)諧好的回路對(duì)3 3次泛音呈現(xiàn)次泛音呈現(xiàn)感性阻抗，不滿足三點(diǎn)式電路的相位條件，電感性阻抗，不滿足三點(diǎn)式電路的相位條件，電路不能起振；而對(duì)路不能起振；而對(duì)5 5次泛音，回路又相當(dāng)一電次泛音，回路又相當(dāng)一電容，即

19、滿足了起振的相位條件，若又滿足了振容，即滿足了起振的相位條件，若又滿足了振幅條件，電路才可以振蕩。幅條件，電路才可以振蕩。 用泛音晶振也可以組成串聯(lián)型泛音晶用泛音晶振也可以組成串聯(lián)型泛音晶體振蕩器其電路圖類似于圖體振蕩器其電路圖類似于圖4-304-30，不同的是，不同的是回路應(yīng)調(diào)諧在需要的回路應(yīng)調(diào)諧在需要的 n n 次泛音上，其頻率次泛音上，其頻率穩(wěn)定度仍由晶體控制，可以做得很高。穩(wěn)定度仍由晶體控制，可以做得很高。 采用壓電陶瓷元件作為振蕩槽路及選頻網(wǎng)采用壓電陶瓷元件作為振蕩槽路及選頻網(wǎng)絡(luò)，具有頻率穩(wěn)定性好，選頻尖銳和調(diào)試簡(jiǎn)單絡(luò)，具有頻率穩(wěn)定性好，選頻尖銳和調(diào)試簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。但是其抗振性能較差。

20、的優(yōu)點(diǎn)。但是其抗振性能較差。4.8 陶瓷振子和陶瓷振子電路陶瓷振子和陶瓷振子電路1 1機(jī)械作用轉(zhuǎn)換成電效應(yīng)機(jī)械作用轉(zhuǎn)換成電效應(yīng)2 2電作用轉(zhuǎn)換成機(jī)械效應(yīng)電作用轉(zhuǎn)換成機(jī)械效應(yīng)圖圖4-32 4-32 壓電效應(yīng)示意圖壓電效應(yīng)示意圖一、壓電陶瓷元件的特性一、壓電陶瓷元件的特性圖圖4-33 4-33 二端陶瓷元件的等效電路及其頻率特性二端陶瓷元件的等效電路及其頻率特性 二、陶瓷振子二、陶瓷振子 由一陶瓷片構(gòu)成的二端陶瓷元件是最簡(jiǎn)單由一陶瓷片構(gòu)成的二端陶瓷元件是最簡(jiǎn)單的陶瓷選頻元件，可用于要求不高的場(chǎng)合。廣的陶瓷選頻元件，可用于要求不高的場(chǎng)合。廣泛應(yīng)用的是三端陶瓷元件，它是由兩片陶瓷片泛應(yīng)用的是三端陶瓷元

21、件，它是由兩片陶瓷片和用導(dǎo)電膠粘合起來。由粘合面引出的端子作和用導(dǎo)電膠粘合起來。由粘合面引出的端子作為公共端，而由另兩面引出的端子分別作輸入為公共端，而由另兩面引出的端子分別作輸入和輸出端，如圖和輸出端，如圖4-344-34a a所示，其代表符號(hào)所示，其代表符號(hào)見圖見圖4-344-34b b）。）。圖圖4-34 4-34 三端陶瓷元件三端陶瓷元件 輸入信號(hào)輸入信號(hào) u u 加在片加在片A A 上，它將電能轉(zhuǎn)換上，它將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，并發(fā)生振動(dòng)。振動(dòng)通過粘合面?zhèn)鞯匠蓹C(jī)械能，并發(fā)生振動(dòng)。振動(dòng)通過粘合面?zhèn)鞯狡?，它將機(jī)械能又轉(zhuǎn)換成電能，輸出給外接負(fù)片，它將機(jī)械能又轉(zhuǎn)換成電能，輸出給外接負(fù)載。同樣，當(dāng)

22、信號(hào)頻率與陶瓷片的固有頻率相載。同樣，當(dāng)信號(hào)頻率與陶瓷片的固有頻率相等時(shí)，可以得到最大輸出。在共振的條件下，等時(shí)，可以得到最大輸出。在共振的條件下，輸出和輸入信號(hào)間可能是同相位，也可能有輸出和輸入信號(hào)間可能是同相位，也可能有180180相位差，這要視該元件是由陶瓷片的哪相位差，這要視該元件是由陶瓷片的哪兩個(gè)面粘合起來而定。這樣的三端元件可用于兩個(gè)面粘合起來而定。這樣的三端元件可用于振蕩器，并稱之為陶瓷振子。振蕩器，并稱之為陶瓷振子。圖圖4-35 4-35 陶瓷振子振蕩電路陶瓷振子振蕩電路 其集電極槽路調(diào)諧于陶瓷振子的頻率。其集電極槽路調(diào)諧于陶瓷振子的頻率。 副邊有兩個(gè)線圈，一個(gè)為輸出線圈，另一

23、副邊有兩個(gè)線圈，一個(gè)為輸出線圈，另一個(gè)為反饋線圈，通過三端陶瓷振子選頻反饋至個(gè)為反饋線圈，通過三端陶瓷振子選頻反饋至的基極。其振蕩頻率基本上等于陶瓷振子的頻的基極。其振蕩頻率基本上等于陶瓷振子的頻率，因?yàn)樵诖祟l率下的反饋量最大且相位可以率，因?yàn)樵诖祟l率下的反饋量最大且相位可以滿足振蕩條件。滿足振蕩條件。 集電極槽路的調(diào)諧狀況對(duì)振蕩頻率有一定集電極槽路的調(diào)諧狀況對(duì)振蕩頻率有一定影響，但與振子比起來是次要的，可作頻率微影響，但與振子比起來是次要的，可作頻率微調(diào)用。調(diào)用。R1R1、C2 C2 組成低通濾波器，有抑制陶瓷組成低通濾波器，有抑制陶瓷振子其他高頻模式的作用由于物體的振動(dòng)可振子其他高頻模式的

24、作用由于物體的振動(dòng)可以有若干種不同的模式，如橫向振動(dòng)，縱向振以有若干種不同的模式，如橫向振動(dòng)，縱向振動(dòng)，彎曲振動(dòng)等，相應(yīng)地，一片陶瓷元件可以動(dòng)，彎曲振動(dòng)等，相應(yīng)地，一片陶瓷元件可以具有若干種不同的串聯(lián)和并聯(lián)諧振頻率。在實(shí)具有若干種不同的串聯(lián)和并聯(lián)諧振頻率。在實(shí)際應(yīng)用于某一振動(dòng)模式時(shí)，應(yīng)采取措施將其他際應(yīng)用于某一振動(dòng)模式時(shí)，應(yīng)采取措施將其他模式抑制下去）。模式抑制下去）。C1 C1 、C2C2亦可微調(diào)頻率。亦可微調(diào)頻率。 單片集成振蕩器單片集成振蕩器E1648E1648是是ECLECL中規(guī)模集成電中規(guī)模集成電路。路。 圖所示是利用圖所示是利用E1648E1648組成的正弦波振組成的正弦波振蕩器。

25、振蕩頻率蕩器。振蕩頻率 01i()1f2L CC4.9 單片集成振蕩電路單片集成振蕩電路E1648CiCi是是10,1210,12腳之間的輸入電容腳之間的輸入電容, ,約約6pF6pF圖圖4-36 4-36 利用利用E1648E1648組成的正弦波振蕩器組成的正弦波振蕩器一一.RC.RC移相振蕩器移相振蕩器 RCRC移相振蕩器是利用移相振蕩器是利用RCRC網(wǎng)絡(luò)的移相特性，網(wǎng)絡(luò)的移相特性，使振蕩器的使振蕩器的 最簡(jiǎn)單的最簡(jiǎn)單的RCRC移相網(wǎng)絡(luò)可用電阻和電容串聯(lián)移相網(wǎng)絡(luò)可用電阻和電容串聯(lián)構(gòu)成，如圖構(gòu)成，如圖3.173.17所示。所示。 圖所示是超前移相網(wǎng)絡(luò)。其傳輸特性為圖所示是超前移相網(wǎng)絡(luò)。其傳輸

26、特性為 ifUURC正弦波振蕩器圖圖3.17 RC串聯(lián)移相網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)移相網(wǎng)絡(luò) ICRUoUiICRUoUi(a)(b)jjCRjCRjUUjHio11)(其中，時(shí)常數(shù)其中，時(shí)常數(shù)=RC=RC。幅頻特性為。幅頻特性為22( )1( )arctan2H 相頻特性為相頻特性為 (3.32) (3.33) 由上式可知，當(dāng)由上式可知，當(dāng)一定時(shí)，輸入信號(hào)頻率一定時(shí)，輸入信號(hào)頻率在在0-0-之之間變化時(shí)，該電路的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的相位間變化時(shí)，該電路的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的相位差在差在9090-0-00 0，即輸出信號(hào)相位超前輸入信號(hào)相，即輸出信號(hào)相位超前輸入信號(hào)相位，不同頻率對(duì)應(yīng)不同的相移值；當(dāng)信號(hào)

27、頻率一定時(shí)，位，不同頻率對(duì)應(yīng)不同的相移值；當(dāng)信號(hào)頻率一定時(shí)，調(diào)整調(diào)整值在值在0-0-之間變化時(shí)同樣也可以產(chǎn)生之間變化時(shí)同樣也可以產(chǎn)生9090到到0 0的相移。的相移。圖圖3.18 RC串聯(lián)超前網(wǎng)絡(luò)頻率特性串聯(lián)超前網(wǎng)絡(luò)頻率特性 10.70C1450C90H()()c稱為截止頻率稱為截止頻率 幅頻特性和相頻特性幅頻特性和相頻特性 如圖如圖3.193.19所示。由圖可見，該電所示。由圖可見，該電路也可實(shí)現(xiàn)路也可實(shí)現(xiàn)0 0-90-90之間的相移，截止頻率之間的相移，截止頻率 對(duì)應(yīng)的相移對(duì)應(yīng)的相移(C)=-45(C)=-45。1CCRjjH11)(n圖圖3.17(b)3.17(b)所示是滯后相移網(wǎng)絡(luò)。其

28、頻率所示是滯后相移網(wǎng)絡(luò)。其頻率響應(yīng)響應(yīng)圖圖3.19 RC串聯(lián)滯后網(wǎng)絡(luò)頻率特性串聯(lián)滯后網(wǎng)絡(luò)頻率特性 10.70C145090H()()C1RR1RfCCCRRUfUiUo圖圖3.19 3.19 由運(yùn)算放大器和由運(yùn)算放大器和RCRC超前移相網(wǎng)絡(luò)超前移相網(wǎng)絡(luò) 構(gòu)成的振蕩器構(gòu)成的振蕩器 RC RC移相式振蕩器電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，種類較多，改變移相式振蕩器電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，種類較多，改變RCRC時(shí)間時(shí)間常數(shù)可調(diào)節(jié)頻率，其范圍在幾赫到幾十千赫茲，因選頻常數(shù)可調(diào)節(jié)頻率，其范圍在幾赫到幾十千赫茲，因選頻性能不強(qiáng)，故波形較差。性能不強(qiáng)，故波形較差。3.2.2 RC3.2.2 RC選頻振蕩器選頻振蕩器 RC RC選頻振蕩器

29、是利用具有選頻特性的選頻振蕩器是利用具有選頻特性的RCRC網(wǎng)絡(luò)篩選出網(wǎng)絡(luò)篩選出滿足起振條件的信號(hào)而實(shí)現(xiàn)振蕩。圖滿足起振條件的信號(hào)而實(shí)現(xiàn)振蕩。圖3.203.20為具有選頻特為具有選頻特性的性的RCRC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其電壓傳輸系數(shù)為串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其電壓傳輸系數(shù)為 )(31)(ooofjUUjHUoRCCRUf(a)01RC13H(0(9090(b)(c)圖圖3.20 RC3.20 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò) )4 . 2 . 3()(31arctan)()3 . 2 . 3()(91)(2ooooHRCo1其中其中n幅頻特性和相頻特性表達(dá)式為幅頻特性和相頻特性表達(dá)式為 UoRCCRUf(a)01RC13H(0(9090(b)(c)圖圖3.21 RC3.21 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性曲線串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性曲線 n根據(jù)以上兩式可畫出相應(yīng)的頻率特性曲線根據(jù)以上兩