通信电子电路正弦波振荡器.ppt

1、通信电子线路、文凤、本山有路勤是径学海无崖苦作舟，第4章正弦波振荡器， 第4章正弦波振荡器的结构和实现4.1概要4.2反馈型正弦波振荡器的原理4.3反馈型LC振荡电路分析4.4振荡器的频率稳定性分析4.5水晶振荡电路分析4.6 RC电路的分析4.7振荡频率可调的压控振荡器，4.1概要，第4章正弦波振荡器，一、振荡器的概念，振荡器放大器也是能量转换器，振荡器和放大器的区别在于，放大器：它是激烈的，在输入信号的控制下，必须把直流电源提供的直流能量转换成信号规律的交替能量。 (应该防止自激现象的发生)，振荡器：不需要自激、输入信号控制，自动地将直流能量变换为频率和振幅的特定的正弦交替能量。 其输出信

2、号的频率、波形、振幅仅由电路自身的残奥仪表决定。 二、正弦波振荡器的应用，1信号源(本章讨论)，正弦波信号源：电子测定器，载波信号：无线发射机本机振荡信号：超外差接收机，时钟信号：数字系统。 要求振荡频率和振幅，特别是振荡频率的准确性和稳定性。 2正弦交变能(本章不讨论)、用途：高频加热设备和医疗用电气治疗设备中的正弦交变能。 要求：功率足够大，效率高。 三、振荡器分类，第四章正弦波振荡器，1、按振荡原理分类，反馈振荡器：利用正反馈原理构成并广泛应用。 负阻振荡器：利用负阻效应抵消电路中的损耗，产生等幅自由振动。 2 .按输出波形分类，本章主要对反馈型正弦波振荡器进行研究。 反馈型振荡器的工作

3、原理，正弦波振荡器，非正弦波振荡器：矩形脉冲，三角波，锯齿波。 3 .按频率选择电路元件、LC振荡器、RC振荡器、石英振荡器、4 .按振荡频率、低频振荡器、高频振荡器、4.2.1反馈型正弦振荡器的原理，第4章正弦振荡器，1，构成：放大器主网络：负载为谐振电路的调谐放大器，(2)关反馈型振荡器的框图、主网络、反馈网络、可产生自振荡的基本条件之一是必须构成正反馈电路，即反馈到输入端子的信号vf与放大器输入信号vi的相位相同。 二、振荡条件的分析及平衡条件，第四章正弦波振荡器、闭环电压放大率、反馈系统的环路增益，在某个频率fosc下，T=A(jfosc)F(jfosc)=1，即vf=vi，维持振荡的

4、基本条件：_振荡的平衡条件刚通电之后，我们可以通过电流来检查电流是否正在流通。 (2)当进入平衡状态时，振荡电压的振幅和频率必须维持在相应的平衡值。 (3)外界不稳定时，振幅和频率不会产生突变或停止振动，保持稳定。 闭环有反馈振荡器(Feedback Oscillator )三个条件： (1)振荡条件保证电源接通后从无到有的振荡。 (2)平衡条件保证进入平衡状态后能够输出等幅度持续振动。 (3)稳定条件是，不要因外部不稳定因素的影响而破坏平衡状态。 4.2.1振荡条件，第4章正弦波振荡器，换句话说，刚接通电源后，电路中的各部分存在各种电的干扰ui，这些干扰(电流急变和管道、电路中的固有噪声)具

5、有宽的频谱。 (2)谐振电路具有频率选择功能，只有角频率为osc的成分(osc 0)能够在谐振电路的两端产生较大的电压。变压器确保反馈信号vf和输入信号vi的同相，并且vf vi放大和反馈的循环振荡电压的幅度增加。 振荡器电源接通后，从小时到大时能够振荡的条件是振幅振荡条件：相位振荡条件：振荡条件、(振荡条件)、振荡开始时设为放大振荡、稳定条件的振幅稳定条件，为了维持振荡器的稳定动作，仅满足振荡条件和平衡条件是不够的，平衡状态是稳定的存在于振荡电路中的噪声(内部固有噪声、外部电源、温度等的变化)、原来的平衡状态不稳定。 由于放大和反馈的反复循环，振荡器有转向平衡状态的倾向。 没有外部干扰的话，

6、可以进入平衡状态。 原来的平衡状态是稳定的。 为了使振幅稳定，振荡器必须具有在平衡点处阻止振幅变化的能力，即，在平衡点Vi=ViA附近，当不稳定要素增大Vi的振幅Vi时，环增益振幅|T(o)|变小，反馈电压振幅Vf变小，阻止Vi的增大相反，当不稳定要素减小Vi的振幅Vi时，环路增益振幅|T(o)|增大，增大反馈电压振幅Vf，阻止Vi的减少。 即，为了平衡点稳定，|T(o)|在ViA附近随着负的斜率变化、即Vi变大而下降的特性、即振幅稳定条件，在Vi增加至一定值时放大器进入大信号动作，放大特性为非线性，因此放大器的增益随着Vi变大倾斜度越大，系统恢复稳定状态的时间越短，调节能力越强。 当环路增益

7、存在两个平衡点时，第四章正弦波振荡器、环路增益存在两个平衡点时，如图所示，振荡器存在两个平衡点a和b，其中a稳定，b点稳定，或分析：设为Vi ViB，T(osc )随之增大，Vi 最后到达平衡点a。 此振荡器不满足振幅振荡条件，必须增大电冲击，产生大于ViB的初始干扰电压，进入平衡点a，产生持续的等幅振荡。 硬激励：通过施加冲击进行振荡。 软激发：接通电源后自动进入稳定平衡状态。 关于第4章正弦波振荡器、稳定条件的相位(频率)稳定条件、即相位稳定条件，关于“关”，如果由于某种原因而将T(osc) 0设为0，则每次放大和反馈时，电压相位都比原来的输入电压相位提前。 该相位的超前表示振荡器的角频率

8、osc。 即，为了确保相位平衡点稳定，应该在振荡电路内部产生一个相位变化，与外因引起的相位变化的符号相反，消除或抵消外因引起的变化。 如果由于某种原因将T(osc) 0设为0，则每次放大和反馈时，电压相位都会比原来的输入电压相位延迟。 该相位延迟表示振荡器的角频率osc。 另外，如果此时振荡器自身的T() 0，则必定阻止Vi的前进。 另外，如果此时振荡器自身的T() 0，则必须阻止Vi的延迟。 即，因为当相位改变时频率也改变，所以满足相位稳定条件，即，频率稳定的条件。 所要求的相位平衡的稳定条件是：选台网络的相位频率特性曲线在osc附近具有负斜率，并且斜率越陡则干扰引起的频率变动越小。 第四章

9、正弦波振荡器、3. 1.2反馈振荡器的基本组成及其分析方法，总之，为了产生稳定的正弦波振荡，振荡器必须满足：振荡条件、平衡条件和稳定条件1、闭环配置，a .可变增益放大器：提供足够的增益，其增益随着输入电压的升高而减小。b .移相网络：具有负斜率变化的相位频率特性，为环路提供了适当的移相，谐振频率下的移相保证了：2n、2 .分析方法或4个环节：放大环节、选择环节、正反馈环节、稳定环节。 (1)首先，检查环路中是否包含可变增益放大器和相位频率特性具有负斜率变化的移相网络的闭环是否正反馈。 (2)其次，分析振荡条件。 在振荡时，放大器的小信号动作，用小信号等效电路解析方法导出T(j )，由此求出由

10、振荡条件以及振荡条件决定的电路残奥仪表以及与此相应的振荡频率。 振荡电路合理，如果满足振荡条件，将达到稳定的平衡状态，相应的电压振幅将由实验确定。 (3)最后，分析振荡器的频率稳定度，提出改进措施。第4章正弦波振荡器、第4章正弦波振荡器、4.3 LC正弦波振荡器、LC正弦波振荡器：采用LC谐振电路作为移相网络的振荡器、种类： 2点式振荡电路：直接反馈和变压器耦合振荡电路3点式振荡电路(电感3点式和电容3点式振荡电路)、4.3.1变压器耦合振荡电路。 变压器的振荡电路通过移相网络将振荡器分成LC振荡器、RC振荡器、晶体振荡器等。 此外，在振荡环路中流动的信号是有方向性的、且没有头的环流信号，并且

11、该信号的确定可以从环路中的任何信号位置开始，即，不一定是从放大器部分的vi位置开始。 练习问题P102 4-2、第4章正弦波振荡器、变压器耦合振荡电路、变压器振荡电路接下来在第4章正弦波振荡器、振荡环内流动的信号是有方向性的、没有头的环流信号，该信号的判断可以从环中的任意信号位置开始，即从放大器部分的vi位置开始、由直接反馈型振荡电路、集成放大器构成的振荡器、4.3.2直接反馈振荡器、4章正弦波振荡器、(属于lc2点式振荡电路)、3点式振荡电路、4章正弦波振荡器、4.3.3点式振荡电路、变压器耦合振荡器的频率稳定度不高，基于互感耦合的3点式电路： 3点式振荡电路：只有满足相位平衡条件的3点式电

12、路可构成3点式振荡电路。 三点式判别原则是确定构成：的并联谐振电路：振荡频率。 反馈网络：构成正反馈。 3个电抗元件X1、X2、X3:晶体管基极b、或场效应晶体管的栅极g、晶体管的发射极e、或场效应晶体管的源极s、4.3.3点振荡电路，其特征在于，晶体管耦合振荡器的频率稳定度由于互感耦合元件分布电容的存在而受到限制的3点式电路：从谐振电路引出的3个端子与非线性增益元件的3个信号端子连接的电路。 3点式振荡电路：只有满足相位平衡条件的3点式电路可构成3点式振荡电路。 三点式判别原则，并联谐振电路：确定振荡频率。 反馈网络：构成正反馈。3个电抗元件X1、X2、X3构成谐振电路，晶体管、场效应晶体管

13、、集成放电等BG (或放电的反相输入端) ES (或放电的非反相输入端) CD (或放电的输出端)，第4章正弦波振荡器，(vv，X1 X2 X3=0 、相位平衡条件即正反馈条件，X1、X2是同性质电抗元件，X1X2 X3，即相同的电容或相同的电感，因此，即如果X1、X2是电容元件，则X3是电感元件，对应的振荡电路是电容3点式振荡电路、连接到发射极(或源极，或集成输出的同相输入端子)的是两种同性质的电抗元件，集成-基极(或漏极，或集成输出的反相输入端子输出端子)为间接反性质的电抗元件。 三点式振荡电路的相位组成规律(射同佗逆)。 时，可根据该组成规律，判断3点式振荡电路的连接是否正确。 电容3点

14、式、X3的电阻特性与X1、X2的电阻特性相反。 例：图为三回路振荡器的交流路径，分别为三回路的固有谐振频率，在它们之间写出满足相位平衡条件的两个关系式，指出在两种情况下振荡频率在哪个范围内。 已知：串并联谐振电路忽略电路损耗时的电抗特性曲线如图所示，在并联中，显示0、X 0、电感性，如果构成1电容3点式电路，则L1C1、L2C2电路显示电容性失调，L3C3电路显示电感性失调。 电容性失调： fosc f02； 感性失调： fosc f03。 如果构成2感应3点式电路，则L1C1、L2C2电路为感应性失调，L3C3电路为电容性失调。 感性失调： fosc f01、fosc f03。第4章正弦波振

15、荡器、返回、2、3点式振荡电路、1 .电容3点式、RB1、RB2、RE分压式偏置电阻、第4章正弦波振荡器、(发射极： 2相同性的电容性电抗、置位-基极：电感性电抗相位组成的规律得到满足。 典型的电容3点式振荡电路。 其反馈电压是从由l和C2构成的分压器容量3点式得到的。 只要满足相位平衡的条件，适当选择C1与C2之比，放大器有足够的放大量，电路就可以振荡，振荡频率的修正，CE、CB与CE的旁路电容器和耦合电容器(隔直电容器)，l、C1、C2的并联谐振电路，直流偏置电路是振荡时电路的振幅值条件的分析，第4章讨论了正弦波振荡器、振荡和平衡，t是可变增益器件，偏置电路在设置适当的静态工作点的同时，随着Vi的增大产生自给偏置效应，加速放大器增益的降低。 振荡时，施加到辐射结的偏压为静态偏压，当vi增大到振荡管的非线性特性区域时，vi的一部分进入截止区域，振荡管的集电极电流(及对应基极电流)不是正弦波，而是失真的脉冲波，其平均值大于静态值， vi增大而施加至发送结的偏压从静态值向切断方向移动，作为放大器增益的环路增益进一步降低，振荡振幅的稳定性