傳感器原理及工程應(yīng)用高頻第四章

1、Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路第四章第四章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器4.1 4.1 反饋振蕩器的原理反饋振蕩器的原理 4.2 LC4.2 LC振蕩器振蕩器4.3 4.3 振蕩器的頻率穩(wěn)定度振蕩器的頻率穩(wěn)定度4.4 4.4 石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路第四章第四章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器振蕩器振蕩器：能在沒有激勵(lì)信號(hào)的情況下產(chǎn)生周期性振蕩：能在沒有激勵(lì)信號(hào)的情況下產(chǎn)生周期性振蕩 信號(hào)的電子電路。信號(hào)的電子電路。凡是從輸出信號(hào)中取出一部分反饋凡是從輸出信號(hào)中取

2、出一部分反饋到輸入端作為輸入信號(hào)，無需外部到輸入端作為輸入信號(hào)，無需外部提供激勵(lì)信號(hào)，能產(chǎn)生等幅正弦波提供激勵(lì)信號(hào)，能產(chǎn)生等幅正弦波輸出稱為正反饋振蕩器。輸出稱為正反饋振蕩器。分類分類：1. 根據(jù)工作原理：根據(jù)工作原理：反饋型反饋型和負(fù)阻型。和負(fù)阻型。2. 根據(jù)產(chǎn)生波形：根據(jù)產(chǎn)生波形：正弦波振蕩器正弦波振蕩器和非正弦波振蕩器（矩和非正弦波振蕩器（矩形脈沖，三角波，鋸齒波）。形脈沖，三角波，鋸齒波）。3. 根據(jù)采用器件：根據(jù)采用器件：LC振蕩器振蕩器，晶體振蕩器晶體振蕩器，RC振蕩器。振蕩器。Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩器的分類振蕩器的

3、分類第四章第四章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路第四章第四章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器反饋振蕩器的用途反饋振蕩器的用途：與放大器一樣，振蕩器也是一種能量轉(zhuǎn)換器，但不同與放大器一樣，振蕩器也是一種能量轉(zhuǎn)換器，但不同的是振蕩器無需外部激勵(lì)就能自動(dòng)地將直流電源供給的是振蕩器無需外部激勵(lì)就能自動(dòng)地將直流電源供給的功率轉(zhuǎn)換為指定頻率的交流信號(hào)輸出。的功率轉(zhuǎn)換為指定頻率的交流信號(hào)輸出。Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路4.1 4.1 反饋振蕩器的原理反饋振蕩器的原理第四章第四章

4、正弦波振蕩器正弦波振蕩器Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路（一）（一） 反饋振蕩器的原理分析反饋振蕩器的原理分析Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路反饋型振蕩器的原理分析反饋型振蕩器的原理分析 反饋型振蕩器由反饋型振蕩器由放大器放大器和和反饋網(wǎng)絡(luò)兩大部分組反饋網(wǎng)絡(luò)兩大部分組成。成。反饋型振蕩器原理框圖反饋型振蕩器原理框圖 反饋型振蕩器是由反饋型振蕩器是由放大放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成的一個(gè)閉器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成的一個(gè)閉合回路，合回路，放大器通常是以某放大器通常是以某種選頻網(wǎng)絡(luò)（如振蕩回路）種選頻網(wǎng)絡(luò)（如振蕩

5、回路）作為負(fù)載，是一調(diào)諧放大器，作為負(fù)載，是一調(diào)諧放大器，反饋網(wǎng)絡(luò)一般是由無源器件反饋網(wǎng)絡(luò)一般是由無源器件組成的線性網(wǎng)絡(luò)。組成的線性網(wǎng)絡(luò)。Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路( )( )( )1( ) ( )1( )( )( )( ) ( )( )uiiK sK sKsK s F sT sU sT sK s F sU s其中其中T(s)稱為環(huán)路增益稱為環(huán)路增益： 反饋型振蕩器的原理分析反饋型振蕩器的原理分析閉環(huán)電壓放大倍數(shù)閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Ku(s):開環(huán)電壓放大倍數(shù)開環(huán)電壓放大倍數(shù)K(s):電壓反饋系數(shù)為電壓反饋系數(shù)為F(s):由：由：得：得：(

6、 )( )( )ouSUsKsUs( )( )( )oiUsK sU s( )( )( )ioU sF sUs( )( )( )isiU sUsU sGuo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路顯然，當(dāng)顯然，當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 正反饋產(chǎn)生震蕩。正反饋產(chǎn)生震蕩。此后振蕩電路的輸入信號(hào)此后振蕩電路的輸入信號(hào) ，所以，所以可見自激振蕩的條件：就是環(huán)路增益為可見自激振蕩的條件：就是環(huán)路增益為1，即，即反饋型振蕩器的原理分析反饋型振蕩器的原理分析上式用上式用 代入，就得到穩(wěn)態(tài)下的傳輸系數(shù)和環(huán)路增益。代入，就得到穩(wěn)態(tài)下的傳輸系數(shù)和環(huán)路增益。Sj()()()1() ()1(

7、)()()() ()()uiiK jK jKjK jF jT jUjT jK jF jUj()1T j()uKj( )0sUs ( )( )isU sUs()() ()1T jK jF jGuo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路反饋型振蕩器的原理分析反饋型振蕩器的原理分析()() ()1T jK jF j通常又稱為振蕩器的平衡條件。通常又稱為振蕩器的平衡條件。由式：由式：( )( )( )1( ) ( )1( )uK sK sKsK s F sT s有：有：()1,( )( ) ,()1,( )( ),iiiiT jU sU sT jU sU s形成

8、形成增幅振蕩增幅振蕩形成形成減幅振蕩減幅振蕩Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路反饋型振蕩器的原理分析反饋型振蕩器的原理分析 為了產(chǎn)生正弦波，必須在放大電路里加入正反為了產(chǎn)生正弦波，必須在放大電路里加入正反饋，因此放大電路和正反饋網(wǎng)絡(luò)是振蕩電路的最主饋，因此放大電路和正反饋網(wǎng)絡(luò)是振蕩電路的最主要部分。但是，這樣兩部分構(gòu)成的振蕩器一般得不要部分。但是，這樣兩部分構(gòu)成的振蕩器一般得不到正弦波，這是由于很難控制正反饋的量。到正弦波，這是由于很難控制正反饋的量。小結(jié)：小結(jié)： 如果正反饋量大，如果正反饋量大，則增幅，輸出幅度越來越則增幅，輸出幅度越來越大，

9、最后由三極管的非線大，最后由三極管的非線性限幅，這必然產(chǎn)生非線性限幅，這必然產(chǎn)生非線性失真。性失真。 反之，如果正反饋反之，如果正反饋量不足，則減幅，可能停量不足，則減幅，可能停振，為此振蕩電路要有一振，為此振蕩電路要有一個(gè)穩(wěn)幅電路。個(gè)穩(wěn)幅電路。Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路反饋型振蕩器的原理分析反饋型振蕩器的原理分析 為了獲得單一頻率的正弦波輸出，應(yīng)該有選頻為了獲得單一頻率的正弦波輸出，應(yīng)該有選頻網(wǎng)絡(luò)，選頻網(wǎng)絡(luò)往往和正反饋網(wǎng)絡(luò)或放大電路合二網(wǎng)絡(luò)，選頻網(wǎng)絡(luò)往往和正反饋網(wǎng)絡(luò)或放大電路合二為一。選頻網(wǎng)絡(luò)有為一。選頻網(wǎng)絡(luò)有R R、C C和和L L

10、、C C等電抗性元件組成。等電抗性元件組成。正弦波振蕩器的名稱一般由選頻網(wǎng)絡(luò)來命名。正弦波振蕩器的名稱一般由選頻網(wǎng)絡(luò)來命名。 正弦波發(fā)生電路的組成正弦波發(fā)生電路的組成放大電路放大電路正反饋網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)幅電路穩(wěn)幅電路Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路（二）（二） 振蕩器的平衡條件振蕩器的平衡條件Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩器的平衡條件振蕩器的平衡條件 是指振蕩已經(jīng)建立，為維持等幅振蕩所要滿足的條件。是指振蕩已經(jīng)建立，為維持等幅振蕩所要滿足的條件。根據(jù)前面分析，振蕩器的

11、平衡條件即為根據(jù)前面分析，振蕩器的平衡條件即為()() ()1T jK jF j也可以表示為：也可以表示為：()120,1,2,TKFT jKFnn上式分別稱為上式分別稱為振幅平衡條件振幅平衡條件和和相位平衡條件相位平衡條件。現(xiàn)以單調(diào)諧諧振放大器為例，說明現(xiàn)以單調(diào)諧諧振放大器為例，說明 的意義的意義(),()K jF j若若 可得可得,ocibUU UUGuo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩器的平衡條件振蕩器的平衡條件()()occcfLibbcUUIUK jYjZUUUI 式中，式中，Z ZL L為放大器的負(fù)載阻抗：為放大器的負(fù)載阻抗：Ljc

12、LLcUZR eI 為晶體管的正向轉(zhuǎn)移導(dǎo)納：為晶體管的正向轉(zhuǎn)移導(dǎo)納：()fjcffbIYjY eU()fYjGuo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩器的平衡條件振蕩器的平衡條件()()()()()1fLfLT jYjZ F jYjZ Fj 這樣，振蕩條件可寫為：這樣，振蕩條件可寫為：現(xiàn)引入與現(xiàn)引入與 反號(hào)的反饋系數(shù)反號(hào)的反饋系數(shù)()F j()Fj振幅平衡條件振幅平衡條件和相位平衡條和相位平衡條件為：件為：120,1,2,fLfLFY R Fnn需要說明的是：需要說明的是：（1 1）平衡時(shí)電源供給的能量等于環(huán)路消耗的能量；平）平衡時(shí)電源供給的能量等

13、于環(huán)路消耗的能量；平衡時(shí)輸出幅度將不再變化，因此振幅條件決定了振蕩器衡時(shí)輸出幅度將不再變化，因此振幅條件決定了振蕩器輸出振幅的大小；輸出振幅的大小；（2 2）通常環(huán)路只在某一特定頻率才能滿足相位平衡條）通常環(huán)路只在某一特定頻率才能滿足相位平衡條件，相位條件決定了輸出信號(hào)頻率的大小。件，相位條件決定了輸出信號(hào)頻率的大小。()()FjicUFjF eF jU Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路（三）（三） 振蕩器的起振條件振蕩器的起振條件Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩器的起振條件振蕩器的起振

14、條件 凡是振蕩電路，均沒有外加輸入信號(hào)，那么，電路凡是振蕩電路，均沒有外加輸入信號(hào)，那么，電路接通電源后是如何產(chǎn)生自激振蕩的呢接通電源后是如何產(chǎn)生自激振蕩的呢? ? 這是由于在電路這是由于在電路中存在著各種電的擾動(dòng)（如通電時(shí)的瞬變過程、無線電中存在著各種電的擾動(dòng)（如通電時(shí)的瞬變過程、無線電干擾、工業(yè)干擾及各種噪聲等），使輸入端有一個(gè)擾動(dòng)干擾、工業(yè)干擾及各種噪聲等），使輸入端有一個(gè)擾動(dòng)信號(hào)。這個(gè)不規(guī)則的擾動(dòng)信號(hào)可用傅氏級(jí)數(shù)展開成一個(gè)信號(hào)。這個(gè)不規(guī)則的擾動(dòng)信號(hào)可用傅氏級(jí)數(shù)展開成一個(gè)直流和多次諧波的正弦波疊加。如果電路本身具有選頻、直流和多次諧波的正弦波疊加。如果電路本身具有選頻、放大及正反饋能力，

15、電路會(huì)自動(dòng)從擾動(dòng)信號(hào)中選出適當(dāng)放大及正反饋能力，電路會(huì)自動(dòng)從擾動(dòng)信號(hào)中選出適當(dāng)?shù)恼袷庮l率分量，經(jīng)正反饋，再放大，再正反饋，的振蕩頻率分量，經(jīng)正反饋，再放大，再正反饋，使使 ，即，即 ，從而使微弱的振蕩信號(hào)不，從而使微弱的振蕩信號(hào)不斷增大，自激振蕩就逐步建立起來。斷增大，自激振蕩就逐步建立起來。1KF iiUUGuo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩器的起振條件振蕩器的起振條件 起振條件：起振條件：12KFKFn ,fouuiouuKFuuGuo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩器的起振條件振蕩器的起

16、振條件 當(dāng)振蕩建立起來之后，這個(gè)振蕩電壓會(huì)不會(huì)無限增當(dāng)振蕩建立起來之后，這個(gè)振蕩電壓會(huì)不會(huì)無限增大呢？由于基本放大電路中三極管本身的非線性或反饋大呢？由于基本放大電路中三極管本身的非線性或反饋支路自身輸出與輸入關(guān)系的非線性，當(dāng)振蕩幅度增大到支路自身輸出與輸入關(guān)系的非線性，當(dāng)振蕩幅度增大到一定程度時(shí)一定程度時(shí) 或或 便會(huì)降低，使便會(huì)降低，使 自動(dòng)轉(zhuǎn)變自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闉?，振蕩電路就會(huì)穩(wěn)定在某一振蕩幅度。，振蕩電路就會(huì)穩(wěn)定在某一振蕩幅度。KF1KF 1KF 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：（實(shí)現(xiàn)大振幅時(shí)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：（實(shí)現(xiàn)大振幅時(shí)KuKu下降）下降）1. 1. 利用放大器線性的內(nèi)穩(wěn)幅利用放大器線性的內(nèi)穩(wěn)幅2. 2. 利用其它元器

17、件非線性的外穩(wěn)幅利用其它元器件非線性的外穩(wěn)幅 （選頻作用較差的振蕩器）（選頻作用較差的振蕩器）Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩器的起振條件振蕩器的起振條件經(jīng)上述分析可見：經(jīng)上述分析可見： 為了使振蕩過程中輸出幅度不斷增加，應(yīng)使反饋為了使振蕩過程中輸出幅度不斷增加，應(yīng)使反饋回來的信號(hào)比輸入到放大器的信號(hào)大，即振蕩開始時(shí)應(yīng)回來的信號(hào)比輸入到放大器的信號(hào)大，即振蕩開始時(shí)應(yīng)為增幅振蕩，因而由前面知識(shí)可知為增幅振蕩，因而由前面知識(shí)可知()1T j稱為自激振蕩的起振條件，也可寫為稱為自激振蕩的起振條件，也可寫為上式分別稱為起振的振幅條件和相位條件，其

18、中起振的上式分別稱為起振的振幅條件和相位條件，其中起振的想為條件即為正反饋條件。想為條件即為正反饋條件。()120,1,2,fLTfLFT jY R FnnGuo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩器的起振條件振蕩器的起振條件振幅條件的圖解表示振幅條件的圖解表示起振過程：開始增幅振蕩起振過程：開始增幅振蕩 穩(wěn)幅振蕩穩(wěn)幅振蕩非線性非線性增幅振蕩，輸出隨輸入的增加而增加增加到一定程度，進(jìn)入管子非線性區(qū)，增益下降增益下降到A點(diǎn)，即K=1/F時(shí)進(jìn)入平衡狀態(tài)，稱為等幅振蕩Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路（四

19、）（四） 振蕩器的穩(wěn)定條件振蕩器的穩(wěn)定條件Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩器的穩(wěn)定條件振蕩器的穩(wěn)定條件1. 1.振蕩器穩(wěn)定概念的提出：能自動(dòng)會(huì)到原平衡狀態(tài)。振蕩器穩(wěn)定概念的提出：能自動(dòng)會(huì)到原平衡狀態(tài)。2. 2.振蕩器的穩(wěn)定條件振蕩器的穩(wěn)定條件0iiAiUUTU振蕩器穩(wěn)定條件分為振幅穩(wěn)定條件和相位穩(wěn)定條件。振蕩器穩(wěn)定條件分為振幅穩(wěn)定條件和相位穩(wěn)定條件。（1 1）振幅穩(wěn)定條件）振幅穩(wěn)定條件要使振幅穩(wěn)定，振蕩器在其平衡點(diǎn)必須具有阻止振幅變化要使振幅穩(wěn)定，振蕩器在其平衡點(diǎn)必須具有阻止振幅變化的能力。具體來說，就是在平衡點(diǎn)附近，當(dāng)不穩(wěn)定因素使的能力

20、。具體來說，就是在平衡點(diǎn)附近，當(dāng)不穩(wěn)定因素使得振幅增大時(shí)，環(huán)路增益將減小，從而使振幅減小。振幅得振幅增大時(shí)，環(huán)路增益將減小，從而使振幅減小。振幅穩(wěn)定條件為：穩(wěn)定條件為：Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩器的穩(wěn)定條件振蕩器的穩(wěn)定條件由于反饋網(wǎng)絡(luò)為線性網(wǎng)絡(luò)，即反饋系數(shù)大小由于反饋網(wǎng)絡(luò)為線性網(wǎng)絡(luò)，即反饋系數(shù)大小F F不隨輸入不隨輸入信號(hào)改變，故振幅穩(wěn)定條件又可寫為信號(hào)改變，故振幅穩(wěn)定條件又可寫為0iiAiUUKUGuo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩器的穩(wěn)定條件振蕩器的穩(wěn)定條件0（2 2）相位穩(wěn)定

21、條件：自動(dòng)恢復(fù)環(huán)路相移為）相位穩(wěn)定條件：自動(dòng)恢復(fù)環(huán)路相移為2n2n 一個(gè)正弦信號(hào)的相位和其頻率之間的關(guān)系：一個(gè)正弦信號(hào)的相位和其頻率之間的關(guān)系：ddtdt 因此，相位的變化會(huì)引起頻率的改變，而頻率的變化因此，相位的變化會(huì)引起頻率的改變，而頻率的變化也會(huì)引起相位的改變。若外界干擾，使回路產(chǎn)生附加的相也會(huì)引起相位的改變。若外界干擾，使回路產(chǎn)生附加的相移移 ，由頻率相位關(guān)系可知，必會(huì)帶來頻率的增加；，由頻率相位關(guān)系可知，必會(huì)帶來頻率的增加；若回路本身具有這樣的調(diào)整能力，即頻率增加時(shí)回路若回路本身具有這樣的調(diào)整能力，即頻率增加時(shí)回路 減小，就可對(duì)附加相移的增加起到減緩作用，阻止了減小，就可對(duì)附加相移的

22、增加起到減緩作用，阻止了頻率的增加。頻率的增加。Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩器的穩(wěn)定條件振蕩器的穩(wěn)定條件經(jīng)上述分析，回路自動(dòng)調(diào)節(jié)功能是其相頻特性曲線在工經(jīng)上述分析，回路自動(dòng)調(diào)節(jié)功能是其相頻特性曲線在工作頻率處為負(fù)斜率。作頻率處為負(fù)斜率。 振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)回路的相頻特性振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)回路的相頻特性Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩器的穩(wěn)定條件振蕩器的穩(wěn)定條件設(shè)振蕩器原在時(shí)，處于相位平衡，即有設(shè)振蕩器原在時(shí)，處于相位平衡，即有1()0fLF 相位穩(wěn)定條件為：相位穩(wěn)定條件為：10L 并

23、聯(lián)振蕩回路的相頻特性并聯(lián)振蕩回路的相頻特性曲線的斜率就是負(fù)值，而曲線的斜率就是負(fù)值，而且且Q Q值越大，相頻特性曲值越大，相頻特性曲線就越陡直，相應(yīng)振蕩器線就越陡直，相應(yīng)振蕩器的穩(wěn)定性就越高。的穩(wěn)定性就越高。Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路（五）（五） 振蕩線路舉例振蕩線路舉例Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩電路的組成振蕩電路的組成放大環(huán)節(jié)放大環(huán)節(jié)：滿足起振條件和振幅平衡條件；：滿足起振條件和振幅平衡條件；反饋環(huán)節(jié)反饋環(huán)節(jié)：形成正反饋，滿足相位平衡條件；：形成正反饋，滿足相位平衡條件；正

24、弦波振蕩電路一般由以下幾個(gè)環(huán)節(jié)組成：正弦波振蕩電路一般由以下幾個(gè)環(huán)節(jié)組成：Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路正弦波振蕩電路一般由以下幾個(gè)環(huán)節(jié)組成：正弦波振蕩電路一般由以下幾個(gè)環(huán)節(jié)組成： 選頻環(huán)節(jié)選頻環(huán)節(jié)：產(chǎn)生單一頻率的正弦波振蕩。這個(gè)環(huán)節(jié)可：產(chǎn)生單一頻率的正弦波振蕩。這個(gè)環(huán)節(jié)可以包含在放大環(huán)節(jié)中（如以包含在放大環(huán)節(jié)中（如LCLC選頻放大器），也可以包含在選頻放大器），也可以包含在反饋環(huán)節(jié)中（如具有選頻特性的反饋環(huán)節(jié)中（如具有選頻特性的RCRC串并聯(lián)反饋網(wǎng)絡(luò)）；串并聯(lián)反饋網(wǎng)絡(luò)）；振蕩電路的組成振蕩電路的組成Guo JiaoNorthwest A&

25、amp;F University高頻電子線路正弦波振蕩電路一般由以下幾個(gè)環(huán)節(jié)組成：正弦波振蕩電路一般由以下幾個(gè)環(huán)節(jié)組成： 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：穩(wěn)定輸出信號(hào)的幅度，改善波形。注意這個(gè)：穩(wěn)定輸出信號(hào)的幅度，改善波形。注意這個(gè)環(huán)節(jié)既可以直接利用放大器件的非線性自動(dòng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅，也可環(huán)節(jié)既可以直接利用放大器件的非線性自動(dòng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅，也可以通過加入特定的穩(wěn)幅電路來實(shí)現(xiàn)。以通過加入特定的穩(wěn)幅電路來實(shí)現(xiàn)。振蕩電路的組成振蕩電路的組成Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路 1. 1.電路組成電路組成 右圖為一變壓器反饋式右圖為一變壓器反饋式LCLC振蕩電路。振蕩電路。LC

26、LC并聯(lián)回路作為三并聯(lián)回路作為三極管的集電極負(fù)載，是振蕩電極管的集電極負(fù)載，是振蕩電路的選頻網(wǎng)絡(luò)。變壓器反饋式路的選頻網(wǎng)絡(luò)。變壓器反饋式振蕩電路由放大電路、反饋網(wǎng)振蕩電路由放大電路、反饋網(wǎng)絡(luò)和選頻網(wǎng)絡(luò)三部分組成。電絡(luò)和選頻網(wǎng)絡(luò)三部分組成。電路中三個(gè)線圈作變壓器耦合。路中三個(gè)線圈作變壓器耦合。線圈線圈L L與電容與電容C C組成選頻網(wǎng)絡(luò)，組成選頻網(wǎng)絡(luò)，L2L2是反饋線圈，與負(fù)載相接的是反饋線圈，與負(fù)載相接的L3L3為輸出線圈。為輸出線圈。振蕩線路舉例振蕩線路舉例互感耦合振蕩器互感耦合振蕩器Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路 2. 2.振蕩條件及振

27、蕩頻率振蕩條件及振蕩頻率 集電極輸出信號(hào)與基極的相位差為集電極輸出信號(hào)與基極的相位差為180180，通過變壓器，通過變壓器的適當(dāng)連接，使的適當(dāng)連接，使L2L2兩端的反饋交流電壓又產(chǎn)生兩端的反饋交流電壓又產(chǎn)生180180相移，相移，即可滿足振蕩相位條件。自激振蕩的頻率基本上由即可滿足振蕩相位條件。自激振蕩的頻率基本上由LCLC并聯(lián)并聯(lián)諧振回路決定。即諧振回路決定。即振蕩線路舉例振蕩線路舉例互感耦合振蕩器互感耦合振蕩器012fLCGuo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路振蕩線路舉例振蕩線路舉例互感耦合振蕩器互感耦合振蕩器Guo JiaoNorthwest

28、 A&F University高頻電子線路 當(dāng)電路電源接通瞬間，在集電極選頻電路中激起當(dāng)電路電源接通瞬間，在集電極選頻電路中激起一個(gè)很微弱的電流變化信號(hào)。選頻電路只對(duì)諧振頻一個(gè)很微弱的電流變化信號(hào)。選頻電路只對(duì)諧振頻率率f f0 0的電流，呈現(xiàn)很大阻抗。該頻率的電流在回路兩的電流，呈現(xiàn)很大阻抗。該頻率的電流在回路兩端產(chǎn)生電壓降，這個(gè)電壓降經(jīng)變壓器端產(chǎn)生電壓降，這個(gè)電壓降經(jīng)變壓器 耦合到耦合到L L2 2，反，反饋到三極管的輸入端；對(duì)非諧振頻率的電流，饋到三極管的輸入端；對(duì)非諧振頻率的電流，LCLC諧諧振回路呈現(xiàn)的阻抗很小，回路兩端幾乎不產(chǎn)生電壓振回路呈現(xiàn)的阻抗很小，回路兩端幾乎不產(chǎn)生電

29、壓降，降，L L2 2中也就沒有非諧振頻率信號(hào)的電壓降，當(dāng)然中也就沒有非諧振頻率信號(hào)的電壓降，當(dāng)然這些信號(hào)也沒有反饋。諧振信號(hào)經(jīng)反饋、放大、再這些信號(hào)也沒有反饋。諧振信號(hào)經(jīng)反饋、放大、再反饋就形成振蕩。當(dāng)改變反饋就形成振蕩。當(dāng)改變L L或或C C的參數(shù)時(shí)，振蕩頻率的參數(shù)時(shí)，振蕩頻率將放生改變。將放生改變。振蕩線路舉例振蕩線路舉例互感耦合振蕩器互感耦合振蕩器Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路 3. 3.電路特點(diǎn)電路特點(diǎn) 變壓器反饋式振蕩電路的特點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，變壓器反饋式振蕩電路的特點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易起振，改變電容大小可方便地調(diào)節(jié)振蕩頻率。

30、容易起振，改變電容大小可方便地調(diào)節(jié)振蕩頻率。在應(yīng)用時(shí)要特別注意線圈在應(yīng)用時(shí)要特別注意線圈L2L2的極性，否則沒有正的極性，否則沒有正反饋，無法振蕩。反饋，無法振蕩。振蕩線路舉例振蕩線路舉例互感耦合振蕩器互感耦合振蕩器Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路 正弦振蕩器工作原理包括正弦振蕩器工作原理包括 起振條件：起振條件： 平衡條件：平衡條件： 總結(jié)總結(jié) 平衡時(shí)平衡時(shí) ，起振時(shí)，起振時(shí)則則K Kv0 v0 KvKv說明起振時(shí)說明起振時(shí)K Kv0v0最大，永遠(yuǎn)大于平衡時(shí)的最大，永遠(yuǎn)大于平衡時(shí)的KvKv。1,2(0,1,2,)TKFnn 1,2(0,1,

31、2,)TKFnn 1KF 1KF Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路 振蕩器的靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)在軟激勵(lì)狀態(tài)（即振蕩器的靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)在軟激勵(lì)狀態(tài)（即放大器略偏向截止方向）；放大器略偏向截止方向）； 若從起振到穩(wěn)幅是由晶體管伏安特性的非線性若從起振到穩(wěn)幅是由晶體管伏安特性的非線性和自給反偏壓電路共同作用的結(jié)果，則稱為內(nèi)穩(wěn)和自給反偏壓電路共同作用的結(jié)果，則稱為內(nèi)穩(wěn)幅；若是外電路作用達(dá)到穩(wěn)幅，則稱為外穩(wěn)幅。幅；若是外電路作用達(dá)到穩(wěn)幅，則稱為外穩(wěn)幅。 判斷判斷總結(jié)總結(jié)u判斷振蕩器是否可能振蕩判斷振蕩器是否可能振蕩首先看電路供電是首先看電路供電是 否正

32、確；二是看是否滿足相位平衡條件。否正確；二是看是否滿足相位平衡條件。u判斷振蕩器是否能起振判斷振蕩器是否能起振在滿足相位平衡的條在滿足相位平衡的條 件下，還得判斷是否滿足振幅起振條件。件下，還得判斷是否滿足振幅起振條件。Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路4.2 LC4.2 LC振蕩器振蕩器第四章第四章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路（一）振蕩器的組成原則（一）振蕩器的組成原則Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路 1、振蕩

33、基本電路、振蕩基本電路三端式的概念三端式的概念 Ic.VUb.Uc.X2X1X3I.三端式振蕩器的組成 振蕩器的組成原則振蕩器的組成原則bce123基本電路就是通常所說的三端式（基本電路就是通常所說的三端式（又稱三點(diǎn)式）的振蕩又稱三點(diǎn)式）的振蕩器，即器，即LC回路的三個(gè)端點(diǎn)與晶體管的三個(gè)電極分別連接回路的三個(gè)端點(diǎn)與晶體管的三個(gè)電極分別連接而成的電路而成的電路，如圖所示：，如圖所示：Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路 2、三端式振蕩電路的構(gòu)成原則、三端式振蕩電路的構(gòu)成原則振蕩器的組成原則振蕩器的組成原則 根據(jù)諧振回路的性質(zhì)，根據(jù)諧振回路的性質(zhì)，諧

34、振時(shí)回路應(yīng)呈純電阻性，諧振時(shí)回路應(yīng)呈純電阻性，因而有因而有因此，因此，三個(gè)電抗元件不能是同性質(zhì)元件。三個(gè)電抗元件不能是同性質(zhì)元件。 一般情況下，一般情況下，回路回路Q值很高值很高，因此回路電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于，因此回路電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于晶體管的基極電流晶體管的基極電流Ib、集電極電流、集電極電流Ic以及發(fā)射極電流以及發(fā)射極電流Ie，故有故有1230XXX2bUjX I1cUjX I 因此，因此，X1，X2應(yīng)為同性質(zhì)的電抗元件。應(yīng)為同性質(zhì)的電抗元件。Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路 綜上所述，從相位平衡條件綜上所述，從相位平衡條件判斷三端式振蕩器電路判斷三端

35、式振蕩器電路(所所示圖示圖)能否振蕩的原則為：能否振蕩的原則為：振蕩器的組成原則振蕩器的組成原則1）X1、X2應(yīng)為同性質(zhì)的電抗元件。應(yīng)為同性質(zhì)的電抗元件。即與晶體管發(fā)即與晶體管發(fā)射極相連的兩個(gè)電抗元件性質(zhì)相同，要么均為感性元射極相連的兩個(gè)電抗元件性質(zhì)相同，要么均為感性元件，要么均為容性元件。件，要么均為容性元件。可以簡(jiǎn)稱為：可以簡(jiǎn)稱為：“射同余異射同余異”或或“射同基反射同基反”。2）X3與與X1、X2的電抗性質(zhì)相反。的電抗性質(zhì)相反。即與晶體管基極即與晶體管基極相連的兩個(gè)電抗元件性質(zhì)相反。相連的兩個(gè)電抗元件性質(zhì)相反。若放大器為場(chǎng)效應(yīng)管試概括結(jié)論。若放大器為場(chǎng)效應(yīng)管試概括結(jié)論。Guo JiaoN

36、orthwest A&F University高頻電子線路 三端式振蕩器有兩種基本電路，（三端式振蕩器有兩種基本電路，（a）圖中）圖中X1和和X2均均為容性，為容性，X3為感性，滿足三端式振蕩器的組成原則、為感性，滿足三端式振蕩器的組成原則、反反饋網(wǎng)絡(luò)饋網(wǎng)絡(luò)是由是由電容元件完成電容元件完成的，稱為的，稱為電容反饋振蕩器電容反饋振蕩器，也，也稱為稱為考必茲（考必茲（Colpitts）振蕩器）振蕩器。振蕩器的組成原則振蕩器的組成原則兩種基本的三端式振蕩器兩種基本的三端式振蕩器a 電容反饋振蕩器電容反饋振蕩器 b 電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器LC2C1V(a)CL2L1V(b)X2X1X3X

37、3X1X2Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路 （b）圖中）圖中X1和和X2均為感性，均為感性，X3為容性，滿足三端式為容性，滿足三端式振蕩器的組成原則、振蕩器的組成原則、反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)是由是由電感元件完成電感元件完成的，稱的，稱為為電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器，也稱為，也稱為哈特萊（哈特萊（Hartley）振蕩器）振蕩器。振蕩器的組成原則振蕩器的組成原則兩種基本的三端式振蕩器兩種基本的三端式振蕩器a 電容反饋振蕩器電容反饋振蕩器 b 電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器LC2C1V(a)CL2L1V(b)X2X1X3X3X1X2Guo JiaoNor

38、thwest A&F University高頻電子線路 【例例】右圖所示為一三回路振蕩器的等效電路，設(shè)有下右圖所示為一三回路振蕩器的等效電路，設(shè)有下列四種情況：列四種情況： 1） 2） 3） 4）振蕩器的組成原則振蕩器的組成原則 試分析上述四種情況是否都能振蕩，振蕩頻率試分析上述四種情況是否都能振蕩，振蕩頻率f1與回與回路諧振頻率有何關(guān)系？屬于何種類型的振蕩器？路諧振頻率有何關(guān)系？屬于何種類型的振蕩器？112233LCL CL C112233LCL CL C112233LCL CL C112233LCL CL CGuo JiaoNorthwest A&F University高

39、頻電子線路 題意分析：題意分析：該電路屬于三端式振蕩器，是否能振蕩就要看是否滿足“射同余異”的原則，即要讓L1、C1回路與L2、C2回路在振蕩時(shí)呈現(xiàn)的電抗性質(zhì)相同，L3、C3回路與它們的電抗性質(zhì)不同。圖中三個(gè)回路均為并聯(lián)諧振回路，根據(jù)并聯(lián)諧振回路的相頻特性可知，工作頻率大于回路的諧振頻率時(shí)，回路呈現(xiàn)容性；工作頻率小于回路的諧振頻率時(shí)，回路呈感性。振蕩器的組成原則振蕩器的組成原則解解：要使得電路可能振蕩，根據(jù)三端式振蕩器的組成原則有：L1、C1回路與L2、C2回路在振蕩時(shí)呈現(xiàn)的電抗性質(zhì)相同，L3、C3回路與它們的電抗性質(zhì)不同。又由于三個(gè)回路都是并聯(lián)諧振回路，根據(jù)并聯(lián)諧振回路的相頻特性，該電路要能

40、夠振蕩三個(gè)回路的諧振頻率必須滿足：030102030102max,min,ffffff或Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路 所以：所以： 振蕩器的組成原則振蕩器的組成原則010203fff1）： ，故電路可能振蕩，可能振蕩的頻率f1為 ，屬于電容反饋式振蕩器； 02103fff010203fff2）： ，故電路可能振蕩，可能振蕩的頻率f1為 ，屬于電感反饋式振蕩器； 02103fff010203fff3）： ，故電路可能振蕩，可能振蕩的頻率f1為 ，屬于電容反饋式振蕩器； 0102103ffff010203fff4）： ，故電路不可能振蕩。Gu

41、o JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路對(duì)于該題也可直接通過相頻特性曲線相頻特性曲線來求解，如第1）問：因?yàn)?，特畫出特性曲線如圖，三個(gè)頻率將頻率軸分為四段，當(dāng) 時(shí)，三回路均為感性，不滿足射同余異原則；當(dāng) 時(shí)，L1、C1回路為容性，其它兩個(gè)為感性，不滿足射同余異原則； 時(shí)，L1、C1回路，L2、C2回路為容性，L3、C3回路為感性，顯然滿足射同余異原則；而當(dāng) 時(shí)，三回路均為容性，不滿足射同余異原則。 振蕩器的組成原則振蕩器的組成原則010203fff01ff0102fff0203fff03ff因此：振蕩條件為 ，屬于電容反饋式振蕩器。0203fffGuo

42、 JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路下圖是一些常見的振蕩器的高頻電路，大家可以自行判斷它們是由哪種基本線路演變而來的。振蕩器的組成原則振蕩器的組成原則幾種常見振蕩器的高頻電路Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路（二）（二） 電容反饋振蕩器電容反饋振蕩器Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路 下圖中圖下圖中圖a是一是一電容反饋振蕩器的實(shí)際電路電容反饋振蕩器的實(shí)際電路，圖，圖b是其是其交流等效電路交流等效電路。電容反饋振蕩器電容反饋振蕩器1、元器件作用分析、元器件

43、作用分析Lc高頻扼流圈；Ce旁路電路；Cb隔直電容。Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路電容反饋振蕩器電容反饋振蕩器2、電路的振蕩頻率及起振條件、電路的振蕩頻率及起振條件電路的高頻小信號(hào)等效電路如圖電路的高頻小信號(hào)等效電路如圖c所示，其中做了如下簡(jiǎn)化：所示，其中做了如下簡(jiǎn)化：電容反饋振蕩器電路電容反饋振蕩器電路a）交流等效電路；）交流等效電路；b）高頻等效電路）高頻等效電路Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路電容反饋振蕩器電容反饋振蕩器A、忽略了晶體段內(nèi)部反饋的影響，即、忽略了晶體段內(nèi)部反饋的影響，

44、即B、忽略了晶體管的輸入輸出電容的影響、忽略了晶體管的輸入輸出電容的影響C、忽略了晶體管集電極電流對(duì)輸入信號(hào)的相移，將、忽略了晶體管集電極電流對(duì)輸入信號(hào)的相移，將Yfe用跨導(dǎo)用跨導(dǎo)gm表示。表示。(1) 振蕩頻率：振蕩頻率：聯(lián)立求解聯(lián)立求解I的表達(dá)式，的表達(dá)式，令其環(huán)路增益令其環(huán)路增益T虛部為零可得振蕩頻率：虛部為零可得振蕩頻率：21biembboeLIUj cgIg UUj Igj cg 0reY Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路電容反饋振蕩器電容反饋振蕩器其中：其中：C為回路的總電容為回路的總電容由圖（由圖（c）可知，當(dāng)）可知，當(dāng)不考慮不

45、考慮gie的影響的影響時(shí)，時(shí)，反饋系數(shù)反饋系數(shù)F（jw）的大小為）的大小為（2）起振條件）起振條件1121()ieoeLgggLCCC1212CCCCC101LC12211()1bFcUCCkF jUCCGuo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路電容反饋振蕩器電容反饋振蕩器將將gie折算到放大器輸出端折算到放大器輸出端，有，有故有起振條件為：故有起振條件為：則由振蕩器的則由振蕩器的振幅起振條件振幅起振條件 ，可以得到，可以得到因此，因此，放大器總的負(fù)載電導(dǎo)放大器總的負(fù)載電導(dǎo)gL為為通常起振時(shí)環(huán)路增益取3-522bieieFiecUggk gU 2LFi

46、eoeLgk ggg1fLY R F21mFFieoeLg kk ggg1()moeieFFgggg kkGuo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路（三）（三） 電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器下圖是一電感反饋振蕩器的實(shí)際電路和交流等效電路。下圖是一電感反饋振蕩器的實(shí)際電路和交流等效電路。1、振蕩頻率、振蕩頻率Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器Guo JiaoNorth

47、west A&F University高頻電子線路電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器同電容反饋振蕩器的分析一樣，同電容反饋振蕩器的分析一樣，振蕩器的振蕩頻率可以用回路振蕩器的振蕩頻率可以用回路的諧振頻率近似表示，的諧振頻率近似表示，即即式中，式中，L為回路的總電感，為回路的總電感，實(shí)際上，由相位平衡條件分析，實(shí)際上，由相位平衡條件分析，振蕩器的振蕩頻率表達(dá)式振蕩器的振蕩頻率表達(dá)式為為101LC122LLLM12121()()ieoeLLCgggL LMGuo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器2、起振條件、起振條件由起振條

48、件分析，同樣得起振時(shí)由起振條件分析，同樣得起振時(shí)gm應(yīng)該滿足應(yīng)該滿足工程上在計(jì)算反饋系數(shù)時(shí)不考慮工程上在計(jì)算反饋系數(shù)時(shí)不考慮gie的影響，反饋系數(shù)的的影響，反饋系數(shù)的大小為大小為21F()FLMKjLM1()moeLieFFgggg KKGuo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路3 3、電容反饋式振蕩器與電感反饋式振蕩器特點(diǎn)比較、電容反饋式振蕩器與電感反饋式振蕩器特點(diǎn)比較電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器考畢茲電路的優(yōu)點(diǎn)：考畢茲電路的優(yōu)點(diǎn)：1 1）電容反饋三端電路的振蕩波形好。）電容反饋三端電路的振蕩波形好。2 2）電流的頻率穩(wěn)定度高，適當(dāng)加大回路的總電量，

49、就可以）電流的頻率穩(wěn)定度高，適當(dāng)加大回路的總電量，就可以減小不穩(wěn)定因素對(duì)振蕩頻率的影響。減小不穩(wěn)定因素對(duì)振蕩頻率的影響。3 3）電容三端電路的工作頻率可以做得較高，可直接利用振）電容三端電路的工作頻率可以做得較高，可直接利用振蕩管的輸出、輸入電容作為回路的振蕩電容。它的工作頻率蕩管的輸出、輸入電容作為回路的振蕩電容。它的工作頻率可做到幾十可做到幾十MHzMHz到幾百到幾百M(fèi)HzMHz的甚高頻波段范圍。的甚高頻波段范圍。電路的缺點(diǎn)：電路的缺點(diǎn)：調(diào)調(diào)C C1 1或或C C2 2來改變振蕩頻率時(shí)，反饋系數(shù)也將改變。但只要在來改變振蕩頻率時(shí)，反饋系數(shù)也將改變。但只要在L L兩端并上一個(gè)可變電容器，并令

50、兩端并上一個(gè)可變電容器，并令C1C1和和C2C2為固定電容，則在為固定電容，則在調(diào)整頻率時(shí)，基本上不會(huì)影響反饋系數(shù)。調(diào)整頻率時(shí)，基本上不會(huì)影響反饋系數(shù)。Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器哈特萊電路的優(yōu)點(diǎn)：哈特萊電路的優(yōu)點(diǎn)：1 1）L1L1、L2L2之間有互感，反饋較強(qiáng)，容易起振。之間有互感，反饋較強(qiáng)，容易起振。2 2）振蕩頻率調(diào)節(jié)方便，只要調(diào)整電容）振蕩頻率調(diào)節(jié)方便，只要調(diào)整電容C C的大小即可。的大小即可。3 3）而且）而且C C的改變基本上不影響電路的反饋系數(shù)。的改變基本上不影響電路的反饋系數(shù)。電路的缺點(diǎn)：電路的

51、缺點(diǎn)：1 1）、振蕩波形不好，因?yàn)榉答侂妷菏窃陔姼猩汐@得，而電）、振蕩波形不好，因?yàn)榉答侂妷菏窃陔姼猩汐@得，而電感對(duì)高次諧波呈高阻抗，因此對(duì)高次諧波的反饋較強(qiáng)，使波感對(duì)高次諧波呈高阻抗，因此對(duì)高次諧波的反饋較強(qiáng)，使波形失真大；形失真大；2 2）電感反饋三端電路的振蕩頻率不能做得太高，這是因?yàn)椋╇姼蟹答伻穗娐返恼袷庮l率不能做得太高，這是因?yàn)轭l率太高，頻率太高，L L太小且分布參數(shù)的影響太大。太小且分布參數(shù)的影響太大。Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器 例例 檢查圖示的振蕩器線路，有哪些錯(cuò)誤？并加以改正。檢查圖示的振蕩

52、器線路，有哪些錯(cuò)誤？并加以改正。題意分析：題意分析：檢查振蕩器線路是否正確的一般步驟為：檢查振蕩器線路是否正確的一般步驟為：（1 1）檢查交流通路是否正確及是否存在正反饋，正反饋的）檢查交流通路是否正確及是否存在正反饋，正反饋的判斷對(duì)互感耦合電路應(yīng)檢查同名端，對(duì)三端式電路檢查是否判斷對(duì)互感耦合電路應(yīng)檢查同名端，對(duì)三端式電路檢查是否滿足滿足“射同余異射同余異”的組成原則；的組成原則；Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器（2 2）檢查直流通路是否正確。需要進(jìn)一步注意的是，為了）檢查直流通路是否正確。需要進(jìn)一步注意的是，為了

53、滿足起振的振幅條件，起振時(shí)應(yīng)使放大器工作在線性放大區(qū)，滿足起振的振幅條件，起振時(shí)應(yīng)使放大器工作在線性放大區(qū)，即即對(duì)于三極管電路，直流通路應(yīng)使得對(duì)于三極管電路，直流通路應(yīng)使得E E結(jié)正偏，結(jié)正偏，C C結(jié)反偏；對(duì)結(jié)反偏；對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)管電路，如果是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管或耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管，于場(chǎng)效應(yīng)管電路，如果是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管或耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管，應(yīng)使應(yīng)使U UGSGS在在0 0至至U UP P之間，如果是增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管，應(yīng)使之間，如果是增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管，應(yīng)使U UGSGS大于大于門限電壓，而選擇門限電壓，而選擇U UDSDS時(shí)時(shí)N N溝道的場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)大于溝道的場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)大于0 0，P P溝道的溝道的場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)小于場(chǎng)效應(yīng)

54、管應(yīng)小于0 0。Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器解：圖（解：圖（a a）為互感耦合的振蕩器，交流通路正確，但反饋）為互感耦合的振蕩器，交流通路正確，但反饋為負(fù)反饋，故應(yīng)改變同名端；檢查直流通路發(fā)現(xiàn)，基極直流為負(fù)反饋，故應(yīng)改變同名端；檢查直流通路發(fā)現(xiàn)，基極直流電位被短路接地，故應(yīng)加隔直電容。改正后的電路如圖所示：電位被短路接地，故應(yīng)加隔直電容。改正后的電路如圖所示：Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器 圖（圖（b b）為三端式的振蕩器，檢查交

55、流通路時(shí)發(fā)現(xiàn)基極）為三端式的振蕩器，檢查交流通路時(shí)發(fā)現(xiàn)基極懸空，而發(fā)射極由于旁路電路懸空，而發(fā)射極由于旁路電路CECE的存在，使其短路接地，回的存在，使其短路接地，回路電容路電容C1C1被短路掉，故去掉旁路電容被短路掉，故去掉旁路電容CECE、基極增加一旁路電、基極增加一旁路電容，這樣才能滿足三端式組成原則；直流通路正確。改正后容，這樣才能滿足三端式組成原則；直流通路正確。改正后的電路為：的電路為：Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器 圖（圖（c c）為場(chǎng)效應(yīng)管三端式電路，交流通路正確；檢查）為場(chǎng)效應(yīng)管三端式電路，交流

56、通路正確；檢查直流通路發(fā)現(xiàn)，柵極無直流偏置，故應(yīng)加直流偏置電路，所直流通路發(fā)現(xiàn)，柵極無直流偏置，故應(yīng)加直流偏置電路，所加的直流偏置電路應(yīng)保證起振時(shí)工作在線性放大狀態(tài)。改正加的直流偏置電路應(yīng)保證起振時(shí)工作在線性放大狀態(tài)。改正后為后為Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路（四）（四） 改進(jìn)型電容反饋振蕩器改進(jìn)型電容反饋振蕩器Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路前面分析了前面分析了電容反饋振蕩器電容反饋振蕩器和和電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器的原理和特點(diǎn)：的原理和特點(diǎn)：改進(jìn)型電容反饋振蕩器改進(jìn)型電容反饋振蕩器

57、對(duì)于對(duì)于電容反饋振蕩器電容反饋振蕩器：輸出波形較好，輸出頻率較高，但振蕩輸出波形較好，輸出頻率較高，但振蕩頻率調(diào)節(jié)不方便；頻率調(diào)節(jié)不方便；對(duì)于對(duì)于電感反饋振蕩器電感反饋振蕩器：振蕩頻率調(diào)節(jié)比較方便，但輸出波形較振蕩頻率調(diào)節(jié)比較方便，但輸出波形較差、輸出頻率不能太高。差、輸出頻率不能太高。 無論是電容反饋振蕩器還是電感反饋振蕩器，無論是電容反饋振蕩器還是電感反饋振蕩器，晶體管的晶體管的極間電容均會(huì)對(duì)振蕩頻率有影響，而極間電容受環(huán)境溫度、極間電容均會(huì)對(duì)振蕩頻率有影響，而極間電容受環(huán)境溫度、電源電壓等因素的影響較大電源電壓等因素的影響較大，故他們的頻率穩(wěn)定度不高，需，故他們的頻率穩(wěn)定度不高，需要對(duì)其

58、進(jìn)行改進(jìn)，因此得到兩種改進(jìn)型電容反饋振蕩器要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，因此得到兩種改進(jìn)型電容反饋振蕩器克拉波振蕩器和西勒振蕩器?？死ㄕ袷幤骱臀骼照袷幤?。Guo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路1 1、克拉波振蕩器、克拉波振蕩器改進(jìn)型電容反饋振蕩器改進(jìn)型電容反饋振蕩器下圖為克拉波振蕩器的實(shí)際電路和交流等效電路。它是下圖為克拉波振蕩器的實(shí)際電路和交流等效電路。它是用電感用電感L L和可變電容和可變電容C C3 3（ C C3 3 C C1 1、C C2 2）的串聯(lián)電路代替原來電感。）的串聯(lián)電路代替原來電感。 克拉波振蕩器電路a 實(shí)際電路 b 交流等效電路Guo J

59、iaoNorthwest A&F University高頻電子線路回路的總電容為：回路的總電容為：改進(jìn)型電容反饋振蕩器改進(jìn)型電容反饋振蕩器晶體管以部分接入的形式接入回路，晶體管以部分接入的形式接入回路，減少了晶體管與回路間的耦合，其減少了晶體管與回路間的耦合，其接入系數(shù)接入系數(shù)為：為： 設(shè)并聯(lián)諧振回路（電感兩端）的諧振阻抗為設(shè)并聯(lián)諧振回路（電感兩端）的諧振阻抗為R R0 0，則，則等效到晶等效到晶體管體管cece兩端的負(fù)載電阻兩端的負(fù)載電阻為：為：123311111CCCCC3111CCpCC223001LCRp RRCGuo JiaoNorthwest A&F Univers

60、ity高頻電子線路由由 可知，可知，改進(jìn)型電容反饋振蕩器改進(jìn)型電容反饋振蕩器C C1 1、C C2 2越大，接入系數(shù)越小，晶體越大，接入系數(shù)越小，晶體管和回路的耦合越弱，電路越穩(wěn)定。管和回路的耦合越弱，電路越穩(wěn)定。但因?yàn)椋旱驗(yàn)椋?因此，因此，C C1 1過大，負(fù)載電阻過大，負(fù)載電阻R RL L將很小，放大器的增益就低，環(huán)將很小，放大器的增益就低，環(huán)路增益就小，可能導(dǎo)致振蕩器停振。路增益就小，可能導(dǎo)致振蕩器停振。 振蕩器的振蕩頻率和反饋系數(shù)分別為：振蕩器的振蕩頻率和反饋系數(shù)分別為：3111CCpCC223001LCRp RRC12311LCLC12FCKCGuo JiaoNorthwest A&F University高頻電子線路改進(jìn)型電容反饋振蕩器改進(jìn)型電容反饋振蕩器由上面分析可得：由上面分析可得：（1 1）由于電容）由于電容C C3 3遠(yuǎn)小于電容遠(yuǎn)小于電容C C1 1、C C2 2，所以電容，所以電容C C1 1、C C2 2對(duì)振蕩器對(duì)振蕩器的振蕩頻率影響不大，因此的振蕩頻率影響不大，因此可以通過調(diào)節(jié)可以通過調(diào)節(jié)C C3 3調(diào)節(jié)振蕩頻率；調(diào)節(jié)振蕩頻率；（2 2）由于反饋回路的反饋系數(shù)僅僅由）由于反饋回路的反饋系數(shù)僅僅由C C1 1和和C C2 2的比值決定，所的比值決定，所以以調(diào)節(jié)振蕩頻率不會(huì)影響反饋系數(shù)；調(diào)節(jié)振蕩頻率不會(huì)影響反饋系數(shù)；（3 3）由于晶體管的極間