1、6.1一般而言，振蕩器指的是放大器此時不需要施加激勵信號，而是用其自身的正反饋信號施加激勵信號。6.1概要、2 .震蕩器分類、正弦波震蕩器、非正弦波震蕩器、震蕩器、波形、發(fā)生反應歷程、反饋式震蕩器、負電阻式震蕩器、反饋型LC震蕩器、反饋型RC振蕩器，本章主要介紹反饋型RC、LC振蕩器和石英的晶體振蕩器，6.2 LCR電路中的過渡現(xiàn)象， 由于許多震蕩器利用LC電路進行振蕩，所以應該首先探討LC電路如何進行振蕩，作為研究震蕩器工作原理的預備知識。 所謂“共振”，關于能量關系，儲存在電路中的能量不變，只是在電感量和電容器之間相互轉(zhuǎn)換。 一旦施加電動勢，只供給電路電阻消耗的能量，維持電路的等幅振動。

2、6.2 LCR電路中的瞬時降低現(xiàn)象假定開關s首先設置在第一位置，并且電容器c首先被充電至電壓v，然后s被轉(zhuǎn)換為第二位置，c上的電荷經(jīng)由l和r放電。 由于電路r的存在，振蕩的幅度越來越小。 為了得到等幅振動，需要想辦法使LC電路的電阻為零。 由于實際的LC電路本身總是有正電阻，所以必須考慮采用負電阻，完全抵消電路本身的正電阻，得到等幅振動。 從、基爾霍夫法則：微分：即，6.2 LCR電路中的傳輸二烯烴現(xiàn)象，在圖7.2.4 22中發(fā)生振蕩電流的情況下，6.2 LCR電路中的傳輸二烯烴現(xiàn)象，在r為負值的情況下，振蕩振幅隨時間增加，如果r的負值不發(fā)生變化，則振幅將繼續(xù)無限增加當一個震蕩器開始振蕩時，電

3、路的等效串聯(lián)電阻為負值(由有源器件提供的負電阻)，因此，隨著振蕩振幅的增加，有源器件的動作狀態(tài)逐漸變化，負電阻的絕對值逐漸減少。 最后，當負電阻與電路本身的正電阻恰好抵消時，串聯(lián)整體的等效電阻為零，震蕩器引起等幅振蕩，振蕩頻率依賴于電路殘奧儀表l、c、r。6.3 LC震蕩器的基本工作原理；1 )一個定徑套的振蕩電路，包括兩個(或兩個以上)蓄電元件。 當兩個這些個元素中的一個釋放能量時，另一個接受能量。 發(fā)射和接收的能量可以往復，其頻率由元件的數(shù)值決定。 2 )補償由振蕩電路的電阻引起的能量損失的能量源。 在晶體管震蕩器中，該能量是直流電源。 3 )能夠以正確的時間節(jié)點補償電路的能量損失，維持等

4、幅振蕩的控制機器。 這是由有源去老虎鉗和正反饋電路完成的。 由于許多震蕩器利用LC電路進行振蕩，所以應該首先探討LC電路如何振蕩，作為研究震蕩器工作原理的預備知識。 6.3 LC震蕩器的基本工作原理，圖7.2.4互感電動勢耦合調(diào)整震蕩器，-，電路工作為線性區(qū)域，工作頻率不高。 將電流源hfbie和內(nèi)阻1/hob的并聯(lián)等效設為電壓源(hfbie)/(1/hob )和內(nèi)阻1/hob的串聯(lián)。 可以得到下式，可以從上述方程式中消去I、iC、vC，和比較式6.2.1，得到等幅振動的條件是，即振動角頻率為、()、6.5.1震蕩器的平衡條件，6.5.2震蕩器的平衡態(tài)與穩(wěn)定條件包含在該傳輸二烯烴電流中的頻帶極

5、其寬，但從諧振電路的選擇性中，僅選擇自身的諧振頻率的信號。 由于正反種子文件的作用，諧振頻率信號越來越強，即形成穩(wěn)定的振蕩。 瞬低電流中包含的其他頻率被振蕩電路截止，不放大而逐漸消失。 當震蕩器振蕩時，振蕩幅度由小增加到大。但是，不能無限制地增長，達到一定的數(shù)值后會自動穩(wěn)定。 6.5.1震蕩器的平衡條件，#振蕩電路為單通訊端口網(wǎng)絡，無需輸入信號即可振蕩。 振蕩的信號源是從哪里來的？接通電源的瞬間發(fā)生的電壓、電流的驟變、電路去老虎鉗內(nèi)部的噪音等。 初始信號中，滿足相位平衡條件的某個頻率0的信號被保留，應該成為等幅度振蕩輸出信號。 然而，一般初始信號(從無到有)微弱，容易被人為干擾信號所掩埋，且不

6、能形成一定振幅的輸出信號。 因此，振蕩階段的要求、(從弱到強)、振蕩條件、6.5.1震蕩器的平衡條件、或者輸出信號振幅一增加，就必須限制進一步的增加。 穩(wěn)定幅度的作用是輸出信號幅度增加一定程度時，幅度平衡條件從AF1變?yōu)锳F=1。 (增加到穩(wěn)定)、6.5.1震蕩器的平衡條件、6.5.1震蕩器的平衡條件、6.5.1震蕩器的平衡條件、6.5.2震蕩器的平衡態(tài)的穩(wěn)定條件，是分析了保證從震蕩器弱到強振蕩的振蕩條件的震蕩器變?yōu)槠胶鈶B(tài)，保證發(fā)生等幅振蕩的平衡條件。 實際上，平衡態(tài)的震蕩器仍然受到外部因素變化的影響，幅度和頻率可能會變得不穩(wěn)定。 因此，也應該分析防止震蕩器的平衡態(tài)被外界因素的變化破壞的穩(wěn)定條

7、件。 穩(wěn)定條件也分為振幅穩(wěn)定和相位穩(wěn)定兩種。 以下分別研究。 6.5.2震蕩器平衡態(tài)的穩(wěn)定條件，1 )幅度平衡的穩(wěn)定條件是當幅度改變時AF的幅度反向變化，以便確保當外部因素改變時幅度相對穩(wěn)定。 6.5.2震蕩器平衡態(tài)的穩(wěn)定條件，1 )幅度平衡的穩(wěn)定條件定義：由于外因，震蕩器可以在平衡點附近重寫新的平衡態(tài)，等外因消失后可以自動恢復原來的平衡態(tài)。 6.5.2震蕩器平衡態(tài)的穩(wěn)定條件、平衡點b不是穩(wěn)定的平衡點。6.5.2震蕩器的平衡態(tài)穩(wěn)定條件、圖7.5.2軟自激的振蕩特性、圖7.5.3硬自激的振蕩特性、圖7.5.2為軟自激，可以不施加激勵進行振蕩。 振蕩開始時，AF1、振蕩處于放大振蕩狀態(tài)，振幅從小到

8、大，直到達q點。 圖7.5.2為硬自激，產(chǎn)生振動需要預先加上一定幅度的信號。 6.5.2震蕩器平衡態(tài)的穩(wěn)定條件、2 )相位平衡的穩(wěn)定條件、以及相位穩(wěn)定條件是指在相位平衡條件被破壞時，能夠重新建立相位平衡、并且能夠維持比較穩(wěn)定的振蕩頻率。聲干擾、頻率、相位、頻率、6.5.2震蕩器的平衡態(tài)穩(wěn)定條件、圖7.5.4并聯(lián)諧振電路的相頻率特性、2 )相位平衡的穩(wěn)定條件、LC并聯(lián)諧振電路不僅起到?jīng)Q定振蕩頻率的主要作用，而且作為穩(wěn)定振蕩頻率，始終與種子文件反饋網(wǎng)絡融為一體。穩(wěn)定網(wǎng)絡鏈接、穩(wěn)定網(wǎng)絡鏈接、從上述討論可知，為了使反饋震蕩器能夠產(chǎn)生持續(xù)的等寬度振蕩，必須滿足振蕩的振蕩條件、平衡條件和穩(wěn)定條件，它們是不

9、可缺少的。 因此，反饋應包括6.6反饋LC震蕩器線、6.6.1互感電動勢耦合震蕩器、6.6.2電感反饋三端子震蕩器(Harriet震蕩器)和6.6.3電容反饋三端子震蕩器(colpitz震蕩器)，為此將放大器的輸出正反反相地饋送控制能量轉(zhuǎn)化的信號從LC諧振電路通過互感電動勢耦合將輸出信號送回輸入電路，形成互感電動勢耦合震蕩器。如從互感電動勢耦合的同名端定義可見，種子文件背網(wǎng)絡形成正反種子文件并滿足相位平衡條件。 如果進一步滿足振蕩條件，則符合基本原理。 6.6.1互感電動勢耦合震蕩器、互感電動勢耦合震蕩器有3種。 調(diào)整電路調(diào)化學基電路調(diào)振蕩電路根據(jù)振蕩電路的不同，由集電極、基極、發(fā)射極加以區(qū)別

10、。 6.6.1互感電動勢耦合震蕩器、1、調(diào)整電路、優(yōu)點：即使調(diào)整振蕩振幅大、間諧波成分少的m，也幾乎不會影響振蕩頻率。 缺點：動作頻率過高是要不得。 6.6.1互感電動勢耦合震蕩器、2、調(diào)諧化學基電路、優(yōu)點：振蕩頻率在寬范圍內(nèi)變化，即使調(diào)整振幅變化不大的m，對振蕩頻率也幾乎沒有影響。 缺點：動作頻率過高是要不得。 6.6.1互感電動勢耦合震蕩器、3、諧振蕩電路、優(yōu)點：即使調(diào)整波形好、失真小的m，對振蕩頻率也幾乎沒有影響。 缺點：動作頻率過高是要不得。 6.6.2電感量反饋式三端子震蕩器(哈里特震蕩器)在反饋網(wǎng)絡將來自LC諧振電路的電感量分壓電路的輸出信號傳送到輸入電路時，形成電感量反饋式三端子

11、震蕩器。 ()、(-)、()、()、()、()、()、6.6.2電感反饋式三端子震蕩器(哈里特震蕩器)、哈里特震蕩器的特點：集電極和基極連接在LC電路的兩端，發(fā)射極連接在有線圈的點。 可通過瞬時極性法判定電路可振蕩。 6.6.2電感量種子文件反饋式三端震蕩器(哈里特震蕩器)，優(yōu)點：1.易振蕩2 .改變電路容量調(diào)整頻率時，對電路的種子文件反饋系數(shù)幾乎沒有影響。 缺點：1.震蕩器波形差(間諧波成分多)； 2 .回種子文件系數(shù)f隨頻率而變化。 6.6.2電感反饋式三端震蕩器(哈里特震蕩器)，1 .反饋電路是電感性支路，對間諧波表現(xiàn)出高阻抗，所以對LC電路中的間諧波的反饋強，波形失真大。 2 .當動作

12、頻率高時，L1和L2的分布電容和晶體管的極間電容都并聯(lián)連接在L1和L2的兩端，因此反饋系數(shù)f根據(jù)頻率的變化而變化。 6.6.2電感量種子文件背式三端震蕩器(哈麗特震蕩器)，電路特征：易于振蕩，改變了電容，不會影響f。 調(diào)整頻率方便，振蕩波形不一盞茶，間諧波種子文件反饋強，波形失真大。 不適合于射頻波動作，分布電容和極間電容并聯(lián)連接在L1和L2的兩端，f因頻率變化而變化。 6.6.3電容反饋式三端子震蕩器(科爾皮茲震蕩器)，圖7.6.3電容反饋式三端子震蕩器，()、(-)、()、()、()，是正反饋網(wǎng)絡將從LC諧振電路中電容分壓電路輸出的信號反饋給輸入的6.6.3電容反饋式三端子震蕩器(考匹茲震

13、蕩器)， 6.6.3電容反饋式三端震蕩器(考匹茲震蕩器)，優(yōu)點：1.輸出波形好(對間諧波顯示低阻抗，反射減弱)2.頻率穩(wěn)定度高(電路中不穩(wěn)定的電容器與該電路并聯(lián)，適當增大電路電容，可以減弱影響。 3 .適用于高工作頻率。 缺點：在C1、C2中改變頻率時，隨著回種子文件系數(shù)f的改變，調(diào)整頻率變得不方便。 (l的兩端加上可變?nèi)萘考纯山鉀Q。 6.6.3電容種子文件背式三端震蕩器(考維茨震蕩器)、電路特征：可變電容影響f，導致電感量不便。 調(diào)整頻率不方便，輸出波形好，間諧波種子文件反饋弱，波形接近正弦波。頻率穩(wěn)定度良好，分布電容和極間電容并聯(lián)連接在C1和C2的兩端，被大的C1和C2吸收。 適用于高工作

14、頻率，也可以僅利用解老虎鉗的輸入容量和輸出容量。 回顧了6.6.4 LC三端子式震蕩器相位平衡條件的判斷標準，回顧了LC三端子式震蕩器的基本回路，發(fā)現(xiàn)其電路結(jié)構(gòu)存在一個規(guī)則：晶體管的集電極發(fā)射極(ce )間和基極發(fā)射極(be )間的電路元件的電抗性質(zhì)相同. 這些個與集電極-基極間(bc )電路元件的電抗特性相反。 有普遍的意義嗎？ 關于這個進行證明。、6.6.4 LC三端式震蕩器的相位平衡條件的判斷標準，為了簡單起見，諧振電路的三個要素都是單純的電抗，即震蕩器的振蕩頻率等于電路的固有諧振頻率，即結(jié)論：Xeb與Xce的性質(zhì)相同，它們與Xcb不同。 成立，即射同，化學基反！ 6.6.4 LC三端式

15、震蕩器的相位平衡條件的判斷標準，例如：震蕩器的振蕩頻率必須低于L1和C1支路的串聯(lián)諧振頻率。 此時，該支路呈現(xiàn)電容性，電路整體滿足電容三端子的相位條件。 做評估震蕩器振蕩頻率、6.7震蕩器頻率穩(wěn)定問題、震蕩器頻率的主要指標有準確性和穩(wěn)定性兩個。 將震蕩器的實際動作頻率f與標稱頻率f 0的偏差稱為振蕩頻率精度。 通常分為絕對頻率精度和相對頻率精度兩種，其表現(xiàn)形式是指震蕩器的頻率穩(wěn)定度意味著頻率精度以一定時間間隔變化。 6.7震蕩器的穩(wěn)頻問題，按照指定的時間間隔，頻率穩(wěn)定度分為長期頻率穩(wěn)定度、短期頻率穩(wěn)定度和瞬間頻率穩(wěn)定度三種。 影響振蕩頻率有三個因素： )振蕩電路殘奧儀表和電路電阻； 活動去老虎

16、鉗的殘奧儀表。6.7震蕩器穩(wěn)頻問題、影響頻率穩(wěn)定度的因素和解決辦法：1 .零配件機械變形(溫度、氣壓、大氣濕度等)1)選擇不易發(fā)生機械變形的零配件2 )將震蕩器納入恒溫箱3 )采用溫度補償措施。 2 .電路電阻r的影響，3 .源極去老虎鉗的殘奧儀表變化的影響：源極去老虎鉗的工作狀態(tài)的變化也影響頻率。6.7震蕩器的頻率穩(wěn)定問題，圖7.7.1時鐘電路的交流等效電路，電容器三端子式震蕩器比電感量三端子式震蕩器穩(wěn)定性好，但它犧牲了大電容器C1和C2，即降低最高工作頻率上限。 另外，投入產(chǎn)出電阻的輸入也會降低諧振電路的品質(zhì)因子，降低頻率選擇特性，輸出波形會偏離正弦波。 1、時鐘電路、頻率調(diào)制不便、6.7

17、震蕩器的穩(wěn)頻問題、圖7.7.1時鐘電路的交流等效電路、高穩(wěn)定度的LC震蕩器電路改良型的電容三點式震蕩器(時鐘說唱樂震蕩器)、6.7震蕩器的穩(wěn)頻問題、圖7.7 6.8晶體振蕩器、6.8.1并聯(lián)諧振型晶體振蕩器； 6.8.2串聯(lián)諧振型石英諧振器，6.8.3倍音石英諧振器，6.8水晶石英諧振器，一般LC震蕩器的頻率穩(wěn)定度f /f0在要求僅達到10-3 10-5的頻率穩(wěn)定度超過10-5時，需要石英諧振器。 在串聯(lián)并聯(lián)諧振頻率之間的窄的工作頻帶下，石英晶體的物理化學性能非常穩(wěn)定，晶體值可以達到幾百萬階，并且由于具有極其陡峭的電阻特性曲線，所以對頻率變化具有極其敏銳的補償能力。 1 .根據(jù)水晶結(jié)晶過濾器的特征，通過把水晶結(jié)晶作為振蕩電路元件，可以大大提高震蕩器的頻率穩(wěn)定度。 6.8石英諧振器、2 .石英晶體濾波器的應用，作為電感量用，在串聯(lián)諧振狀態(tài)下工作，因此振蕩電路可以分為2種：一種作為等效電感元件，稱為并聯(lián)諧振型石英諧振器，另一種作為串聯(lián)諧振元件，稱為串聯(lián)諧振型