通信电子线路邱健第三章正弦波振荡器.ppt
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1、第三章第三章 正弦波振荡器正弦波振荡器3.1 反馈振荡器的工作原理3.2 LC正弦波振荡器3.3 LC振荡器的频率稳定度3.4 晶体振荡器3.5 RC正弦波振荡器3.6 负阻正弦波振荡器3.7 寄生振荡与间歇振荡第一节 反馈振荡器的工作原理一、变压器反馈式LC振荡电路在调谐放大电路的基础上加入正反馈电路。+Ec其振荡原理:通电瞬间-Ib-Ic-经选频网络-某一频率正弦波-经正反馈作用后,正弦波的信号越来越大-最后达到稳定的幅度输出。这种通电后自动进入稳幅状态的为软激励。若靠手碰基极后自动进入稳幅状态的为硬激励。第一节 反馈振荡器的工作原理二、平衡和起振条件环路增益为:(在X处拆开))()()(
2、)()(00jkjAVVVVVVjTffiif若某一频率满足VfVi,其中包括了幅度和相位都相等,此时电路将输出osc的正弦波。定义得到:平衡条件起振条件幅度条件:T(josc)=1 (VfVi)T(josc)1 (VfVi)相位条件:T(osc)=2n (n=0,1,2)第一节 反馈振荡器的工作原理三、稳定条件1、振幅稳定条件如图为环路增益特性曲线,上升沿反应出Vi T(osc);下降沿反应出Vi T(osc)。当T(osc)1时,对应的A、B点均称为平衡点。但意义不同。B点为不稳定点:Vi T(osc);A点为稳定点:此时,VoX2时,可以得到近似。而且在谐振时,代入关系式:1230XXX
3、 为了要形成正反馈(为了满足相位平衡的条件),Vf就必须与Vo反相,所以可以得到X1和X2就必须为同性质的电抗。第二节 LC正弦波振荡器一、三点式振荡电路 在这里必须注意的是忽略管子的输入和输出阻抗的存在这里必须注意的是忽略管子的输入和输出阻抗的存在。它们的存在还会产生附加的相移。在。它们的存在还会产生附加的相移。第二节 LC正弦波振荡器电感三点式电容三点式第二节 LC正弦波振荡器二、电容三点式电路(考毕兹电路)1、电路形式RB1、RB2和RE为分压式偏置电路;保证起振的工作在放大区。2、电路工作特点 接通电源后,振幅不断在增大;随后进入非线性放大区,增益随着反馈幅度增大而下降,而且自偏压作用
4、加速了增益的下降。第二节 LC正弦波振荡器二、电容三点式电路(考毕兹电路)2、电路工作特点自给偏压EEEBBBBBEBBERIVRIVVVVV0000000随着振幅的不断增大,最终使波形失真,且波谷被削平,而造成了IC和IB的平均值增大,可以推出相应的VB减小,VE增大,从而造成了VBE减少,即趋向于截止。导致了放大器的增益进一步下降。第二节 LC正弦波振荡器二、电容三点式电路(考毕兹电路)3、电路分析I 电路画出交流等效电路形式。在断开点把原电路的参数均表示出来。第二节 LC正弦波振荡器二、电容三点式电路(考毕兹电路)Z3Z1Z2第二节 LC正弦波振荡器二、电容三点式电路(考毕兹电路)II
5、起振条件:A 相位条件:T(osc)=B=0满足:021212LioscgLgCCCLCB 幅度条件 (gmA))11()1(1212LCgCCggosciLm工程估算时:iLmnggng1fvkCCCn211其中,0osc第二节 LC正弦波振荡器二、电容三点式电路(考毕兹电路)由起振条件中可知:Av(osc)kfv1反馈系数kfv(=n)大,应有利于满足上述条件。但是也必须注意到n的增大,gi折算到谐振回路两端为n2gi,则变得更大,回路的增益表示为:)()(20iLmvgnggA明显可以看到Av(osc)会下降,也不利于起振。所以,n的取值应该适中。III 谐振角频率LCCCggLiosc
6、110212002121CCCCC21200LioscggCC第三节 LC振荡器的频率稳定度一、影响频率稳定度的因素02)(0)()(eoscZfoscZoscTarctgQ所以,0、Qe和f 均会影响频率的稳定度。1、0的不稳定的原因与温度等外界因素有关。如温度变化、三极管的结电容变化,引起0的变化。且osc0另外在此可以看出,为了满足相位平衡的关系,所以并联谐振网络的振荡频率osc 0osc为并联谐振网络的真正振荡角频率。第三节 LC振荡器的频率稳定度一、影响频率稳定度的因素2、外界因素变化引起负载和管子参数变化,则引起有载Qe变化,相频曲线特性曲线也变化,f 曲线也发生上下平移。a、增加
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