第5章正弦波振蕩器

(3)電感三點(diǎn)式振蕩器、改進(jìn)型電容三點(diǎn)式5.5三點(diǎn)式振蕩器

5.5.3電感三點(diǎn)式振蕩器——哈特萊振蕩器

5.5.4電容三點(diǎn)式與電感三點(diǎn)式振蕩器比較

5.5.5改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器作業(yè)：P1825.10

5.155.5.3電感三點(diǎn)式振蕩器——哈特萊振蕩器

電感三點(diǎn)式振蕩器電路如圖所示。是從L2取得的,故稱(chēng)為電感反饋三點(diǎn)式振蕩器。通常L1、L2同繞在一個(gè)骨架上，它們之間存在著互感，且耦合系數(shù)M≈1。電感三點(diǎn)式等效電路

下面利用基爾霍夫定律列出網(wǎng)孔方程來(lái)分析其振蕩條件.由圖

(c)列出I電流回路方程：5.5.19(I回路)（Ib回路）（Ic回路）令上面方程組系數(shù)行列式D的虛部等于零，整理后得所以，得到5.5.20可見(jiàn)，ωg略低于回路諧振角頻率ω0，且振蕩頻率與晶體管參數(shù)有關(guān)。通常情況下有故5.5.21（電容三點(diǎn)式的頻率是略高于回路諧振角頻率。）式中L=L1+L2+2M（同名端在異側(cè)推出-M）為求起振條件，可令方程組的系數(shù)行列式D的實(shí)部等于0，即可得振蕩平衡條件:5.5.22因此起振條件是:5.5.23故起振條件可寫(xiě)成：5.5.245.5.25至于反饋系數(shù)的選取，為兼顧振蕩的振蕩波形，通常取F=0.1~0.5。（考畢茲電路F=0.01~1）5.5.4電容三點(diǎn)式與電感三點(diǎn)式振蕩器比較電容三點(diǎn)式:優(yōu)點(diǎn)：1.輸出波形好，接近于正弦波；

2.因晶體管的輸入輸出電容與回路電容并聯(lián)，可適當(dāng)增加回路電容提高穩(wěn)定性；

3.工作頻率可以做得較高（利用極間電容）

缺點(diǎn)：調(diào)整頻率困難，起振困難。電感三點(diǎn)式：優(yōu)點(diǎn)：起振容易，調(diào)整方便；缺點(diǎn)：輸出波形不好，在頻率較高時(shí)，不易起振。電感三點(diǎn)式起振條件振蕩頻率電容三點(diǎn)式起振條件振蕩頻率（實(shí)際會(huì)略高）（實(shí)際會(huì)略低）5.5.5改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器

前面研究的三種振蕩器，其振蕩頻率ω不僅取決于LC回路參數(shù)，還與晶體管的內(nèi)部參數(shù)(Goe、Gie、Coe、Cie)有關(guān)，而晶體管的參數(shù)又隨環(huán)流溫度、電源電壓的變化而變化，因此其頻率穩(wěn)定度不高。以電容三點(diǎn)式為例，如圖所示,Cie和Coe分別與回路電容并聯(lián)，其振蕩頻率可近似寫(xiě)成

如何減小晶體管電容Coe、Cie對(duì)頻率的影響呢？5.5.261.加大回路電容C1和C2的值，但它限制了振蕩頻率的提高，同時(shí)為確保ω的不變，減小了L的值，隨之帶來(lái)Q值下降，使振蕩幅度下降甚至停振。這種方法只適用于頻率不高的場(chǎng)合。2.同時(shí)減小接入系數(shù)pce和pbe，而又不改變反饋系數(shù)，這就是圖所示的克拉潑(Clapp)振蕩器。這種電路就是在L支路中串接一個(gè)可變的小電容器C3，所以又叫做串聯(lián)型電容三點(diǎn)式反饋振蕩器，它是在電容三點(diǎn)式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。晶體管電容Coe、Cie

對(duì)振蕩頻率的影響考畢茲克拉潑振蕩器Coe、Cie只影響C1、C2,對(duì)諧振回路影響很小。所以可采用電容三點(diǎn)式的分析方法。故5.5.27式中5.5.285.5.29可見(jiàn)，ωg只取決于L、C3，而與C1、C2基本無(wú)關(guān)。于是可以增加C1、C2(不必減小電感L)以減小晶體管極間電容對(duì)頻率的影響，提高了頻率穩(wěn)定度，改變C3即可改變振蕩頻率而不影響反饋系數(shù)，改變C1、C2可調(diào)節(jié)反饋系數(shù)而不會(huì)影響振蕩頻率。

起振條件可以用式5.5.18來(lái)得出，問(wèn)題是如何求得gL，由下圖所示?？死瓭娬袷幤鞯钠鹫駰l件5.5.18故因而起振條件為：而基本放大器諧振時(shí)增益為：集電極接入系數(shù)為：(1)若C1↑→gL↑↑(分路作用增強(qiáng))→(gm)min↑→難于起振;

↓

Auo↓→振蕩幅度減小

(2)若C3↓→ω0↑→gL↑↑→(gm)min↑→難于起振;

↓Auo

↓→振蕩幅度減小

(3)若Q0↑→gL↓→(gm)min↓→易于起振。

↓↓Auo

↑→振蕩幅度增大

頻率穩(wěn)定性提高

克拉潑振蕩器存在的問(wèn)題是當(dāng)增大C1和減小C3時(shí)引起振蕩幅度下降，難于起振。原因在于pce下降，使得gL增大，因?yàn)間L和ω03成正比，解決這一矛盾，可以保持C3不變，而在電感L兩端并聯(lián)一個(gè)小的可變電容，用以改變振蕩頻率。這就是西勒(Seiler)振蕩器。由5.5.31和5.5.32式可見(jiàn)：因?yàn)镃4與L并聯(lián)，所以又成為并聯(lián)型電容三點(diǎn)式振蕩器，即西勒振蕩器。如下圖所示?？死瓝芪骼照袷幤鞯脑韴D由于C1、C2遠(yuǎn)大于C4，所以回路電容5.5.33再看起振條件，利用式5.5.18，將圖

(a)再變換一下，如下圖所示，求出gL，即5.5.345.5.35西勒振蕩器的起振條件：⑴pce與C4無(wú)關(guān)，改變C4不會(huì)影響pce，也不會(huì)影響gL；⑵C4↓→ω0↑→gL↓→(gm)min↓→利于起振;↓Auo↑→振蕩幅度增加

這樣，Auo的增加可以補(bǔ)償由于頻率增加引起的gm下降，使振蕩幅度下降，使振蕩幅