高频电子线路正弦波振荡器课件_002

,4.2 LC,正弦波振荡器,高频电子线路,高频电子线路正弦波振荡器,(ppt),（优选）高频电子线路正弦波振荡器,P6770,变压器反馈式振荡器,P6770,变压器反馈式振荡器,一、电路组成,三极管、,LC,谐振回路构成选频放大器，变压器,Tr,构成反馈网络。,放大器在小信号时工于甲类，以保证起振时有较大的环路增益。,二、工作原理,L,C,+,+,C,B,E,变压器反馈式振荡器交流通路,N,1,N,2,M,+,二、工作原理,起振时放大器工作于甲类，,T1,。随着振荡幅度的增大，放大器进入非线性状态，且由于自给偏置效应进入乙类或丙类非线性工作状态，使,T,减小，直至,T=1,，进入平衡状态,L,C,+,+,C,B,E,变压器反馈式振荡器交流通路,N,1,N,2,M,+,在回路谐振频率上构成正反馈，满足了振荡的相位条件。,振荡电路起振工作状态的变化,三、振荡条件的分析,L,C,+,+,C,B,E,变压器反馈式振荡器交流通路,N,1,N,2,M,+,为集电极电流基波分量；,Z,为回路对基波电流呈现的阻抗。,三、振荡条件的分析,L,C,+,+,C,B,E,变压器反馈式振荡器交流通路,N,1,N,2,M,+,Y,fe,为晶体管的正向传输导纳,三、振荡条件的分析,L,C,+,+,C,B,E,变压器反馈式振荡器交流通路,N,1,N,2,M,+,r,为电感线圈,L,的等效损耗电阻。忽略,r,时，,。如互感为全耦合，则,说明忽略,r,时，为实数，,fe,0,；且 为常数。,三、振荡条件的分析,L,C,+,+,C,B,E,变压器反馈式振荡器交流通路,N,1,N,2,M,+,故,即,在小信号时为常数，在大信号非线性工作状态时，随振荡幅度增大而减小，故能满足,T,的振幅特性要求。,三、振荡条件的分析,实际电路中，,fe,和,f,都很小，故相位平衡条件可近似为,可得该振荡器相位平衡条件为,因此采用,LC,谐振回路作选频网络的振荡器，其振荡频率,约等于回路谐振频率。,当,LC,回路调谐于,f,0,上时，即可满足此条件。,例,4.1.1,试分析下图电路是否可能产生振荡,解：,该电路由共基放大电路和,LC,反馈选频网络构成，,在,LC,回路的谐振频率上构成正反馈，满足相位平衡条件。,而共基放大电路具有较大增益，又具有内稳幅作用，,因此合理选择电路参数可满足振幅起振和平衡调节,故此电路可能产生振荡。,作业,P89 4.2,4.2.1,三点式振荡器的基本工作原理,三个电抗元件组成,LC,谐振回路,谐振回路既是负载，又构成正反馈选频网络。,三点式振荡器组成原则：与放大器同相输入端相连的为同性质电抗，不与同相输入端相连的为异性质电抗。,X,1,X,2,X,3,三点式振荡器基本结构,_,X,1,X,2,X,3,B,C,E,三点式振荡器基本结构,与,E,相连的为同性质电抗，不与,E,端相连的为异性质电抗。,？,只有这样，才能构成正反馈！,4.2.1,三点式振荡器的基本工作原理,X,1,X,2,X,3,B,C,E,三点式振荡器基本结构,为便于说明，忽略电抗元件的损耗及管子输入、输出阻抗的影响。,时，,当,X,1,+X,2,+X,3,=0,回路谐振，回路等效为纯电阻，,得到 与 反相。因此 必须,与 反相，才能构成正反馈。,通常,Q,值很高，故回路谐振电流远大于,B,、,C,、,E,极电流,并联谐振回路谐振时，回路电流为输入电流的,Q,倍,4.2.1,三点式振荡器的基本工作原理,X,1,X,2,X,3,B,C,E,三点式振荡器基本结构,为便于说明，忽略电抗元件的损耗及管子输入、输出阻抗的影响。,时，,当,X,1,+X,2,+X,3,=0,回路谐振，回路等效为纯电阻，,得到 与 反相。因此 必须,与 反相，才能构成正反馈。,通常,Q,值很高，故回路谐振电流远大于,B,、,C,、,E,极电流,故,，,，为使 和 反相，,要求,X,1,和,X,2,必须同性质。而,X,3,必须与,X,1,、,X,2,异性质。,4.2.1,三点式振荡器的基本工作原理,X,1,X,2,X,3,B,C,E,三点式振荡器基本结构,有电感三点式和电容三点式两种,4.2.1,三点式振荡器的基本工作原理,4.2.2,电感三点式振荡器,(Hartley,哈脱莱,),哈脱莱电路,交流通路,哈脱莱电路,4.2.2,电感三点式振荡器,(Hartley,哈脱莱,),优点：,易起振，频率易调（调,C,）,缺点：,高次谐波成分较大，,输出波形差。,交流通路,4.2.3,电容三点式振荡器,(Colpitts,考毕兹,),考毕兹电路,考毕兹电路,增大,C,1,/,C,2,，可增大反馈系数，提高输出幅值，但会使三极管输入阻抗的影响增大，使,Q,值下降，不利于起振，且波形变差，故,C,1,/,C,2,不宜过大，一般取,0.10.5,。,4.2.3,电容三点式振荡器,(Colpitts,考毕兹,),考毕兹电路,优点：,高次谐波成分小，,输出波形好。,缺点：,频率不易调,（调,L,，调节范围小）,4.2.3,电容三点式振荡器,(Colpitts,考毕兹,),例,4.2.1,解：,1.,求振荡频率,下图中，,I,EQ,=0.8mA,，,G,ie,=0.8mS,，,G,oe,=0.04mS,；,C,1,=100pF,，,C,2,=360pF,，,L,=12,H,；空载,Q,=70,；,R,C,=4.3k,，,R,B,=,R,B1,/,R,B2,=7.7 k,。试求振荡频率，并验证电路是否满足振幅起振条件。,考毕兹电路,2.,验证振幅起振条件,交流通路,回路谐振电导的折算值,忽略了,C,oe,和,C,ie,开环小信号等效电路,2.,验证振幅起振条件,2.,验证振幅起振条件,而,故,因此电路满足振幅起振条件。,通常,T,取,35,例,解：,该电路由共基极小信号谐振放大电路和电容分压式反馈电路构成，符合电容三点式构成原则，且具有较大的起振环路增益，因此可能产生振荡。其振荡频率为,分析下图电路是否可能产生振荡。若可能产生,振荡，试求其振荡频率。,交流通路,解：,该电路由共基极小信号谐振放大电路和电容分压式反馈电路构成，符合电容三点式构成原则，且具有较大的起振环路增益，因此可能产生振荡。其振荡频率为,分析下图电路是否可能产生振荡。若可能产生,振荡，试求其振荡频率。,放大器采用共基组态，,可产生更高频率的振荡。,例,4.2.4,改进型电容三点式振荡器,(Clapp,克拉泼,),考毕兹电路,考毕兹电路中，晶体管极间电容与回路电容并联，,会使振荡频率偏移，且极间,电容随晶体管工作状态而,变，会使振荡频率不稳定。,4.2.4,改进型电容三点式振荡器,(Clapp,克拉泼,),C,3,C,1,，,C,3,C,2,说明极间电容的影响很小，且调节反馈系数时基本不影响频率,实际振荡频率必定略高于,f,0,，因为要使,L,、,C,3,支路呈感性,克拉泼电路的改进,调频率时，不调,C,3,，调,C,4,。,故调频率时谐振回路反映到晶体管,C,、,E,间的等效阻抗变化很小，对放大器增益影响不大，从而保持振荡幅度的稳定。,西勒（,Seiler,）振荡器,一般,C,4,与,C,3,相同数量级，且都远大于,C,1,、,C,2,，故,例,4.2.2,解：,分析下图电路，并求其振荡频率。,该电路采用负电源供电，,C,2,、,L,C1,、,C,3,构成电源滤波器。,R,1,、,R,2,、,R,4,构成晶体管偏置电路，使放大器起振时工作于甲类。,R,3,、,L,C2,构成放大器直流负载电路，,C,1,为基极旁路电容。,L,C2,为高频扼流圈。,