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变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分第第 5 章章 正弦波振荡器正弦波振荡器 概述概述 反馈型反馈型LC振荡原理振荡原理 反馈型反馈型LC振荡器振荡器 振荡器的频率稳定原理振荡器的频率稳定原理 高稳定度的高稳定度的LC振荡器振荡器 晶体振荡电路晶体振荡电路 RC正弦波振荡器正弦波振荡器 1第 5 章 正弦波振荡器 概述1变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 5.1 5.1 概概 述述一、一、振荡器的功能振荡器的功能在无输入信号情况下，在无输入信号情况下，将电源的直流能量转换成具有一将电源的直流能量转换成具有一定频率、一定波形和一定振幅的交流信号能量输出。定频率、一定波形和一定振幅的交流信号能量输出。二、振二、振荡器与放大器的区器与放大器的区别 振荡器：不需外加激励信号振荡器：不需外加激励信号相同点：相同点：直流能量直流能量 交流能量交流能量不同点：不同点：放大器：需外加的激励信号放大器：需外加的激励信号2 5.1 概 述一、振荡器的功能在无输入信号情况下，变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分振荡器振荡器振荡器振荡器正弦波正弦波正弦波正弦波非正弦波：非正弦波：非正弦波：非正弦波：反馈型反馈型反馈型反馈型振荡器振荡器振荡器振荡器负阻型振荡器负阻型振荡器负阻型振荡器负阻型振荡器 LCLC振荡器振荡器振荡器振荡器 晶体振荡器晶体振荡器晶体振荡器晶体振荡器 RCRC振荡器振荡器振荡器振荡器三、三、振荡器的分类振荡器的分类产生三角波、锯齿波、矩形波等产生三角波、锯齿波、矩形波等产生三角波、锯齿波、矩形波等产生三角波、锯齿波、矩形波等负阻器件负阻器件+振荡回路振荡回路（正反馈原理）（正反馈原理）3振荡器正弦波非正弦波：反馈型负阻型振荡器 LC振荡器 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四、正弦波振荡器的用途四、正弦波振荡器的用途高频加热设备高频加热设备医疗仪器医疗仪器发射机发射机(载波频率载波频率fc)接收机接收机(本地振荡频率本地振荡频率fL)数字系统：时钟信号数字系统：时钟信号通信系统：通信系统：测量仪器：信号源测量仪器：信号源高频能源：高频能源：五、主要技术指标五、主要技术指标振荡频率、振荡波形、振荡幅度、振荡频率、振荡波形、振荡幅度、频率稳定度频率稳定度4四、正弦波振荡器的用途高频加热设备医疗仪器发射机(载波频率f变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5.2 反馈型反馈型LC振荡原理振荡原理定义：从放大器的输出信号中取出一部分反馈到输入端定义：从放大器的输出信号中取出一部分反馈到输入端作为输入信号，无需外部提供激励信号，能产生等幅正作为输入信号，无需外部提供激励信号，能产生等幅正弦波输出称为反馈型振荡器。弦波输出称为反馈型振荡器。一、一、反馈型正弦波振荡器的组成反馈型正弦波振荡器的组成 正反馈正反馈 网络网络 放大器放大器 （选频网络）（选频网络）55.2 反馈型LC振荡原理定义：从放大器的输出信号中取出一变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分组成：组成：放大器放大器是对反馈信号进行放大；是对反馈信号进行放大；正反馈网络正反馈网络是将输出回路中的能量取出一部分加是将输出回路中的能量取出一部分加 到放大器的输入端；到放大器的输入端；选频网络选频网络 是获得单一确定的振荡频率；是获得单一确定的振荡频率；稳幅环节稳幅环节使振荡的输出稳定。使振荡的输出稳定。内稳幅内稳幅外稳幅外稳幅利用放大器利用放大器件的非线性件的非线性6组成：放大器是对反馈信号进行放大；正反馈网络是将输出变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二、振荡的建立与起振条件二、振荡的建立与起振条件放大器的电压增益：放大器的电压增益：反馈系数：反馈系数：这时调谐放大器与反馈网络就构成了自激振荡器。这时调谐放大器与反馈网络就构成了自激振荡器。环路增益环路增益调谐放大器调谐放大器反馈网络反馈网络7二、振荡的建立与起振条件放大器的电压增益：反馈系数：这时调谐变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分起振条件：起振条件：n=0,1,2振幅振幅起振起振条件条件相位起振相位起振条件条件增幅振荡增幅振荡正反馈正反馈调谐放大器调谐放大器反馈网络反馈网络8起振条件：n=0,1,2振幅起振条件相位起振条件增幅振荡正变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分三、三、振荡的平衡条件振荡的平衡条件刚起振时，起始偏压为正偏置刚起振时，起始偏压为正偏置电路的偏置电压为：电路的偏置电压为：IEUB+UE _+UBE _9三、振荡的平衡条件刚起振时，起始偏压为正偏置电路的偏置电压变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分UoOA 振荡特性振荡特性反馈特性反馈特性10UoOA 振荡特性反馈特性10变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分n=0,1,2振幅平衡条件振幅平衡条件相位相位平衡条件平衡条件u 平衡条件：平衡条件：等幅振荡等幅振荡丙类丙类乙类乙类甲乙类甲乙类甲类甲类u 放大器进入平衡的原因：放大器进入平衡的原因：（1）放大器固有的非线性特性）放大器固有的非线性特性（2）自给偏压效应）自给偏压效应u 从起振到平衡，放大器工作状态的变化从起振到平衡，放大器工作状态的变化:11n=0,1,2振幅平衡条件相位平衡条件 平衡条件：等幅振荡变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 晶体管晶体管 反馈网络反馈网络 LC选选 频频网络网络u平衡条件的另一种表示形式：平衡条件的另一种表示形式：振幅平衡条件振幅平衡条件:相位平衡条件相位平衡条件:12 晶体管 反馈网络 LC选频网络平衡条件的另一种表示形变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四、四、振荡器平衡状态的稳定条件振荡器平衡状态的稳定条件1)稳定平衡与不稳定平衡稳定平衡与不稳定平衡2)振荡器的稳定平衡振荡器的稳定平衡因某一外因的变化，振荡的原平衡条件遭到破坏，振因某一外因的变化，振荡的原平衡条件遭到破坏，振荡器能在新的条件下建立新的平衡，当外因去掉后，荡器能在新的条件下建立新的平衡，当外因去掉后，电路能自动返回原平衡状态。满足这样条件的平衡称电路能自动返回原平衡状态。满足这样条件的平衡称为稳定平衡。为稳定平衡。13四、振荡器平衡状态的稳定条件1)稳定平衡与不稳定平衡2变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3）振幅平衡的稳定条件振幅平衡的稳定条件UoOA Q外因变化外因变化F1/FQ1AF 1（增幅振荡）（增幅振荡）输出增大输出增大Q1点达到新的平衡点达到新的平衡外因消失外因消失FAF 1（增幅振荡）（增幅振荡）输出增大输出增大Q1点达到新的平衡点达到新的平衡F1/FQ1外因消失外因消失AF1（减幅振荡）（减幅振荡）输出减小输出减小回到回到Q点达到平衡点达到平衡FQ点稳定：点稳定：软激励软激励 硬激励硬激励振幅的稳定条件：振幅的稳定条件：（应避免）（应避免）（回不到平衡点（回不到平衡点B点）点）143）振幅平衡的稳定条件UoOA Q外因变化F1/FQ1AF变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分tui4）相位平衡的稳定条件相位平衡的稳定条件频率随相位变化的关系：频率随相位变化的关系：频率与相位的关系：频率与相位的关系：（频率的稳定条件）（频率的稳定条件）信号周期信号周期信号频率信号频率信号频率信号频率信号周期信号周期15tui4）相位平衡的稳定条件频率随相位变化的关系：频率与相变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分Oo0)(+j j j jj jj jZFZY 相位平衡的稳定条件：相位平衡的稳定条件：即要求选频网络的相频特性曲线即要求选频网络的相频特性曲线在工作频率附近应具有负斜率。在工作频率附近应具有负斜率。实际中的实际中的并联并联LC谐振回路正好具有这种相频特性。谐振回路正好具有这种相频特性。16Oo0)(+wjwjjjZFZY 相位平变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分总总 结结1)正弦振荡器工作条件包括正弦振荡器工作条件包括起振条件：起振条件：平衡条件：平衡条件：稳定条件：稳定条件：保证振荡器从无到有建立起振荡保证振荡器从无到有建立起振荡保证振荡器进入平衡状态，产生持续的等幅振荡保证振荡器进入平衡状态，产生持续的等幅振荡保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏 振幅稳定条件振幅稳定条件相位稳定条件相位稳定条件n=0,1,2n=0,1,217总 结1)正弦振荡器工作条件包括起振条件：平衡条件：稳变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2)振荡器的静态工作点应设计在振荡器的静态工作点应设计在软激励状软激励状态态4)判断能否产生正弦振荡的方法判断能否产生正弦振荡的方法 a)是否可能振荡是否可能振荡首先看电路供电是否正确；二是首先看电路供电是否正确；二是看是否满足相位平衡条件（看是否满足相位平衡条件（正反馈正反馈）b)是否起振是否起振看是否满足振幅起振条件看是否满足振幅起振条件 c)是否产生正弦波是否产生正弦波看是否有正弦选频网络看是否有正弦选频网络3)从振荡到平衡是由晶体管非线性与自给反偏压共同作用从振荡到平衡是由晶体管非线性与自给反偏压共同作用的结果，称为的结果，称为内稳幅；内稳幅；需要外加稳幅电路的称为需要外加稳幅电路的称为外稳幅外稳幅182)振荡器的静态工作点应设计在软激励状态4)判断能否变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5.3 反馈型反馈型LC振荡器振荡器以以LC谐振回路作选频网络谐振回路作选频网络的反馈振荡器称为的反馈振荡器称为LC正弦波振荡器正弦波振荡器LC振荡器振荡器互感耦合互感耦合电感三点式电感三点式电容三点式电容三点式195.3 反馈型LC振荡器以LC谐振回路作选频网络的反馈振变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分一、互感耦合一、互感耦合LC振荡器振荡器 互感耦合振荡器是依靠互感耦合振荡器是依靠线圈之间的互感耦合线圈之间的互感耦合实现正反馈的，实现正反馈的，耦合线圈同名端的正确位置的放置，选择合适的耦合量耦合线圈同名端的正确位置的放置，选择合适的耦合量M M，使，使之满足振幅起振条件很重要。之满足振幅起振条件很重要。互感耦合振荡器有三种形式：互感耦合振荡器有三种形式：调基电路、调集电路和调射调基电路、调集电路和调射电路，电路，这是根据振荡回路是在集电极电路、基极电路和发射极这是根据振荡回路是在集电极电路、基极电路和发射极电路来区分的。电路来区分的。判断相位平衡条件是否满足的方法：通常采用判断相位平衡条件是否满足的方法：通常采用瞬时极性法。瞬时极性法。20一、互感耦合LC振荡器 互感耦合振荡器是依靠线圈之间的互感变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分共基调集型共基调集型bce高频旁路高频旁路电容电容1)判断是否可能振荡的基本准则：是否是正反馈。判断是否可能振荡的基本准则：是否是正反馈。正反馈系数正反馈系数:振荡频率振荡频率:2)是否能起振：取决于变压器是否有足够的耦合量是否能起振：取决于变压器是否有足够的耦合量M方法：瞬时极性法方法：瞬时极性法21共基调集型bce高频旁路电容1)判断是否可能振荡的基本准则变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分共共e调调b型型bce高频旁高频旁路电容路电容共共b调调e型型高频旁高频旁路电容路电容ebc互感耦合振荡器在调整反馈互感耦合振荡器在调整反馈(改变改变M)时，基本上不影响振时，基本上不影响振荡频率。但由于分布电容的存在，在频率较高时，难于做荡频率。但由于分布电容的存在，在频率较高时，难于做出稳定性高的变压器。因此，它们的工作频率不宜过高，出稳定性高的变压器。因此，它们的工作频率不宜过高，一般应用于中、短波波段。一般应用于中、短波波段。22共e调b型bce高频旁路电容共b调e型高频旁路电容ebc变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二、电容反馈式振荡器二、电容反馈式振荡器(考毕兹电路考毕兹电路)1、电路结构、电路结构直流通路直流通路交流等效电路交流等效电路电容三点电容三点式振荡器式振荡器becC1C2L反馈信号取自反馈信号取自C2两端两端23二、电容反馈式振荡器(考毕兹电路)1、电路结构直流通路交流等变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2、相位平衡条件、相位平衡条件 用用矢量法矢量法分析其交流通路是否分析其交流通路是否满足相位平衡条件，即分析电路是满足相位平衡条件，即分析电路是否为正反馈。否为正反馈。+-+-是 流经C2时在C2上产生的电压，所以 比 滞后90度242、相位平衡条件 用矢量法分析其交流通路是否满足相位变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3、起振条件、起振条件分析起振条件时可以利用分析起振条件时可以利用高高频小信号放大器的频小信号放大器的分析法。分析法。（1 1）电压增益电压增益253、起振条件分析起振条件时可以利用高频小信号放大器的分析法。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分（2 2）反馈系数（）反馈系数（忽略各个忽略各个g g的的影响）影响）（3）起振条件）起振条件 满足起振条件是选取晶体管的满足起振条件是选取晶体管的 从输出电导和负载电导的影响看，从输出电导和负载电导的影响看，F越大越容易起振，越大越容易起振，从输入电导看，从输入电导看，F不能太大。因而兼顾二者，不能太大。因而兼顾二者，F一般选取一般选取0.1-0.5。26（2）反馈系数（忽略各个g的影响）（3）起振条件 满变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分4、振荡频率、振荡频率振荡频率一般可以利用振荡频率一般可以利用相位平衡条件相位平衡条件求解。求解。在忽略在忽略 、等的影响，可得近似式为等的影响，可得近似式为若忽略晶体管输入电容和输出电容的影响若忽略晶体管输入电容和输出电容的影响274、振荡频率振荡频率一般可以利用相位平衡条件求解。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分三、电感反馈式振荡器三、电感反馈式振荡器(哈特莱电路哈特莱电路)1、电路结构、电路结构电感三点式振荡器电感三点式振荡器becCbceeL2L1b反馈信号取自反馈信号取自L2两端两端28三、电感反馈式振荡器(哈特莱电路)1、电路结构电感三点式振荡变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分becL2L1C2、相位平衡条件、相位平衡条件+-+-3、起振条件、起振条件反馈系数反馈系数:若忽略互感若忽略互感M的影响则有：的影响则有：4、振荡频率、振荡频率29becL2L1C2、相位平衡条件+-+-3、起振条件反馈变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四、电感三点式与电容三点式的比较四、电感三点式与电容三点式的比较频率不易调（调频率不易调（调L，调节范围小），调节范围小）缺点：缺点：优点：优点：(1)高次谐波成分小，输出波形好高次谐波成分小，输出波形好(2)振荡频率可以做得很高振荡频率可以做得很高缺点：缺点：(2)振荡频率不能太高振荡频率不能太高（1）输出波形差）输出波形差优点：优点：频率易调（调频率易调（调C）30四、电感三点式与电容三点式的比较频率不易调（调L，调节范围小变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分五、五、LCLC三点式振荡器相位平衡条件的判断准则三点式振荡器相位平衡条件的判断准则bce(1)Xbe、Xce应为同性质的电抗元件；应为同性质的电抗元件；(2)Xcb 与与Xce、Xbe的电抗性质相反。的电抗性质相反。结论：射同集（基）反结论：射同集（基）反(3)对于振荡频率，应满足：对于振荡频率，应满足：31五、LC三点式振荡器相位平衡条件的判断准则bce(1)Xb变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分例例1 判断下图电路能否振荡，能振荡的属于哪种类型振荡器判断下图电路能否振荡，能振荡的属于哪种类型振荡器。32例1 判断下图电路能否振荡，能振荡的属于哪种类型振荡器。32变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分分析：分析：33分析：33变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3434变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分(e)经判断满足相位平衡条件，故经判断满足相位平衡条件，故可能振荡，为共基调射型互感耦可能振荡，为共基调射型互感耦合振荡器。合振荡器。1 2345(f)经判断满足相位平衡条件，故经判断满足相位平衡条件，故可能振荡，为共射调基型互感耦可能振荡，为共射调基型互感耦合振荡器。合振荡器。35(e)经判断满足相位平衡条件，故可能振荡，为共基调射型互感耦变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分例例236例236变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分例例3 z90-900 0LC37例3z90-9000LC37变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 z90-900 0LC38z90-9000LC38变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5.4 振荡器的频率稳定原理振荡器的频率稳定原理一、频率稳定度的定义一、频率稳定度的定义 频率稳定度的定义：频率稳定度的定义：395.4 振荡器的频率稳定原理一、频率稳定度的定义 频率稳定变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分按照时间间隔长短的不同，频率稳定度分为按照时间间隔长短的不同，频率稳定度分为一天以上乃至几个月内振荡频率相对变化量一天以上乃至几个月内振荡频率相对变化量主要由于器件老化。主要由于器件老化。一天之内振荡频率的相对变化量一天之内振荡频率的相对变化量主要由于温度、电源电压等外界因素变化主要由于温度、电源电压等外界因素变化长期频率稳定度长期频率稳定度短期频率稳定度短期频率稳定度瞬时频率稳定度瞬时频率稳定度秒或毫秒内振荡频率的相对变化量秒或毫秒内振荡频率的相对变化量由电路内部噪声或突发性干扰引起。由电路内部噪声或突发性干扰引起。中波广播电台发射机的频率稳定度为中波广播电台发射机的频率稳定度为电视发射机的频率稳定度为电视发射机的频率稳定度为标准信号发生器的频率稳定度为标准信号发生器的频率稳定度为 40按照时间间隔长短的不同，频率稳定度分为一天以上乃至几个月内振变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二、频率不稳定的原因二、频率不稳定的原因 晶体管晶体管 反馈网络反馈网络 LC选选 频频网络网络uiic1uc1uf41二、频率不稳定的原因 晶体管 反馈网络 LC选频网变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二、频率不稳定的原因二、频率不稳定的原因 晶体管晶体管 反馈网络反馈网络 LC选选 频频网络网络uiic1uc1uf振荡频率：振荡频率：并联谐振回路的相角：并联谐振回路的相角：、42二、频率不稳定的原因 晶体管 反馈网络 LC选频网变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分具体分析导致频率不稳定的因素：具体分析导致频率不稳定的因素：(3)负载变化负载变化 影响回路影响回路Q值值（1）LC回路参数不稳定回路参数不稳定温度温度机械振动机械振动（2）晶体管参数不稳定）晶体管参数不稳定温度温度电源电压电源电压43具体分析导致频率不稳定的因素：(3)负载变化 影响回变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分三、振荡器的稳频措施三、振荡器的稳频措施2、提高振荡回路的标准性、提高振荡回路的标准性1、减小外界因素变化的影响减小外界因素变化的影响温度的影响温度的影响 采用高稳定度直流稳压电源采用高稳定度直流稳压电源 采用金属屏蔽罩采用金属屏蔽罩 采用减震器采用减震器在振荡器和负载之间加缓冲器在振荡器和负载之间加缓冲器电压的影响电压的影响负载的影响负载的影响电磁场的影响电磁场的影响振动的影响振动的影响将振荡回路或整个振荡器置于恒温槽将振荡回路或整个振荡器置于恒温槽44三、振荡器的稳频措施2、提高振荡回路的标准性1、减小外界变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分三、振荡器的稳频措施三、振荡器的稳频措施3、提高回路的品质因数提高回路的品质因数4、选用高稳定度的振荡电路、选用高稳定度的振荡电路据据LC回路的特性回路的特性,Q值越大值越大,相频特性曲线越陡峭相频特性曲线越陡峭,相位越稳定。相位越稳定。如克拉波振荡电路、西勒振荡电路、石英晶体振荡电路。如克拉波振荡电路、西勒振荡电路、石英晶体振荡电路。45三、振荡器的稳频措施3、提高回路的品质因数4、选用高稳定度变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5.5 高稳定度的高稳定度的LC振荡器振荡器一一 、一般电容三点式振荡电路的稳定性分析、一般电容三点式振荡电路的稳定性分析 工作状态和外界条件的工作状态和外界条件的变化都会改变变化都会改变C Cieie和和C Coeoe的值，的值，从而改变振荡频率从而改变振荡频率f f0 0，导致，导致f f0 0不稳定。不稳定。465.5 高稳定度的LC振荡器一、一般电容三点式振荡电路的变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二二 、串联改进型电容三点式振荡器（克拉泼振荡器、串联改进型电容三点式振荡器（克拉泼振荡器CLAPPCLAPP）C3 C1 ，C3 C2 振荡频率：振荡频率：优点：频率可调优点：频率可调47二、串联改进型电容三点式振荡器（克拉泼振荡器CLAPP）C变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分克拉泼振荡器的缺点克拉泼振荡器的缺点：波段范围不宽，波段内输出幅度不平稳，波段覆盖系数波段范围不宽，波段内输出幅度不平稳，波段覆盖系数一般约为一般约为1.2-1.3,实际中常用于固定频率振荡器实际中常用于固定频率振荡器。.CLAPP电路的电路的主要缺点是：频率不能太高，主要缺点是：频率不能太高，48克拉泼振荡器的缺点：波段范围不宽，波段内输出幅度不平稳，波变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分三三 、并联改进型电容三点式振荡器（西勒振荡器、并联改进型电容三点式振荡器（西勒振荡器SeilerSeiler）C3 C1 ，C3 C2振荡频率：振荡频率：bce49三、并联改进型电容三点式振荡器（西勒振荡器Seiler）C变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分改进改进：克拉波电路中是改变：克拉波电路中是改变C3来调节频率，而来调节频率，而C3的改变的改变会会影影响接入系数响接入系数P，从而可能导致停振。但西勒电路中，改变从而可能导致停振。但西勒电路中，改变C4来调节频率，而来调节频率，而C4的改变的改变不会不会影响接入系数影响接入系数P。相对克拉泼振荡器的改进之处相对克拉泼振荡器的改进之处：故西勒电路的优点：振荡频率可以很高，且故西勒电路的优点：振荡频率可以很高，且在波段内振幅比在波段内振幅比较稳定，较稳定，调谐范围比较宽，实际中常用于波段振荡器调谐范围比较宽，实际中常用于波段振荡器。50改进：克拉波电路中是改变C3来调节频率，而C3的改变会影响接变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分例：-+-+分析：本题是一个西勒电路。分析：本题是一个西勒电路。51例：-+-+分析：本题是一个西勒电路。51变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5252变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5.6 晶体振荡电路晶体振荡电路以石英谐振器作选频网络以石英谐振器作选频网络的反馈振荡器称为石英晶体振荡器的反馈振荡器称为石英晶体振荡器 其频率稳定度可达其频率稳定度可达 ，而，而LC回路的一般不超过回路的一般不超过因为石英谐振器具有极高的因为石英谐振器具有极高的Q值和良好的稳定性值和良好的稳定性535.6 晶体振荡电路以石英谐振器作选频网络的反馈振荡器称变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分一、一、石英晶体及其特性石英晶体及其特性 从一块晶体上从一块晶体上按一定的方位角按一定的方位角切割成的薄片称切割成的薄片称为晶片为晶片1.石英晶体的结构和基本特性石英晶体的结构和基本特性基本特性：基本特性：压电效应压电效应极板间加电场极板间加电场晶体产生机械变形晶体产生机械变形反反(逆逆)压电效应：压电效应：正压电效应：正压电效应：极板间加机械力极板间加机械力晶体产生电场晶体产生电场交变电压交变电压机械振动机械振动交变电压交变电压当交变电压频率当交变电压频率=固有频率时，振幅最大。固有频率时，振幅最大。压电谐振压电谐振当当晶晶体体几几何何尺尺寸寸和和结结构构一一定定时时，它它本本身身有有一一固固定定的的机械振动频率。机械振动频率。54一、石英晶体及其特性 从一块晶体上按一定的方变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2.石英晶体的等效电路石英晶体的等效电路 Lq:动态电感动态电感,表征质量表征质量 几十几十mH 几百几百Hrq:动态电阻动态电阻,表征表征摩擦损耗摩擦损耗 几几百欧几几百欧JT符号符号等效电路等效电路 C0:静态电容静态电容,约25PF 故晶体故晶体 Q值很高，一般为几万至几百万值很高，一般为几万至几百万 Cq:动态电容动态电容,表征弹性表征弹性552.石英晶体的等效电路 Lq:动态电感,表征质量 几十m变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分JT符号符号等效电路等效电路串联谐振频率串联谐振频率:并联谐振频率：并联谐振频率：通常通常所以所以（利用二项式展开）（利用二项式展开）忽略高次项得：忽略高次项得：56JT符号等效电路串联谐振频率:并联谐振频率：通常所以（利用二变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3.石英晶体的电抗特性石英晶体的电抗特性fXfPfq容性容性感性忽略忽略 时，总阻抗为时，总阻抗为呈感性呈感性呈容性呈容性相当于短路相当于短路X=0相当于开路相当于开路X0573.石英晶体的电抗特性fXfPfq容性容性感性忽略 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分4、石英晶体的使用注意事项石英晶体的使用注意事项标称频率标称频率fNJTCL负载电容负载电容:外接一定的负载电容外接一定的负载电容CL时所对应的频率时所对应的频率584、石英晶体的使用注意事项标称频率fNJTCL负载电容:外变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二、二、晶体振荡器晶体振荡器并联型晶体振荡器并联型晶体振荡器串联型晶体振荡器串联型晶体振荡器 fq f fp，晶体，晶体作电感元件使用作电感元件使用f=fq，晶体，晶体作短路元件使用作短路元件使用59二、晶体振荡器并联型晶体振荡器串联型晶体振荡器 fq 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分1、并联型晶体振荡器并联型晶体振荡器皮尔斯皮尔斯密勒密勒两种基本类型电路两种基本类型电路601、并联型晶体振荡器皮尔斯密勒两种基本类型电路60变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分典型典型皮尔斯皮尔斯电路电路负载电容负载电容CL回路总电容回路总电容调节调节C3可使其工作在标称频率上可使其工作在标称频率上61典型皮尔斯电路负载电容CL回路总电容调节C3可使其工作在标称变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2、串联型晶体振荡器串联型晶体振荡器JT622、串联型晶体振荡器JT62变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分举例：举例：设计师应使63举例：设计师应使63变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 机械振动的谐波称为泛音。机械振动的谐波称为泛音。利用基频振动称为利用基频振动称为基频晶体基频晶体，利于泛音振动称为，利于泛音振动称为泛音晶体泛音晶体。石英晶体基频越高，晶片越薄，加工难并易碎，故要求石英晶体基频越高，晶片越薄，加工难并易碎，故要求频率高时使用泛音频率。多用三次和五次的。频率高时使用泛音频率。多用三次和五次的。奇次奇次3、泛音晶体振荡器泛音晶体振荡器晶体完整的等效电路晶体完整的等效电路64 机械振动的谐波称为泛音。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分L1C1回路电抗曲线回路电抗曲线CL3、泛音晶体振荡器泛音晶体振荡器（1）对基频和三次泛音，回路呈感）对基频和三次泛音，回路呈感性，使电路不满足振荡的相位条件，性，使电路不满足振荡的相位条件，不能产生振荡。不能产生振荡。要要构构成成5MHz五五次次泛泛音音晶体振荡器，则晶体振荡器，则f01（2）对五次泛音频率）对五次泛音频率呈容性呈容性，使电路构成电容三点式振荡器。使电路构成电容三点式振荡器。（3）对七次及以上泛音，电路虽）对七次及以上泛音，电路虽也构成电容三点式，也构成电容三点式，但但L1C1回路的回路的等效容抗减小，不能满足振幅起振等效容抗减小，不能满足振幅起振条件，条件，也不能产生振荡。也不能产生振荡。65L1C1回路电抗曲线CL3、泛音晶体振荡器（1）对基频和
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