第四章正弦振蕩電路

第四章正弦波振蕩器如何從無到有的產(chǎn)生正弦波一、概述自激式振蕩器定義：是指在沒有外加信號(hào)作用下的一種自動(dòng)將直流電源的能量變換為一定波形的交變振蕩能量的裝置。1.在信息傳輸系統(tǒng)的各種發(fā)射機(jī)中，就是把主振器（振蕩器）所產(chǎn)生的載波，經(jīng)過放大、調(diào)制而把信息發(fā)射出去的。2.在超外差式的各種接收機(jī)中，是由振蕩器產(chǎn)生一個(gè)“本地振蕩”信號(hào)，送入混頻器，才能將高頻信號(hào)變成中頻信號(hào)。3.在研制、調(diào)測各類電子設(shè)備時(shí)，常常需要信號(hào)源和各種測量儀器，在這些儀器中大多包含有振蕩器。例如高頻信號(hào)發(fā)生器、音頻信號(hào)發(fā)生器、Q表以及各種數(shù)字式測量儀表等。4.在工業(yè)生產(chǎn)中的高頻加熱、超聲焊接以及電子醫(yī)療器械也都廣泛應(yīng)用振蕩器。可見正弦波振蕩器在電子技術(shù)領(lǐng)域里有著廣泛的應(yīng)用。從工作原理來看：根據(jù)反饋回路的形式：變壓器反饋式、三點(diǎn)型LC、RC、晶體反饋式振蕩器是把有源器件接成正反饋環(huán)路來實(shí)現(xiàn)自激振蕩的，大多數(shù)振蕩器以這種原理工作負(fù)阻振蕩器則是以具有負(fù)阻效應(yīng)的器件來抵消諧振回路中的損耗電阻，從而使回路能維持等幅的正弦振蕩。工作頻率可高達(dá)幾千兆赫，在微波波段使用較多從構(gòu)成來看：根據(jù)有源器件的不同：晶體管、場效應(yīng)管、集成電路、壓控等等二、振蕩器的種類LC振蕩器和晶體振蕩器：產(chǎn)生高頻正弦波。RC振蕩器：產(chǎn)生低頻正弦波（1）（2）（3）（4）4.2反饋型振蕩電路的工作原理反饋振蕩器是由放大器、選頻網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)所組成的一個(gè)閉環(huán)環(huán)路，其中反饋網(wǎng)絡(luò)由無源器件組成。構(gòu)成反饋式正弦波振蕩電路的要素：放大電路的正反饋，從而產(chǎn)生自激振蕩選頻網(wǎng)絡(luò)或者相移網(wǎng)絡(luò)，以控制振蕩頻率和波形放大電路的非線性，以控制振蕩幅度與放大器不一樣，反饋振蕩器沒有外加激勵(lì)信號(hào)，其最初的激勵(lì)是在接通電源時(shí)，電路中存在各種電擾動(dòng)和熱噪聲等，這些小擾動(dòng)的幅度很小，具有很寬的頻譜。為了使放大器的輸出為一個(gè)固定頻率的正弦波，則閉環(huán)環(huán)路必須含有選頻網(wǎng)絡(luò)，通過選頻網(wǎng)絡(luò)從很寬的頻譜資源中選出需要的工作頻率，而將其余的頻率分量抑制掉，因此反饋振蕩器還必須有選頻網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)反饋振蕩器要正常的工作，必須滿足三個(gè)條件：起振條件、平衡條件以及穩(wěn)定條件。定義環(huán)路的增益為1．起振過程為了使振蕩器的輸出振蕩電壓在接通直流電源后由小增大，則要求反饋電壓幅度必須大于輸入信號(hào)幅度，反饋電壓相位必須與放大器輸入相位相同，也就是要求是正反饋，即振幅起振條件相位起振條件在起振的開始階段，振蕩的幅度還很小，電路尚未進(jìn)入非線性區(qū)，振蕩器可以作為線性電路來處理，即可用小信號(hào)電路等效模型分析起振條件。2．平衡過程振蕩幅度的增長過程不會(huì)一直無止境地進(jìn)行下去，當(dāng)反饋信號(hào)正好等于輸出電壓所需的輸入電壓時(shí)，振蕩幅度不再增大，電路進(jìn)入平衡狀態(tài)。則振蕩的平衡條件為振幅平衡條件相位平衡條件巴克豪森準(zhǔn)則(BarkhousenCriterien)：相位平衡條件是先決的、最本質(zhì)的條件3．穩(wěn)幅過程內(nèi)穩(wěn)幅：靠放大電路中晶體管所固有的非線性特性達(dá)到穩(wěn)定值小信號(hào)大信號(hào)輸出電壓從起振到穩(wěn)定的全過程：穩(wěn)定平衡狀態(tài)，干擾因素消失后振蕩能自動(dòng)回到原來的平衡狀態(tài)兩種可能的平衡狀態(tài)：不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，干擾因素消失后越來越偏離原來的平衡狀態(tài)穩(wěn)定條件：振幅穩(wěn)定條件的定義左圖中的B點(diǎn)即為穩(wěn)定平衡狀態(tài)振幅穩(wěn)定條件：硬激勵(lì)和軟激勵(lì)的區(qū)別相位穩(wěn)定條件的定義環(huán)路相位變化對(duì)角頻率的影響相位穩(wěn)定條件：例題1.反饋型正弦波振蕩器起振的振幅條件是：___，相位條件是：___。2.反饋型正弦波振蕩器的振幅平衡條件是：___，相位條件是：___。4.反饋型正弦波振蕩器的電路構(gòu)成，必須有：___，___，___。3.反饋型正弦波振蕩器的振幅穩(wěn)定條件是：___，相位穩(wěn)定條件是：___。【例】一LC振蕩器的實(shí)際電路，反饋網(wǎng)絡(luò)是由電感L和L1之間的互感M來實(shí)現(xiàn)，稱之為LC互感耦合振蕩器，其中電容Cb為耦合電容，電容Ce為高頻旁路電容，都為大電容。畫出交流等效電路，分析該電路滿足正反饋時(shí)其同名端的位置。解：耦合電容Cb和高頻旁路電容Ce在高頻時(shí)作為短路處理；LC并聯(lián)回路其接電源的一端作為接地處理；基極偏置電阻交流等效為Rb1//Rb2，但該電阻與晶體管be結(jié)電阻相比很大，此處作為斷路處理。該LC互感耦合振蕩器的交流等效電路如圖所示，根據(jù)瞬時(shí)極性法，當(dāng)電路滿足正反饋時(shí)，其同名端如圖所示。補(bǔ)：振蕩電路的工作狀態(tài)甲類UBEQ>UBE(on)Uim<UBEQ-UBE(on)優(yōu)點(diǎn)：頻率穩(wěn)定性好，輸出波形好甲類振蕩電路起振時(shí)只需：

略大于1，依靠放大區(qū)弱非線性穩(wěn)幅，工作點(diǎn)選擇在交流負(fù)載線中央、偏低，振蕩幅度建立過程如圖所示甲乙類振蕩電路起振時(shí)的 大于甲類情況甲乙類UBEQ>UBE(on)Uim>UBEQ-UBE(on)乙類UBEQ=UBE(on)丙類UBEQ<UBE(on)Uim>UBE(on)-UBEQ實(shí)用的小功率振蕩器多工作于甲乙類小功率振蕩器可直接工作在甲（乙）類大功率振蕩器多采用丙類振蕩電路直接負(fù)偏置的丙類電路無法直接起振：采用自偏電路可實(shí)現(xiàn)甲類起振、丙類工作：正弦波振蕩電路的線性頻域分析方法判別正弦振蕩電路能否振蕩的步驟：首先要檢查電路的結(jié)構(gòu)是否滿足反饋型正弦振蕩電路的必要因素其次是分析振蕩的平衡條件任何振蕩電路起振時(shí)，Vi都很小，放大電路工作在晶體管的線性工作區(qū)，因此在起振階段可以用小信號(hào)模型構(gòu)成的微變等效電路進(jìn)行計(jì)算。只要滿足起振條件，靠晶體管的非線性最終一定能夠得到穩(wěn)定的等幅振蕩小信號(hào)等效電路起振條件,振蕩頻率1.開環(huán)法開環(huán)法定義與步驟：畫交流通路，判別是否滿足振蕩的相位平衡條件畫微變等效電路，并在某一點(diǎn)開環(huán)。開環(huán)后應(yīng)保證原來的工作條件不變計(jì)算開環(huán)傳遞函數(shù)，利用相位平衡條件確定振蕩角頻率利用ω0角頻率下的平衡條件，確定維持振蕩幅度所需要的gm值gm0選擇晶體管的gm使gm>gm0，此時(shí)電路滿足起振條件2.閉環(huán)法閉環(huán)法的定義與步驟：畫交流通路，判別是否滿足振蕩的相位平衡條件畫微變等效電路，并列寫出電路方程，這是一組線性齊次方程組令線性方程組復(fù)系數(shù)矩陣的行列式Δ=0解Δ=0，可確定振蕩角頻率ω0和維持振蕩幅度所需的gm值gm0選擇晶體管的gm使gm>gm0，此時(shí)電路滿足起振條件按照甲類的方法使用小信號(hào)交流等效電路來計(jì)算起振時(shí)的放大倍數(shù)但實(shí)際電路中往往在振幅達(dá)到平衡時(shí)已經(jīng)進(jìn)入強(qiáng)非線性區(qū)，此時(shí)應(yīng)使用基波來進(jìn)行分析，即利用丙類放大電路的分析方法注意這兩種方法的局限性：經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù)為在視器件輸入端為開路時(shí)，設(shè)置反饋系數(shù)為1/2-1/10試比較甲類和甲類起振丙類工作振蕩器輸出信號(hào)的振幅穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性。甲類：易起振，易停振，幅度穩(wěn)定性差。放大電路輸出波形無失真，單一頻率。頻率穩(wěn)定性好。甲類起振丙類工作：易起振，不易停振，幅度穩(wěn)定性好。放大電路輸出波形有極大非線性失真，多頻率，頻率穩(wěn)定性差。思考4.3LC振蕩電路定義：利用LC元件組成選頻網(wǎng)絡(luò)的反饋性振蕩電路4.3.0調(diào)諧型振蕩電路采用互感耦合線圈作為反饋網(wǎng)絡(luò)。依據(jù)諧振回路接在晶體管的電極位置可命名為調(diào)基、調(diào)集、調(diào)射電路。4.3.1三點(diǎn)型LC振蕩電路三點(diǎn)型振蕩電路：將三個(gè)電抗元件分別接在晶體管的三個(gè)電極間產(chǎn)生振蕩的基本條件？正反饋相位平衡諧振網(wǎng)絡(luò)回路諧振時(shí)，ic,ib,ie遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于諧振電流則回路總阻抗：三個(gè)電抗元件不能同時(shí)為電感或電容！需由兩種不同性質(zhì)元件構(gòu)成。能否起振？什么情況下起振？相位平衡電壓關(guān)系綜上，從相位平衡條件判斷三點(diǎn)式振蕩器能否振蕩的原則是：與發(fā)射極相連的為同性質(zhì)電抗元件，不與發(fā)射極相連的為異性質(zhì)電抗元件（射同它異）。電容三點(diǎn)式振蕩器也稱考畢茲(Colpitts)振蕩器電感三點(diǎn)式振蕩器，也稱哈特萊(Hartley)振蕩器【例】圖示電路，兩個(gè)LC并聯(lián)回路的諧振頻率分別

是和，請(qǐng)問電路是否能夠發(fā)生振蕩？若能，求振蕩頻率f0與f1、f2的關(guān)系。解：要使電路能夠正常振蕩，需滿足三端式電路的組成原則。由于連接基極與集電極的為電容，故電路只能組成電感三點(diǎn)式振蕩器，即L1C1、L2C2回路應(yīng)呈感性。由于LC并聯(lián)回路諧振頻率大于工作頻率時(shí)，回路呈感性，即應(yīng)滿足：例：試用相位條件的判斷準(zhǔn)則，判明圖示的LC振蕩器交流等效電路，哪個(gè)可以振蕩？哪個(gè)不可以振蕩？或在什么條件下才能振蕩？

例：試判斷該電路是否能振蕩？若可以振蕩，說明其振蕩條件。若不能，改正之。一、三點(diǎn)式電容振蕩電路（考畢茲電路）(1)忽略反向傳輸導(dǎo)納，Yre=0。(2)由于晶體管的輸入、輸出電容本身比C1、C2小很多，這里忽略晶體管的輸入、輸出電容。(3)忽略晶體管正向傳輸導(dǎo)納的相移，用跨導(dǎo)gm表示。在圖中，gp表示除晶體管外的電路中所有電導(dǎo)折算到ce兩端的總電導(dǎo)。思路：分析諧振求解諧振頻率分析反饋求解增益AF利用平衡條件解出晶體管參數(shù)1.分析其諧振特性，求解諧振頻率2.分析其反饋特性，判斷是否能發(fā)生正反饋當(dāng)選頻網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)頻率為ωp時(shí)，選頻網(wǎng)絡(luò)與放大電路的反相作用相加，從而可以構(gòu)成正反饋3.求解放大電路與選頻電路的增益定義反饋系數(shù)F：將gie折算到ce端，因此放大器總的負(fù)載電阻為注：課本中R0與這里的Rp接的位置不同，但意義相同。RsRi環(huán)路諧振時(shí)的總增益為振蕩器的振幅起振條件為4.利用平衡條件，確定產(chǎn)生和維持振蕩的晶體管參數(shù)。振幅條件相位平衡條件已在2的分析中滿足整理并小結(jié)：振蕩角頻率：能否正反饋：能，相位平衡條件滿足電路增益：振幅平衡條件：考慮極間電容，實(shí)際角頻率略大于所求值。通常考慮易起振又不致使振蕩波形的非線性失真嚴(yán)重，F(xiàn)都選得較小，大約在0.01~0.5之間二、三點(diǎn)式電感振蕩電路（哈特萊電路）類似于電容三點(diǎn)式振蕩器的分析方法，有：振蕩頻率為相位關(guān)系為：反饋系數(shù)為：根據(jù)平衡條件可求出的晶體管參數(shù)β若M=0：對(duì)全耦合電路，有：三端電感振蕩電路優(yōu)點(diǎn)：容易通過調(diào)節(jié)電容改變振蕩頻率，調(diào)節(jié)時(shí)不影響反饋系數(shù)三端電感振蕩電路缺點(diǎn)：輸出端和反饋端均為電感，振蕩波形不太好電感上的分布電容和晶體管的極間電容影響環(huán)路增益，電路的振蕩頻率不能過高三端電容振蕩電路優(yōu)點(diǎn)：輸入和反饋端是電容，對(duì)高次諧波電抗小，振蕩波形好只要減小電容就能提高振蕩頻率，若不外加電容，僅利用晶體管的極間電容作回路電容，則振蕩頻率可高達(dá)幾百兆赫，甚至上千兆赫三端電容振蕩電路缺點(diǎn)：改變頻率不方便，適用于作為固定頻率的振蕩器C1和C2接在晶體管集射極和基射極上，振蕩頻率越高，C1和C2的電抗越小，此時(shí)晶體管的極間電容將直接影響到C1和C2，從而影響振蕩頻率的穩(wěn)定性4.4改進(jìn)型電容三端式振蕩器由于晶體管的輸入、輸出電容與電容三端式振蕩器和電感三端式振蕩器的回路并聯(lián)，影響回路的等效電抗元件參數(shù)。而晶體管的輸入、輸出電容受環(huán)境溫度、電源電壓等因素的影響較大，所以上述兩種振蕩器的頻率穩(wěn)定度不高，一般在10-3數(shù)量級(jí)。為了提高頻率穩(wěn)定度，需要對(duì)電路作改進(jìn)以減少晶體管輸入、輸出電容對(duì)回路的影響，可以采用削弱晶體管與回路之間耦合的方法，在電容三點(diǎn)式振蕩器的基礎(chǔ)上，得到兩種改進(jìn)型電容反饋式振蕩器——克拉潑(Clapp)振蕩器和西勒(Siler)振蕩器。減小三極管極間電容的影響1．克拉潑振蕩器各電容值取值規(guī)定如下：C3<<C1，C3<<C2，這樣可使電路的振蕩頻率近似只與C3、L有關(guān)。(a)實(shí)用電路(b)交流等效電路由圖(b)可得諧振回路的總電容為則振蕩頻率為由此可見，C1，C2對(duì)振蕩頻率的影響顯著減少，那么與之并聯(lián)的晶體管的輸入、輸出電容的影響也就減小了。諧振回路中接入C3后，雖然振蕩器頻率穩(wěn)定度得到了提高，調(diào)節(jié)C3不會(huì)改變反饋系數(shù)，但是C1不能太大，C3不能太小，否則將影響振蕩器的起振。假設(shè)回路的總負(fù)載為RL(包括回路的諧振電阻、實(shí)際負(fù)載等效到回路等)，則其等效到晶體管ce端的負(fù)載電阻RL’為若C3太小，C1太大，則等效負(fù)載很小，放大器增益就較低，環(huán)路增益也就較小，振蕩器的輸出幅度減小。若C3過小，振蕩器不滿足振幅起振條件而使振蕩器停振。所以，克拉潑振蕩器是用犧牲環(huán)路增益來換取回路標(biāo)準(zhǔn)性的提高，從而提高頻率穩(wěn)定性克拉潑振蕩器的缺陷是不適合作波段振蕩器。波段振蕩器要求在一段區(qū)間內(nèi)振蕩頻率可變，且振幅幅值保持不變。這是因?yàn)榭死瓭娬袷幤黝l率的改變是通過調(diào)整C3來實(shí)現(xiàn)的，而C3的改變，回路總負(fù)載將隨之改變，放大器的增益也將變化，調(diào)頻率可使環(huán)路增益不足而停振；另外，由于負(fù)載電阻的變化，振蕩器輸出幅度也將變化，導(dǎo)致波段范圍內(nèi)輸出振幅變化較大。而克拉潑振蕩器主要用于固定頻率或者波段較窄的場合，其波段覆蓋系數(shù)(最高工作頻率與最低工作頻率之比)一般只有1.2～1.3。2．西勒振蕩器(a)實(shí)用電路(b)交流等效電路西勒振蕩器是在克拉潑振蕩器的基礎(chǔ)上，在電感L兩端并聯(lián)了一個(gè)小電容C4，且滿足C1、C2遠(yuǎn)大于C3，C1、C2遠(yuǎn)大于C4。由圖(b)可得諧振回路的總電容為振蕩器的振蕩頻率為西勒振蕩器與克拉潑振蕩器一樣，晶體管與回路的耦合較弱，頻率穩(wěn)定度高；由于C4與電感L是并聯(lián)的，通過調(diào)整C4只改變頻率，不會(huì)改變晶體管與回路的接入系數(shù)，所以波段內(nèi)輸出幅度較平穩(wěn)。因此，西勒振蕩器可用作波段振蕩器?！纠咳鐖D所示的電路，分析該電路的工作原理，畫出交流等效電路，并求振蕩頻率。解：該電路采用負(fù)電源供電，以及Lc2構(gòu)成直流電源濾波，Rb1、Rb2、Re為晶體管的直流偏置電路，Lc1為高頻扼流圈，其一方面阻止交流信號(hào)到地，另一方面給晶體管提供直流通路，Cb為基極的高頻旁路電容，使該晶體管的基極交流接地。該電路的交流等效電路如圖所示，其構(gòu)成了電容三點(diǎn)式振蕩器。該電路的回路總電容為該電路的振蕩頻率為2.2.5集成LC正弦波振蕩器前文介紹的均為分立元件振蕩器，利用集成電路通過外接LC元件也可以做成正弦波振蕩器。1．單片集成振蕩器電路E1648現(xiàn)以常用電路E1648為例介紹集成電路振蕩器的組成。單片集成振蕩器E1648是ECL中規(guī)模集成電路,其內(nèi)部電路圖如圖所示。E1648采用典型的差分對(duì)管振蕩電路。該電路由三部分組成：差分對(duì)管振蕩電路、放大電路和偏置電路。VT7、VT8、VT9與⑩腳、?腳之間外接LC并聯(lián)回路組成差分對(duì)管振蕩電路，其中VT9為可控恒流源。振蕩信號(hào)由VT7基極取出，經(jīng)兩級(jí)放大電路和一級(jí)射隨器，從③腳輸出。第一級(jí)放大電路由VT5和VT4組成共射-共基級(jí)聯(lián)放大器，第二級(jí)由VT3和VT2組成單端輸入、單端輸出的差分放大器，VT1作為射隨器。偏置電路由VT10～VT14組成,其中VT11與VT10分別為兩級(jí)放大電路提供偏置電壓，VT12～VT14為差分對(duì)管振蕩電路提供偏置電壓。VT12與VT13組成互補(bǔ)穩(wěn)定電路，穩(wěn)定VT8基極電位。若VT8基極電位受到干擾而升高，則有，這一負(fù)反饋?zhàn)饔檬筕T8基極電位保持恒定。利用E1648組成的正弦波振蕩器。L2、C2回路應(yīng)調(diào)諧在振蕩頻率f0上。E1648構(gòu)成的振蕩器，其最高工作頻率可達(dá)225MHz。在⑤腳外加一正電壓，可以獲得方波輸出。E1648組成的正弦波振蕩器E1648單片集成振蕩器的振蕩頻率是由⑩腳和?腳之間的外接振蕩電路的L1、C1值決定，并與兩腳之間的輸入電容Ci有關(guān)，其表達(dá)式為總結(jié)(1)反饋式正弦波振蕩電路的各種“條件”：起振過程（起振條件）->平衡過程（平衡條件）->穩(wěn)幅過程（穩(wěn)定條件）LC正弦波振蕩電路的各種要點(diǎn)：自偏電路：甲類起振丙類工作三點(diǎn)式LC正弦波振蕩電路選頻網(wǎng)絡(luò)的反相作用射同它反、近似振蕩頻率總結(jié)(2)三點(diǎn)式LC正弦波振蕩電路三點(diǎn)式電感、電容電路三點(diǎn)式電容電路的兩種改進(jìn)型電路（為什么改？怎么改？） 分析正反饋（相位平衡）—能否起振？何時(shí)起振？—分析諧振（諧振頻率）—分析環(huán)路增益（小信號(hào)等效求AF）—求解β（起振條件）2.3RC正弦振蕩電路為什么引入RC振蕩器？RC振蕩電路的定義：使用RC移相網(wǎng)絡(luò)替代LC選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的正弦振蕩電路由于RC選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性比LC選頻網(wǎng)絡(luò)的特性差得多，導(dǎo)致RC振蕩器的電路構(gòu)成和器件工作狀態(tài)與LC振蕩器有明顯的區(qū)別：常采用負(fù)反饋來提高電路的選頻特性預(yù)備知識(shí)(模擬電子電路內(nèi)容)由運(yùn)放構(gòu)成的反相、同相放大器2.3RC正弦波振蕩電路RC振蕩器——以RC網(wǎng)絡(luò)作為選頻網(wǎng)絡(luò)。常采用負(fù)反饋提高電路選頻特性。總的反饋效果是：在振蕩頻率，正反饋超過負(fù)反饋，并滿足自激條件；偏離自激頻率時(shí)，力求使負(fù)反饋超過正反饋，以抑制不需要的頻率，從而改善輸出波形RC振蕩電路的構(gòu)成方法：由同相放大電路和對(duì)所需頻率能產(chǎn)生零相移的RC移相網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成由反相放大電路和對(duì)所需頻率能產(chǎn)生相移的RC移相網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可以進(jìn)行分類以運(yùn)放和正、負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的文氏橋振蕩器。以開環(huán)法分析：A：開環(huán)差模電壓增益。：正反饋網(wǎng)絡(luò)的傳輸系數(shù)。：負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的傳輸系數(shù)。起振、平衡條件：振蕩頻率：滿足相位平衡條件的角頻率。假定R1＝R2＝R，C1＝C2＝C正反饋網(wǎng)絡(luò)傳輸系數(shù)：以Z1和Z2分別表示RC串聯(lián)阻抗和RC并聯(lián)阻抗：負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)傳輸系數(shù)：依據(jù)以上計(jì)算可得電路的環(huán)反饋系數(shù)：當(dāng)ω＝1/RC時(shí)，的相角為0，滿足相位平衡條件，也即振蕩角頻率為1/RC。由ω＝1/RC、推出起振條件：運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)A通常極大，因此起振條件是：另一種分析思路：要求：起振條件：振蕩角頻率：雙極型晶體管文氏橋振蕩電路：振蕩的建立與穩(wěn)定RC濾波效果差，要求放大部分不能出現(xiàn)非線性，而且，就算以弱非線性穩(wěn)幅，A的調(diào)節(jié)范圍有限，且普通電阻精度有限，無法內(nèi)穩(wěn)幅。由此考慮以熱敏電阻進(jìn)行外穩(wěn)幅：文氏橋RC振蕩電路的特點(diǎn)電路中的放大部分有很深的電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使輸出電壓幅度在整個(gè)頻段內(nèi)基本不隨振蕩頻率而變。電路的放大部分工作于線性狀態(tài)，依靠外加熱敏電阻進(jìn)行外穩(wěn)幅，因此波形失真很小。文氏橋RC振蕩器廣泛用來作為頻率范圍由幾赫到幾百千赫的低頻信號(hào)源。RC振蕩器的頻率穩(wěn)定度約在10-2－10-3量級(jí)之間。RC移相振蕩器、雙T網(wǎng)絡(luò)振蕩器4.5正弦波振蕩器的頻率穩(wěn)定問題——頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度絕對(duì)頻率穩(wěn)定度：Δf=fH-f0或f0-fL相對(duì)頻率穩(wěn)定度：Δf/f0常用振蕩器的頻率穩(wěn)定度LC振蕩器：10-2-10-4RC振蕩器：10-2-10-3石英晶體振蕩器：10-5-10-6(若采取恒溫措施，可達(dá)10-7-10-9)4.5正弦波振蕩器的頻率穩(wěn)定問題——造成頻率不穩(wěn)定的因素LC值變化對(duì)頻率穩(wěn)定度的影響：L和C主要受溫度的影響。溫度對(duì)電感和電容值的影響程度往往用溫度系數(shù)來衡量。溫度系數(shù)是指溫度變化1oC時(shí)電感量或電容量的相對(duì)變化量電感的溫度系數(shù)一般為正；根據(jù)介質(zhì)材料不同，電容的溫度系數(shù)可正可負(fù)4.5正弦波振蕩器的頻率穩(wěn)定問題——造成頻率不穩(wěn)定的因素回路內(nèi)部相移變化對(duì)頻率穩(wěn)定度的影響

越大，由引起的振蕩角頻率的偏移就越小。因此通常把作為衡量一個(gè)振蕩器頻率穩(wěn)定度的判據(jù)為提高振蕩器的頻率穩(wěn)定度，必須選用高Q值諧振回路和大而穩(wěn)定的負(fù)載電阻4.5正弦波振蕩器的頻率穩(wěn)定問題——提高頻率穩(wěn)定度的措施減少溫度的影響：恒溫、選擇溫度系數(shù)小的元件穩(wěn)定電源電壓：選擇穩(wěn)定性好的電源、單獨(dú)供電減少負(fù)載的影響采取屏蔽措施提高振蕩電路標(biāo)準(zhǔn)性：減少結(jié)電容、分布參數(shù)等晶體管與回路間采取松耦合：克拉潑、西勒電路提高回路品質(zhì)因數(shù)4.6石英晶體振蕩電路——石英晶體正壓電效應(yīng)：施加壓力或拉力->晶體表面產(chǎn)生電荷反壓電效應(yīng)：給晶體加電->晶體產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力石英晶體的諧振、基音及奇次泛音石英諧振器的Q值一般為104-106(LC最高300左右)等效電路和阻抗特性石英諧振器的符號(hào)、等效電路及基音等效電路：注意石英諧振器fs與fp之間的關(guān)系4.7石英晶體振蕩器電路并聯(lián)型晶體振蕩電路即是把石英諧振器作為等效電感與其他回路元件組成三點(diǎn)型振蕩回路皮爾