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文檔簡介

高頻電子線路正弦波振蕩器第一頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六晶體管混II型等效電路第二頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六第三頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六發(fā)射裝置:接收裝置:發(fā)射裝置:接收裝置:第四頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六第4章正弦波振蕩器

概念(能量角度):一種能自動地將直流電源能量轉(zhuǎn)換為一定波形的振蕩信號能量的轉(zhuǎn)換電路與功放比較(從能量角度):振蕩器概述:功率放大器——被動能量轉(zhuǎn)換,需輸入信號控制振蕩器——自動能量轉(zhuǎn)換,無需輸入信號控制(自激振蕩)按工作原理分類:反饋型振蕩器(重點介紹)負阻型振蕩器第五頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六按波形分類:正弦波振蕩器——正弦波(重點介紹)

非正弦波振蕩器——矩形波、三角波、鋸齒波等LC振蕩器晶體振蕩器RC振蕩器正弦波振蕩器構(gòu)成:諧振放大器(含選頻網(wǎng)絡(luò))——決定振蕩頻率正反饋網(wǎng)絡(luò)——產(chǎn)生自激振蕩——產(chǎn)生高頻正弦波(重點介紹)——產(chǎn)生低頻正弦波正弦波振蕩器分類(依據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)):第六頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六正弦波振蕩器應(yīng)用:發(fā)射機中的載波振蕩器、接收機的本地振蕩器不同類型振蕩器的頻段:第七頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六4.1反饋振蕩器的原理(重點)4.2LC振蕩器(重點)4.3頻率穩(wěn)定度4.4LC振蕩器的設(shè)計考慮4.5石英晶體振蕩器(重點)

4.6振蕩器中的幾種現(xiàn)象(自學(xué))4.7RC振蕩器(自學(xué))4.8負阻振蕩器(自學(xué))本章主要內(nèi)容:第八頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六4.1反饋振蕩器的原理

4.1.1反饋振蕩器的原理分析調(diào)諧放大器無源線性網(wǎng)絡(luò)與Us(s)同相正反饋自激振蕩基本思想:正反饋方法來獲得等幅的正弦振蕩(自激振蕩)構(gòu)成:放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成的一個閉合環(huán)路第九頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六電沖擊或熱噪聲頻譜分量很寬,存在很小的電沖擊或熱噪聲定性分析(時域):上電瞬間:上電后:電沖擊或熱噪聲消失,新輸出:上電一段時間后:新輸出:幅度建立頻率確定由放大器的選頻網(wǎng)絡(luò)建立有用頻率分量幅度單調(diào)諧放大器——起振——平衡第十頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六其中:原理分析(S域和頻域):閉環(huán)電壓放大倍數(shù):放大器增益:反饋系數(shù):——環(huán)路增益S域:第十一頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六——環(huán)路增益為1——形成增幅振蕩——形成減幅振蕩頻域:時:振蕩器平衡條件:——等幅振蕩第十二頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六T(jω)具體形式:諧振回路阻抗ZL

:晶體管的正向轉(zhuǎn)移導(dǎo)納Yf(jω):晶體管諧振回路反饋網(wǎng)絡(luò)放大器增益:與F(jω)反號的反饋系數(shù):單調(diào)諧放大器環(huán)路增益:第十三頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六Yf——晶體管正向轉(zhuǎn)移導(dǎo)納的模,與晶體管參數(shù)、輸入信號有關(guān)

L——振蕩回路相移,與輸入信號頻率有關(guān)

f——晶體管相移,與晶體管參數(shù)、輸入信號有關(guān)F’——反號反饋系數(shù)的模,一般不隨輸入信號變化——線性

F’——反饋網(wǎng)絡(luò)相移,一般不隨輸入信號變化——線性RL——諧振回路阻抗的模,與輸入信號頻率有關(guān)單調(diào)諧放大器第十四頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六4.1.2起振條件

1.起振過程分析剛通電:電路中存在很寬的頻譜的電的擾動,幅值很小

1)諧振回路的選頻功能,從擾動中選出

osc

分量(osc

0)2)放大器工作在線性放大區(qū),

|T(josc)|>1

,形成增幅振蕩單調(diào)諧放大器

T(josc)=0,相移為零通電后:起振狀態(tài):振蕩器產(chǎn)生確定頻率、相位、振幅不斷增長的正弦波信號3)忽略晶體管內(nèi)部相移:

f

=0

回路諧振:

L=0

F’=0第十五頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六2.起振條件:——起振的相位條件正反饋條件起振的振幅條件:起振的相位條件:單調(diào)諧放大器——起振的振幅條件表示一:表示二:第十六頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六4.1.3平衡條件1.平衡過程分析1)隨輸入信號振幅增加,放大器由放大區(qū)進入飽和區(qū)和截止區(qū),放大器增益|

K(josc)|下降2)環(huán)路增益T(josc)下降,|T(josc)|=1

時,等幅振蕩,振蕩器達到平衡狀態(tài)單調(diào)諧放大器通電一段時間后:3)忽略晶體管內(nèi)部相移:

f

=0

回路諧振:

L=0

F’=0

T(josc)=0,相移為零平衡狀態(tài):振蕩器產(chǎn)生確定頻率、相位、振幅的正弦波信號第十七頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六振幅平衡條件:相位平衡條件:——決定振蕩幅度——決定振蕩頻率在回路諧振頻率附近平衡時的能量轉(zhuǎn)換:電源供給的能量正好抵消環(huán)路損耗的能量輸出幅度不再變化——相位平衡條件2.平衡條件單調(diào)諧放大器——振幅平衡條件表示一:表示二:第十八頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六起振過程平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)起振過程輸出波形:振幅起振、平衡條件的圖解表示:第十九頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六

4.1.4穩(wěn)定條件1.平衡狀態(tài)穩(wěn)定分析:

①外部:電源電壓、溫度、濕度的變化,引起管子和回路參數(shù)的變化。

②內(nèi)部:存在固有噪聲(起振時的原始輸入電壓,進入平衡后與輸入電壓疊加引起波動)。(1)振蕩電路中存在干擾單調(diào)諧放大器第二十頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六通過放大和反饋的反復(fù)循環(huán):①

振蕩器遠離原平衡狀態(tài),導(dǎo)致停振或突變到新的平衡狀態(tài)——原平衡狀態(tài)不穩(wěn)定干擾造成T(osc)和T(osc)變化——破壞平衡條件②

振蕩器有回到平衡狀態(tài)的趨勢。在原平衡點附近建立新的平衡狀態(tài),當(dāng)干擾消失后,能回到原平衡狀態(tài)

——原平衡狀態(tài)穩(wěn)定單調(diào)諧放大器(2)平衡狀態(tài)穩(wěn)定性分析振幅、頻率、相位發(fā)生變化振幅、頻率、相位不變第二十一頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六(1)振幅穩(wěn)定過程

原平衡態(tài):外界干擾后:

2.振幅穩(wěn)定條件消除干擾后:新的平衡態(tài)原平衡態(tài)放大器的非線性放大器的非線性單調(diào)諧放大器第二十二頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六反饋網(wǎng)絡(luò)為線性網(wǎng)絡(luò)時:(2)振幅穩(wěn)定條件單調(diào)諧放大器由平衡態(tài)時放大器的非線性實現(xiàn)第二十三頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六正弦信號相位φ和頻率ω的關(guān)系:3.相位(頻率)穩(wěn)定條件振蕩器的角頻率增大導(dǎo)致相位不斷超前相位的不斷超前表明角頻率增大相位穩(wěn)定條件和頻率穩(wěn)定條件實質(zhì)上是一回事第二十四頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六(1)相位(頻率)穩(wěn)定過程原平衡態(tài):外界干擾后:下降振蕩回路相頻特性外界干擾消失后:升高下降達到新的平衡相位滯后相位降低升高振蕩回路相頻特性升高回到原平衡

>0

=0相位超前相位單調(diào)諧放大器第二十五頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六(2)相位(頻率)穩(wěn)定條件Q值越大,值越大,其相位穩(wěn)定性越好單調(diào)諧放大器由振蕩回路相頻特性實現(xiàn)第二十六頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六自激振蕩形成過程:起振條件電的擾動選出

f0增幅振蕩等幅振蕩平衡狀態(tài)外界因素影響新的平衡態(tài)外界因素消除放大器線性區(qū)諧振回路放大器飽和、截止區(qū)穩(wěn)定條件起振條件:保證接通電源后能逐步建立起振蕩平衡條件:保證進入維持等幅持續(xù)振蕩的平衡狀態(tài)穩(wěn)定條件:保證平衡狀態(tài)不因外界不穩(wěn)定因素影響而受到破壞平衡條件第二十七頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六4.1.5振蕩線路舉例——互感耦合振蕩器第二十八頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六晶體管、電抗元件X1、X2、X34.2LC振蕩器

1.三端式振蕩器的組成——交流通路放大器LC正弦波振蕩器:采用LC諧振回路作為相移網(wǎng)絡(luò)的振蕩器。種類:變壓器耦合振蕩電路、三端式振蕩電路屬反饋型振蕩器4.2.1振蕩器的組成原則

選頻網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)第二十九頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六因諧振時L=0,不考慮晶體管相移f=0,應(yīng)有F’=0振蕩頻率上回路諧振:回路Q值很高:?>>

?b、?>>?

c、?>>?e能否振蕩的原則(射同余異原則)

:X1、X2應(yīng)為同性質(zhì)的電抗元件

X3與X1、X2電抗性質(zhì)相反2.三端式振蕩器組成原則正反饋相位平衡條件:與反相第三十頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六電感反饋振蕩器——哈特萊(Hartley)振蕩器

3.三端式振蕩器兩種基本電路電容反饋振蕩器——考必茲(Colpitts)振蕩器反饋網(wǎng)絡(luò)是由電容元件完成反饋網(wǎng)絡(luò)是由電感元件完成晶體管放大器的增益隨輸入信號振幅變化——滿足振幅條件組成原則——滿足相位條件第三十一頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六4.常見振蕩器的高頻電路第三十二頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六實際電路:4.2.2電容反饋振蕩器

交流等效電路:耦合電容旁路電容扼流圈對高頻振蕩信號:旁路電容、耦合電容——近似為短路高頻扼流圈——近似為開路也可用R代替,但將引入損耗,使回路有載Q值下降,所以R值不能過小。第三十三頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六振蕩頻率——振蕩幅度——電容反饋振蕩器分析:——由組成原則保證——平衡時,晶體管非線性特性保證——起振時,線性區(qū),由晶體管小信號Y參數(shù)等效電路分析起振時,線性區(qū),由晶體管小信號Y參數(shù)等效電路和相位條件求解平衡時,非線性區(qū),通過實驗確定振幅平衡條件振幅起振條件相位起振條件相位平衡條件第三十四頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六振蕩器高頻等效電路:晶體管Y參數(shù)等效電路:第三十五頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六由相位平衡條件:——約等于回路的諧振頻率T(jw)的虛部為零,得:振蕩頻率:反饋系數(shù):第三十六頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六放大器總的負載電導(dǎo)gL為:則由振幅起振條件YfRLF′>1,得:將gie折算到放大器輸出端,有:振幅起振條件:YfRLF>1第三十七頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六實際電路:4.2.3電感反饋振蕩器交流等效電路:高頻等效電路:第三十八頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六——回路總電感由相位平衡條件,得振蕩器的振蕩頻率:

——約等于回路的諧振頻率第三十九頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六工程上在計算反饋系數(shù)時不考慮gie的影響,反饋系數(shù)的大小:

由振幅起振條件分析,同樣可得起振時的gm應(yīng)滿足第四十頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六共同缺點:晶體管輸入輸出電容影響回路的等效電抗元件參數(shù),從而影響振蕩頻率——兩種振蕩器頻率穩(wěn)定度不高特點分析:電容反饋振蕩器電感反饋振蕩器頻率高低工作頻率可以較高工作頻率不能過高頻帶寬度一般工作在固定頻率頻帶比電容反饋振蕩器寬波形質(zhì)量輸出波形好輸出波形較差共同優(yōu)點:線路簡單,容易起振第四十一頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六克拉潑振蕩器:4.2.4兩種改進型電容反饋振蕩器1.克拉潑振蕩器改進目的:提高頻率穩(wěn)定度,增大工作頻帶寬度交流等效電路:改進方法:在L上串聯(lián)一可變電容,減弱級間電容對回路總電容的影響,提高頻率穩(wěn)定度第四十二頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六回路總電容:優(yōu)點:C3決定振蕩頻率,極間電容影響小,頻率穩(wěn)定度提高缺點:C3改變時,負載電阻RL也隨之變化,放大器增益也將變化,太小將影響振蕩器的起振

——適用于固定頻率或波段較窄的場合晶體管接入系數(shù):等效到ce兩端的負載電阻:振蕩頻率:反饋系數(shù):第四十三頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六2.西勒振蕩器

克拉潑振蕩器:西勒振蕩器:改進方法:在L上并聯(lián)一可變電容C4,用來改變振蕩器的工作波段,C3起頻率微調(diào)交流等效電路:第四十四頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六回路的總電容:振蕩頻率:優(yōu)點:C3、C4決定振蕩頻率,極間電容影響小,頻率穩(wěn)定度提高

改變C4改變振蕩頻率,不影響接入系數(shù)p,負載電阻RL不變,放大器增益不變,不影響起振,適用于較寬波段工作晶體管接入系數(shù):等效到ce兩端的負載電阻:反饋系數(shù):第四十五頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六各種LC振蕩器比較:第四十六頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六4.2.5場效應(yīng)管振蕩器

第四十七頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六第四十八頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六4.3頻率穩(wěn)定度

1.意義:

由于外界條件的變化,引起振蕩器的實際工作頻率偏離標稱頻率的程度。——振蕩器的一個很重要的指標4.3.1頻率穩(wěn)定度的意義和表征

2.表征:絕對頻差:相對頻差:實際工作頻率標稱頻率常用的是相對頻率差,簡稱頻率穩(wěn)定度。相對頻率差越小,頻率穩(wěn)定度越高。

第四十九頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六3.種類按經(jīng)過的時間的長短不同,頻穩(wěn)度可分為:

長期頻穩(wěn)度:一天以上乃至幾個月內(nèi)頻率相對變化量。因元器件老化而引起短期頻穩(wěn)度:一天內(nèi)頻率相對變化量。因溫度、電源電壓等外界因素變化而引起瞬時頻穩(wěn)度:秒或毫秒時間間隔頻率相對變化量。電路內(nèi)部噪聲引起第五十頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六中波廣播電臺發(fā)射機:2×10-5/日;電視發(fā)射臺:5×10-7/日;頻率穩(wěn)定度用10的負數(shù)次方表示:一般LC振蕩器:10-3~10-4/日;克拉潑和西勒振蕩器:10-4~10-5/日。第五十一頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六提高回路電感和電容的標準性4.3.3提高頻率穩(wěn)定度的措施

1.提高振蕩回路的標準性措施:(1)采用溫度系數(shù)較小的電感和電容(2)用負溫度系數(shù)的電容補償正溫度系數(shù)的電感的變化(3)將振蕩器放在恒溫槽中主要影響因素:溫度——溫度的改變,導(dǎo)致電感、電容值改變第五十二頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六2.提高回路的品質(zhì)因數(shù)Q值越大,值越大,其相位穩(wěn)定性越好第五十三頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六影響因素:極間電容3.減少晶體管的影響措施:(1)盡可能減少晶體管和回路之間的耦合(2)擇fT較高的晶體管

fT越高,晶體管內(nèi)部相移越小

fT越高,高頻性能越好,可以保證在工作頻率范圍內(nèi)均有較高的跨導(dǎo),電路易于起振第五十四頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六

電源電壓的波動,會使晶體管的工作點發(fā)生變化,從而改變晶體管的參數(shù),降低頻率穩(wěn)定度。

措施:振蕩器電源應(yīng)采取必要的穩(wěn)壓措施4.減少電源、負載等的影響(1)電源:負載并聯(lián)在回路的兩端,降低回路的品質(zhì)因數(shù),從而使振蕩器的頻率穩(wěn)定度下降。措施:減小負載對回路的耦合(2)負載電阻5.其他措施遠離熱源;屏蔽磁場第五十五頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六(1)短波范圍:電感反饋振蕩器、電容反饋振蕩器(2)波段較寬的信號產(chǎn)生器中:電感反饋振蕩器(3)頻率穩(wěn)定度較高、波段不很寬時:克拉潑、西勒振蕩器(4)短波、超短波通信設(shè)備中:電容反饋振蕩器(5)中、短波收音機中:為簡化電路常用變壓器反饋振蕩器4.4LC振蕩器的設(shè)計考慮

1.振蕩器電路選擇主要根據(jù)工作的頻率范圍及波段寬度來選擇LC振蕩器一般工作在幾百千赫茲至幾百兆赫茲范圍(中波~超短波)用得較多第五十六頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六(1)選擇fT較高的晶體管fT>(3~10)f1max

晶體管內(nèi)部相移較小,頻率穩(wěn)定度提高電流放大系數(shù)β大,容易振蕩(2)晶體管的額定功率應(yīng)有足夠的余量

2.晶體管選擇(從穩(wěn)頻角度考慮)第五十七頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六(1)為保證振蕩器振幅起振條件,起始工作點應(yīng)設(shè)置在

線性放大區(qū)(2)從穩(wěn)頻出發(fā),穩(wěn)定狀態(tài)應(yīng)在截止區(qū),而不應(yīng)在飽和區(qū),否則回路的有載品質(zhì)因數(shù)QL將降低3.直流饋電線路的選擇通常應(yīng)將晶體管的靜態(tài)偏置點設(shè)置在小電流區(qū),電路應(yīng)采用自偏壓。對小功率晶體管:靜態(tài)電流1~4mA第五十八頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六從穩(wěn)頻出發(fā):振蕩回路中電容C應(yīng)盡可能大,但C過大,不利于波段工作電感L也應(yīng)盡可能大,但L大后,體積大,分布電容大在短波范圍:C——一般取幾十至幾百皮法

L——一般取0.1至幾十微亨4.振蕩回路元件選擇第五十九頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六靜態(tài)工作點確定后,Yf的值就一定,對于小功率晶體管可以近似為為了保證振蕩器有一定的穩(wěn)定振幅以及容易起振,在靜態(tài)工作點通常應(yīng)選擇反饋系數(shù)的大小應(yīng)在下列范圍選擇5.反饋回路元件選擇第六十頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六LC振蕩器存在的問題:而對于LC振蕩器,盡管采用各種穩(wěn)頻措施,但理論分析和實踐都表明,其頻率穩(wěn)定度一般只能達到10-5,原因主要是LC回路的Q值不能做的很高。近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對正弦波振蕩器的穩(wěn)定度要求愈來愈高。例如,作為頻率標準的振蕩器的頻率穩(wěn)定度要求達到10-8

以上,解決辦法:石英晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度可達到10-10~10-11

數(shù)量級,所以得到極為廣泛的應(yīng)用。第六十一頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六基頻上的等效電路:串并聯(lián)的振蕩回路C0—1pF~10pFLq—

10-3H~102H

Cq—10-4pF~10-1pFrq—幾十歐到幾百歐阻抗的一般表示式:4.5石英晶體振蕩器

石英晶體諧振器知識回顧:石英晶體振蕩器——以石英晶體諧振器作為濾波元件構(gòu)成的正弦波振蕩器。第六十二頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六——串聯(lián)諧振頻率——并聯(lián)諧振頻率電抗特性曲線:忽略rq:工作于fq~f0

之間為高Q

電感工作于

fq

附近相當(dāng)于短路。第六十三頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六品質(zhì)因數(shù):——很大接入系數(shù):——很小石英晶體諧振器優(yōu)良的特性:(1)并聯(lián)諧振阻抗高(2)與有源器件的接入系數(shù)p很小,10-3~10-4(3)有非常高的Q值104~106(4)有很高的標準性,fq和f0非常穩(wěn)定第六十四頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六4.5.1石英晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度電感、電容反饋振蕩器頻率穩(wěn)定度10-3改進型電容反饋振蕩器頻率穩(wěn)定度10-4采用各種穩(wěn)頻措施后,LC振蕩器頻率穩(wěn)定度10-5石英晶體振蕩器有很高的頻率穩(wěn)定度10-5穩(wěn)頻措施后,石英晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度可達到10-10~10-11第六十五頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六4.5.2晶體振蕩器電路1.并聯(lián)型晶體振蕩器(1)皮爾斯(Pierce)振蕩器晶體呈感性晶體呈現(xiàn)大的電感特性,滿足三端式振蕩器的組成原則,且與電容反饋振蕩器對應(yīng)。第六十六頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六振蕩頻率:CL和晶體等效電路構(gòu)成的回路的諧振頻率晶體負載電容CL晶體管等效接入系數(shù):——振蕩頻率在振蕩頻率上:晶體諧振器接負載電容后的并聯(lián)諧振頻率第六十七頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六晶體負載電容在振蕩頻率上:反饋系數(shù):第六十八頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六晶體負載電容CL石英晶體諧振器兩端并接某一規(guī)定負載電容CL時,晶體諧振器的諧振頻率。負載電容CL(CL值載于生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品說明書中)高頻晶體——通常為30pF低頻晶體——100pFfN=fq~fo用于并聯(lián)型晶體振蕩器的晶振標稱頻率fN:第六十九頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六晶體的物理、化學(xué)性能雖然穩(wěn)定,但是溫度的變化仍會改變它的參數(shù),振蕩頻率不免有較慢的變化,一般不能正好等于石英諧振器產(chǎn)品給出的標稱頻率,有一個很小的差別,需要用負載電容進行校正??勺冸娙軨3的作用:晶體負載電容C3為微調(diào)電容,且C3<<C1,C2通過調(diào)整C3來調(diào)整CL,將實際振蕩頻率調(diào)整到晶體的標稱頻率上第七十頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六并聯(lián)型晶體振蕩器的實用線路晶體第七十一頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六(2)密勒振蕩器皮爾斯振蕩器的頻率穩(wěn)定度比密勒振蕩器高,應(yīng)用較多。缺點:晶體與晶體管的低輸入阻抗并聯(lián)降低了回路的有載品質(zhì)因數(shù)QL,頻率穩(wěn)定度較低。問題:若晶體的標稱頻率為fN,則LC1回路諧振頻率f0應(yīng)滿足什么條件?在振蕩頻率上,若晶體諧振器、LC1回路呈感性,則電路滿足三端式振蕩器的組成原則,與電感反饋振蕩器對應(yīng)晶體f0應(yīng)滿足:f0>fN第七十二頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六場效應(yīng)管并聯(lián)型晶體振蕩器:滿足“源同余異”的原則,類似于電容反饋振蕩器第七十三頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六在串聯(lián)型晶體振蕩器中,晶體接在振蕩器要求低阻抗的兩點之間,通常接在反饋電路中。2.串聯(lián)型晶體振蕩器實際線路等效電路近似為短路線當(dāng)回路的諧振頻率等于晶體串聯(lián)諧振頻率時,晶體的阻抗最小,近似為一短路線,滿足相位條件和振幅條件,正常工作。振蕩頻率第七十四頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六石英諧振器的頻率越高,則要求晶片越薄,則機械強度差,用在電路中易于振碎。一般晶體頻率不超過

30MHz3.泛音晶體振蕩器:泛音:指石英晶片振動的機械諧波。泛音晶體: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、五、七次諧波)頻率上,這是一種特制的晶體,叫做泛音晶體。與電氣諧波的主要區(qū)別:電氣諧波與基頻是整數(shù)倍的關(guān)系,且諧波和基波同時并存;泛音是在基頻奇數(shù)倍附近,且兩者不能同時并存。

可利用幾十MHz基頻產(chǎn)生上百MHz的穩(wěn)定振蕩。第七十五頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六泛音晶體皮爾斯振蕩器實例:LC1回路作用:用以破壞基頻和低次泛音的相位條件,使電路工作在設(shè)定的泛音頻率上。晶體第七十六頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六設(shè):3次泛音f3,5次泛音f5回路諧振頻率f0應(yīng)滿足:f3<f0<f5

回路在小等于f3時應(yīng)呈感性,不滿足組成原則,不能振蕩回路在f5上應(yīng)呈容性,滿足組成原則,能振蕩在7次及其以上泛音頻率,LC1回路雖呈現(xiàn)容性,但接入系數(shù)減小,晶體管輸出端等效電阻減小,放大器增益降低,振蕩器停振。設(shè):電路工作在5次泛音上,LC1固有諧振頻率范圍?第七十七頁,共九十頁,編輯于2023年,星期六

(1)石英晶體諧振器實際使用時,必須外加負載電容,并經(jīng)微調(diào)后才能獲得標稱頻率。

(2)石英晶體諧振器的激勵電平應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi),過高的激勵導(dǎo)致內(nèi)部溫度升高,使頻率漂移增大。3.使用注意事項使用石英晶體諧振器時應(yīng)注意以下幾點:

(3)

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