正弦波振荡器解析ppt课件.ppt

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1、第三章正弦波振荡器第三章正弦波振荡器重重 点点v反馈式振荡器的基本工作原理，起振与平衡条件反馈式振荡器的基本工作原理，起振与平衡条件v三点式振荡器的组成原则及电路分析方法三点式振荡器的组成原则及电路分析方法v晶体振荡器的分类及分析方法晶体振荡器的分类及分析方法难难 点点v起振与平衡条件分析起振与平衡条件分析v三点式振荡器的分析判断方法三点式振荡器的分析判断方法概概 述述一、一、 振荡器的功能振荡器的功能 无输入信号情况无输入信号情况下，将直流电源的下，将直流电源的能量转换成按特定能量转换成按特定频率变化的交流信频率变化的交流信号的能量号的能量二、二、 振荡器分类振荡器分类1 . 定义：定义：2

2、 . 用途：用途：凡是从输出信号中取出一部分反馈到输入端作凡是从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为输入信号，无需外部提供激励信号, ,能产生等能产生等幅正弦幅正弦波波输出称为正反馈振荡器输出称为正反馈振荡器电子设备电子设备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（本地振荡频率接收机（本地振荡频率fL）仪器仪表振荡源仪器仪表振荡源数字系统时钟信号数字系统时钟信号三、反馈振荡器的三、反馈振荡器的定定义与用途义与用途3.1 反馈振荡器的工作原理反馈振荡器的工作原理放大器放大器选频网络选频网络反馈网络反馈网络放大器：放大器：具

3、有放大能力的有源器件。它的作用是不断地向具有放大能力的有源器件。它的作用是不断地向振荡系统补充能量，以维持等幅振荡并输出给负载。振荡系统补充能量，以维持等幅振荡并输出给负载。选频网络：选频网络：由储能元件组成。选频网络决定振荡频率。由储能元件组成。选频网络决定振荡频率。反馈网络：反馈网络：控制能量补充的正反馈网络。该网络控制能量控制能量补充的正反馈网络。该网络控制能量适时、适度地补充给振荡系统。适时、适度地补充给振荡系统。一、基本构成一、基本构成v1.当刚接通电源时，振荡电路中各部分总是会当刚接通电源时，振荡电路中各部分总是会存在各种电的扰动，它们包含了非常多的频率存在各种电的扰动，它们包含了

4、非常多的频率分量。分量。v2.由于选频网络的选频作用，只有频率等于振由于选频网络的选频作用，只有频率等于振荡频率荡频率fO的分量才能被送到反馈网络。的分量才能被送到反馈网络。v3.通过反馈网络送到放大器输入端的频率为通过反馈网络送到放大器输入端的频率为fO的信号，就是原始的输入电压。的信号，就是原始的输入电压。v4.该输入电压被放大器放大后，再经选频和反该输入电压被放大器放大后，再经选频和反馈网络，得到反馈电压再送到放大器输入端。馈网络，得到反馈电压再送到放大器输入端。该输入电压（即反馈电压）与原输入电压相位该输入电压（即反馈电压）与原输入电压相位相同，振幅增大。这样，相同，振幅增大。这样，经

5、放大、选频和反馈经放大、选频和反馈的反复循环，振荡电压振幅就会不断增大。的反复循环，振荡电压振幅就会不断增大。二二. 振荡的建立过程振荡的建立过程v5.随着振幅的增大，放大管进入大随着振幅的增大，放大管进入大信号的工作状态。信号的工作状态。当振幅增大到一定程度后，由于晶当振幅增大到一定程度后，由于晶体管的自限幅作用，放大倍数体管的自限幅作用，放大倍数A将将下降（反馈系数下降（反馈系数F一般为常数），一般为常数），于是于是环路增益环路增益AF逐渐减小逐渐减小，输出，输出振幅振幅Uom的增大变缓，的增大变缓，直至直至AF=1时，反馈电压振幅与原时，反馈电压振幅与原输入电压振幅相同，输入电压振幅相同

6、，电路达到平衡电路达到平衡状态状态，于是振荡器就输出频率为，于是振荡器就输出频率为fO、且具有一定振幅的等幅振荡电压。且具有一定振幅的等幅振荡电压。这样，一个微弱的电扰动就能使振这样，一个微弱的电扰动就能使振荡器建立起自激振荡。荡器建立起自激振荡。 AuFu = 1uouiuf 平衡条件平衡条件 iouuAuofuuFu 放大器放大器Au反馈网络反馈网络FuUoUfUi 1/FuOuiuoAuuoAu Fu 1Au Fu 1Ui1Uo1Uf1Ui2Uo2Uf2Ui3Uo3Uf3Ui4Uo4ufuf 起振起振稳幅稳幅起振条件起振条件 1FA1FAAuFu = 1三振荡器的平衡条件和起振条件三振荡

7、器的平衡条件和起振条件起振条件：起振条件： 1AF1AF平衡条件：平衡条件： 振荡两个条件中，关键是相位平衡条件，如果电路振荡两个条件中，关键是相位平衡条件，如果电路不能满足正反馈要求，则肯定不会振荡。至于振幅不能满足正反馈要求，则肯定不会振荡。至于振幅条件，可以在满足相位条件后，调节电路的参数来条件，可以在满足相位条件后，调节电路的参数来达到。判断相位条件，通常采用达到。判断相位条件，通常采用“瞬时极性法瞬时极性法”。1FA1FA振幅条件：振幅条件：相位条件相位条件:相位条件相位条件:振幅条件：振幅条件：四四. 振荡器的平衡稳定条件振荡器的平衡稳定条件当平衡破坏时，振荡器能自动恢复平衡的条件

8、：当平衡破坏时，振荡器能自动恢复平衡的条件：1.振幅平衡稳定条件：振幅平衡稳定条件：AF对对Ui的变化率为负值的变化率为负值：由于：由于F一般为一般为常数，当常数，当Ui减小时，放大器的减小时，放大器的A增大；增大；Ui增大时，放大器的增大时，放大器的A减小。这个条件可以通过正确设置放大器的工作点来满足。减小。这个条件可以通过正确设置放大器的工作点来满足。如前述振荡建立曲线所示。如前述振荡建立曲线所示。2.相位平衡稳定条件：相位平衡稳定条件：相位对频率的变化率为负值相位对频率的变化率为负值：当：当f发生变发生变化时，产生一个新的、反方向的相位变化。对于反馈式正弦化时，产生一个新的、反方向的相位

9、变化。对于反馈式正弦波振荡器，相位平衡稳定条件一般都能够满足。波振荡器，相位平衡稳定条件一般都能够满足。振荡频率的稳定度振荡频率的稳定度=000ffffftff/0max五五.频率准确度与稳定度频率准确度与稳定度频率准确度频率准确度绝对频率准确度：绝对频率准确度：相对频率准确度：相对频率准确度：fff0 频率稳定度频率稳定度（时间间隔）（时间间隔）一、影响频率稳定度的因素一、影响频率稳定度的因素1. 振荡回路参数对频率的影响振荡回路参数对频率的影响振荡频率振荡频率 2. 回路品质因素回路品质因素Q值对频率的影响。值对频率的影响。Q值越高，则相同的相角变化引起值越高，则相同的相角变化引起频率偏移

10、越小。频率偏移越小。3. 有源器件的参数对频率的影响有源器件的参数对频率的影响 振荡管为有源器件，若它的工作状态振荡管为有源器件，若它的工作状态(电源电压或周电源电压或周围温度等围温度等)有所改变，也会有所改变，也会引起振荡频率的改变引起振荡频率的改变。 （a）低）低Q曲线曲线f -f f (b)高高Q曲线曲线ffLCfo21二、振荡器稳定频率的方法二、振荡器稳定频率的方法1. 减小外因变化，根除减小外因变化，根除“病因病因”1) 减小温度的变化，可将振荡器放在恒温槽内；减小温度的变化，可将振荡器放在恒温槽内；2) 减小电源的变化，采用二次稳压电源供电；或者振荡减小电源的变化，采用二次稳压电源

11、供电；或者振荡器采取单独供电。器采取单独供电。3) 减小湿度和大气压力的影响，通常将振荡器密封起来减小湿度和大气压力的影响，通常将振荡器密封起来。4) 减小磁场感应对频率的影响，对振荡器进行屏蔽。减小磁场感应对频率的影响，对振荡器进行屏蔽。5) 消除机械振动的影响消除机械振动的影响 通常可加橡皮垫圈作减振器。通常可加橡皮垫圈作减振器。2.减小负载的影响，在振荡器和下级电路之间加缓冲器。减小负载的影响，在振荡器和下级电路之间加缓冲器。3.优化设计，选用优质元器件，提高回路优化设计，选用优质元器件，提高回路Q值；本级采用低值；本级采用低阻抗输出等。阻抗输出等。一、变压器反馈式振荡器一、变压器反馈式

12、振荡器 变压器反馈式振荡电路变压器反馈式振荡电路,又称互感耦合振荡电路又称互感耦合振荡电路,它是它是利用变压器耦合获得适量的正反馈来实现自激振荡的。利用变压器耦合获得适量的正反馈来实现自激振荡的。 3.2 LC3.2 LC正弦波振荡器正弦波振荡器 1 1、 相位平衡条件相位平衡条件 在放大电路的输入端加信号在放大电路的输入端加信号, ,回路谐振时回路谐振时 , , U0与与Ui反相反相选择变压器同名端选择变压器同名端, ,使反馈电路又引入使反馈电路又引入180180o o相移，即相移，即Uf与与U0反相反相因此因此Uf 与与Ui同相同相，电路满足振荡的相位平衡条件。，电路满足振荡的相位平衡条件

13、。 放大器必须有选频网络（放大器必须有选频网络（LCLC回路），其回路），其Q Q值尽量高。值尽量高。变压器的同名端必须保证正反馈（变压器的同名端必须保证正反馈（射同基异射同基异）。）。与晶体管与晶体管集电极集电极和和基极基极相连相连的绕组必须互为的绕组必须互为异名端异名端，与晶体管与晶体管集电极集电极和和发射极发射极相连相连的绕组必须互为的绕组必须互为同名端同名端。 2 2、振荡频率、振荡频率 在在Q值足够高（回路的损耗很小）的条件下值足够高（回路的损耗很小）的条件下, ,振荡电路的振荡电路的振荡频率就是振荡频率就是L1C 回路的谐振频率回路的谐振频率, ,即即LCf210 3 3、起振的振

14、幅条件、起振的振幅条件rCrbeML 式中式中M为绕组为绕组L1与与L2之间的互感系数之间的互感系数, ,rbe为三极管为三极管b、e间间的等效电阻的等效电阻, ,r为绕组为绕组L1的串联损耗电阻。的串联损耗电阻。 显然，选用显然，选用大的三极管和增大管子的静态电流大的三极管和增大管子的静态电流（减小（减小rbe）电路容易起振。）电路容易起振。 4 4、电路特点、电路特点（1 1）采用变压器耦合）采用变压器耦合, ,容易满足阻抗匹配要求容易满足阻抗匹配要求; ;（3 3）由于变压器分布参数的限制）由于变压器分布参数的限制, ,振荡频率不能太高振荡频率不能太高, ,一般小于几十一般小于几十MHz

15、MHz, ,且输出波形不太好。且输出波形不太好。 （2 2）C C 可以采用可变电容器可以采用可变电容器, ,因而调节频率方便因而调节频率方便; ;5.5.电路形式电路形式： d.d.差分对管振荡器差分对管振荡器两差分对管的集电极分别接有由两差分对管的集电极分别接有由L1、C1、R1和和L2、C2、R2组成并联谐振回路。反组成并联谐振回路。反馈电压和输出电压分别由两管的集电极取出。图中馈电压和输出电压分别由两管的集电极取出。图中A与与D同相，环路满足正反馈特性。同相，环路满足正反馈特性。再调节互感再调节互感M使之满足振幅平衡条件，电路便可进入振荡状态。使之满足振幅平衡条件，电路便可进入振荡状态

16、。 优越性优越性：1.负载与环路处于隔离状态，振荡器的频率稳定度和幅度稳定度都会有所负载与环路处于隔离状态，振荡器的频率稳定度和幅度稳定度都会有所 提高；提高； 2.输出不含有偶次谐波，且奇次谐波成分比较小，故失真大为减小。输出不含有偶次谐波，且奇次谐波成分比较小，故失真大为减小。恒流源恒流源共基共基共射共射二、三点式振荡器二、三点式振荡器1.1.什么是三点式振荡器？什么是三点式振荡器？cebX1X2X3晶体管有三个电极（b、e、c）分别与三个电抗性元件相连接形成三个接点故称为三点式振荡器三点式振荡器要实现振荡，必须满足相位平衡条件与振幅平衡条件三点式振荡器要实现振荡，必须满足相位平衡条件与振

17、幅平衡条件. .为此为此电路组成结构必须遵循电路组成结构必须遵循射同它异射同它异原则原则. .cebX3X1X2与晶体管与晶体管发射极相发射极相联结的电联结的电抗抗X1X1、X2X2性质必须性质必须相同。相同。即射同射同不与晶体管发不与晶体管发射极相联结的射极相联结的另一电抗另一电抗X3X3的的性质必须与其性质必须与其相反相反。即它异它异 遵循以上原则就能足：遵循以上原则就能足： 相位条件相位条件适当选择适当选择X1与与X2的比值就的比值就能满足：能满足：振幅条件振幅条件-+-+ceb电容反馈三点振荡器电容反馈三点振荡器C1C2L 由图可见由图可见: :与晶体管发射与晶体管发射极相连接的电抗性

18、元件极相连接的电抗性元件C C1 1和和C C2 2为容性为容性, , 不与发射极相连不与发射极相连接段另一电抗性元件接段另一电抗性元件X X3 3为感为感性性, 满足三端式振荡器的组满足三端式振荡器的组成原则。因反馈网络是由电成原则。因反馈网络是由电容元件完成的容元件完成的, ,适当选择适当选择C1C1与与C2C2的比的比 值值, ,则可满足振幅条则可满足振幅条件件, ,故称为电容反馈三点振荡故称为电容反馈三点振荡器器. .三端式振荡器有二种基本电路三端式振荡器有二种基本电路: :其一为其一为电容三点式电容三点式振荡器也称为考必兹振荡器振荡器也称为考必兹振荡器, ,电路组成特点是电路组成特点

19、是: : ceb电感反馈三点振荡器电感反馈三点振荡器L1L2C 其二为其二为 电感三点式振荡器电感三点式振荡器也称为哈特莱振荡器也称为哈特莱振荡器, ,电路组成电路组成特点是特点是: : 由图可见由图可见: :与晶体管与晶体管发射极相连接的电抗性元发射极相连接的电抗性元件件L1L1和和L2L2为感性为感性, , 不与发不与发射极相连接的另一电抗性射极相连接的另一电抗性元件元件C C为容性为容性, 满足三端满足三端式振荡器的组成原则。因式振荡器的组成原则。因反馈网络是由电感元件完反馈网络是由电感元件完成的成的, ,适当选择适当选择L1L1与与L2L2的的比比 值值, ,则可满足振幅条件则可满足振

20、幅条件, ,故称为电感反馈三点振荡故称为电感反馈三点振荡器器. .2 2 电感三点式振荡器电感三点式振荡器 由电感三点式振荡器交流通路看出由电感三点式振荡器交流通路看出, ,谐振回路有三个端点与三谐振回路有三个端点与三极管的三个电极相连极管的三个电极相连, ,而且与发射极相接的是而且与发射极相接的是L L1 1、L L2,2,与基极集电极与基极集电极相接的是相接的是C C ，即满足即满足“射同它异射同它异 的原则。因此电路必然满足相位的原则。因此电路必然满足相位平衡条件。平衡条件。 相位平衡条件相位平衡条件 当回路的当回路的Q值较高时值较高时,该电路的振荡频率基本上等于该电路的振荡频率基本上等

21、于LC回路回路的的谐振频率谐振频率,即即 2 2、振荡频率、振荡频率式中式中L = L1L22M为回路总电感。为回路总电感。 3 3、电路特点、电路特点优点：优点： 1、L1、L2之间有互感，反馈较强，之间有互感，反馈较强，容易起振容易起振； 2、振荡、振荡频率调节方便频率调节方便，调整电容，调整电容C基本上不影响电路的反馈系数。基本上不影响电路的反馈系数。缺点缺点： 1、振荡、振荡波形不好波形不好，因为反馈电压是在电感上获得，而电感对高次谐波呈高阻，因为反馈电压是在电感上获得，而电感对高次谐波呈高阻抗，因此对高次谐波的反馈较强，使波形失真大；抗，因此对高次谐波的反馈较强，使波形失真大； 2、

22、电感反馈三端电路的振荡、电感反馈三端电路的振荡频率不能做得太高频率不能做得太高，这是因为频率太高，这是因为频率太高，L太小太小分布参数的影响太大。分布参数的影响太大。3 . 3 . 电容三点式振荡器电容三点式振荡器 电容三点式振荡电路又称考毕兹振荡电路电容三点式振荡电路又称考毕兹振荡电路, ,其结构与电感三点其结构与电感三点式振荡电路相似式振荡电路相似, ,只是将电感、电容互换了位置。为了形成集电只是将电感、电容互换了位置。为了形成集电极回路的直流通路极回路的直流通路, ,增设了电阻增设了电阻R RC C。该电路的交流通路如右图所。该电路的交流通路如右图所示。可以看出示。可以看出, ,它符合三

23、点式振荡电路它符合三点式振荡电路“射同基异射同基异 的构成原则的构成原则, ,满足自激振荡的相位平衡条件。满足自激振荡的相位平衡条件。 相位平衡条件相位平衡条件在在L LC C谐振回路谐振回路Q Q值足够高的条件下值足够高的条件下, ,电路的振荡频率为电路的振荡频率为 （2 2）振荡频率）振荡频率其中考毕兹电路的考毕兹电路的优点优点：1 1）电容反馈三端电路的振荡）电容反馈三端电路的振荡波形好波形好。2 2）电容三端电路的）电容三端电路的工作频率可以做得较高工作频率可以做得较高，可直接利用振荡管的，可直接利用振荡管的输出、输入电容作为回路的振荡电容。它的工作输出、输入电容作为回路的振荡电容。它

24、的工作 频率可做到几十频率可做到几十MHzMHz到几百到几百MHzMHz的甚高频波段范围。的甚高频波段范围。3 3）电路的）电路的频率稳定度较高频率稳定度较高，适当加大回路的电容量可以减小不稳，适当加大回路的电容量可以减小不稳定因素对振荡频率的影响。定因素对振荡频率的影响。电路的电路的缺点缺点： 调调C1C1或或C2C2来改变振荡频率时，反馈系数也将改变。为此在来改变振荡频率时，反馈系数也将改变。为此在L L两两端并上一个可变电容器调整频率，而以端并上一个可变电容器调整频率，而以C1C1与与C2C2固定电容确定反馈固定电容确定反馈系数。系数。 此时此时2121CCCCCC4.4.改进型电容三点

25、式振荡器改进型电容三点式振荡器 电容三点式振荡器缺点：调节频率会改变反馈系数，管子的输电容三点式振荡器缺点：调节频率会改变反馈系数，管子的输入电容入电容Ci和输出电容和输出电容C0对振荡频率的影响限制了振荡频率的提高。对振荡频率的影响限制了振荡频率的提高。（1 1）串联改进型电容三点式振荡器）串联改进型电容三点式振荡器 下下图是克拉泼振荡器的实际电路和交流等效电路。图是克拉泼振荡器的实际电路和交流等效电路。特点是用一电容特点是用一电容C C3 3与原电路中的电感与原电路中的电感L L相串联后代替相串联后代替 L L，由于，由于C C3 3较小，与较小，与C C1 1C C2 2串联后，回串联后

26、，回路总电容由它决定，振荡频率也就由它来调节，路总电容由它决定，振荡频率也就由它来调节，C C1 1C C2 2仅用作确定反馈系仅用作确定反馈系数。数。C3 由上式可见由上式可见, ,振荡频率基本上与振荡频率基本上与C C1 1、C C2 2 、C C0 0 、C Ci i无关无关, ,因此因此, ,可选可选C C1 1、C C2 2的值远大于极间电容的值远大于极间电容, ,这就减小了极间电容变化对振荡频率的影响这就减小了极间电容变化对振荡频率的影响, ,提高了振荡频率的稳定性。提高了振荡频率的稳定性。 振荡频率振荡频率302121LCLCf 调节调节C C3 3改变振荡频率时改变振荡频率时,

27、 ,不影响反馈系数。即克拉泼振荡器的不影响反馈系数。即克拉泼振荡器的振荡频率与反馈系数可分别独立调节。振荡频率与反馈系数可分别独立调节。缺点：由上可知，缺点：由上可知， C C1 1和和C C2 2必须远大于必须远大于C C3 3, ,但是但是1 1、如、如C1、C2 过大，振荡幅度就太低；过大，振荡幅度就太低；2 2、若想减小、若想减小C 3以提高振荡频率，可能会停振，因此也就限制了振荡频以提高振荡频率，可能会停振，因此也就限制了振荡频率的提高。率的提高。3 3、频率覆盖系数不高。一般在频率覆盖系数不高。一般在1.21.3。33211111CCCCCCCioc3（2 2）并联改进型电容三点式

28、振荡器）并联改进型电容三点式振荡器 如下图是并联型三点式振荡电路如下图是并联型三点式振荡电路, ,又称又称西勒西勒振荡电路振荡电路, ,它是在串联型电容三点式振荡电路的电感它是在串联型电容三点式振荡电路的电感L L旁再并接一个旁再并接一个电容电容C4而构成的。而而构成的。而C3仍仍为远小于为远小于 C1C2的固定电容。的固定电容。c4回路总电容及振荡频率分别为回路总电容及振荡频率分别为3421341111CCCCCCC)(2121340CCLLCf 西勒振荡器的反馈系数西勒振荡器的反馈系数FU和接入系数和接入系数p与克拉泼振荡与克拉泼振荡器相同，因此它也具有频率稳定度高和振荡频率、反馈系器相同

29、，因此它也具有频率稳定度高和振荡频率、反馈系数可分别独立调节的优点。数可分别独立调节的优点。 由于由于LC LC 回路的谐振电阻回路的谐振电阻R R0 0反射到三极管集、射极间的反射到三极管集、射极间的等效负载电阻等效负载电阻 而而C3 C4 , 当当C4变小时变小时, , 变化程度不如克拉泼电路中变化程度不如克拉泼电路中那样显著那样显著, ,从而削弱了振荡幅度受频率改变的影响。因此从而削弱了振荡幅度受频率改变的影响。因此, ,西勒振荡电路的频率调节范围较克拉泼电路要宽。西勒振荡电路的频率调节范围较克拉泼电路要宽。频率覆频率覆盖率比较大，可达盖率比较大，可达1.6-1.8； 02343RCCC

30、RL3.3 石英晶体振荡器石英晶体振荡器1.石英晶体及其特性石英晶体及其特性(1) 结构及外形结构及外形 正压电效应：当沿晶体的电轴或机械轴施以张力或压正压电效应：当沿晶体的电轴或机械轴施以张力或压力时，就在垂直于电轴的两面上产生正、负电荷，呈力时，就在垂直于电轴的两面上产生正、负电荷，呈现出电压。现出电压。 负压电效应：当在垂直于电轴的两面上加交变电压负压电效应：当在垂直于电轴的两面上加交变电压时，晶体将会沿电轴或机械轴产生弹性变形（伸张或时，晶体将会沿电轴或机械轴产生弹性变形（伸张或压缩），称为机械振动。压缩），称为机械振动。 (2) 符号及等效电路符号及等效电路当石英晶体发生谐振现象时，

31、当石英晶体发生谐振现象时，在外电路可以产生很大的电在外电路可以产生很大的电流，这种情况与电路的谐振流，这种情况与电路的谐振现象非常相似。因此，可以现象非常相似。因此，可以采用一组电路参数来模拟这采用一组电路参数来模拟这种现象，种现象，Lq、Cq、rq分别为分别为石英晶体的模拟动态等效电石英晶体的模拟动态等效电感、等效电容和损耗电阻，感、等效电容和损耗电阻，C0为静态电容，它是以石英为静态电容，它是以石英为介质在两极板间所形成的为介质在两极板间所形成的电容。电容。rq10140；Lq0.0110H; Cq = 0.0040.1pF；C0 = 24pF。（3）石英谐振器的特点）石英谐振器的特点v高

32、高Q值值 由于参数由于参数Lq很大，而很大，而Cq又很小，又很小， 串联支路中的串联支路中的Q值达值达104106 v谐振频率只与晶片的几何尺寸有关，所以，具有很高的频率谐振频率只与晶片的几何尺寸有关，所以，具有很高的频率精确度和稳定度。精确度和稳定度。v接入系数很小接入系数很小 用石英谐振器构成振荡器时，外电路一般接用石英谐振器构成振荡器时，外电路一般接在在A、B端，即端，即C0两端，因此接入系数很小，一般为两端，因此接入系数很小，一般为10-310-4数量级；所以，石英晶体与外电路的耦合是很弱的，从而保数量级；所以，石英晶体与外电路的耦合是很弱的，从而保证了石英谐振器的高证了石英谐振器的高

33、Q值，因此，值，因此， 石英晶体振荡器振荡频率石英晶体振荡器振荡频率的稳定度和标准性都很高的稳定度和标准性都很高 v泛音晶体泛音晶体 频率越高，晶片越薄，太薄的晶片加工困难，为频率越高，晶片越薄，太薄的晶片加工困难，为此对于高于此对于高于15MHz的石英晶体都使用在泛音频率上，这种利的石英晶体都使用在泛音频率上，这种利用泛音振荡的晶体叫做泛音晶体。用泛音振荡的晶体叫做泛音晶体。qqCLrQ11qoqCCCp串联谐振时，电抗为零，晶体两端的阻抗为纯电串联谐振时，电抗为零，晶体两端的阻抗为纯电阻阻r，由于，由于r很小，可视为短路，说明石英晶体在这种很小，可视为短路，说明石英晶体在这种情况下可充当特

34、殊短路元件使用。情况下可充当特殊短路元件使用。 并联谐振时，两端阻抗为无穷大。当并联谐振时，两端阻抗为无穷大。当fsf1，振，振幅增大后满足幅增大后满足AF=1，从而达到稳幅的目的。，从而达到稳幅的目的。v二极管稳幅二极管稳幅用反并联的二只二极管与一个电阻并联作为用反并联的二只二极管与一个电阻并联作为Rf,也能简便地也能简便地实现稳幅，小信号时二极管不导通，实现稳幅，小信号时二极管不导通，Rf较大，随着振幅增较大，随着振幅增大，二极管导通电流逐渐增大，并联的大，二极管导通电流逐渐增大，并联的Rf值减小，振幅得值减小，振幅得到稳定。到稳定。v场效应管稳幅场效应管稳幅 （见（见P78 图图3.36

35、）场效应管的场效应管的UDS较小时，其内阻较小时，其内阻rds随着栅压随着栅压UGS呈线性变化，呈线性变化，其阻值可从其阻值可从400到到100M变化。用输出电压经分压后来变化。用输出电压经分压后来控制场效应管的内阻，从而控制反馈系数，达到稳幅的目控制场效应管的内阻，从而控制反馈系数，达到稳幅的目的，效果更好。的，效果更好。(作业第作业第3.12题）题）本章小节1. 一般来说，正弦波振荡电路由四部分组成：一般来说，正弦波振荡电路由四部分组成： 放大电路、反馈放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节。网络、选频网络和稳幅环节。2. 振荡必须满足幅度平衡条件和相位平衡条件，还要满足平衡稳振荡必须满足

36、幅度平衡条件和相位平衡条件，还要满足平衡稳定条件。定条件。3. RC振荡电路的选频网络由电阻振荡电路的选频网络由电阻R和电容和电容C组成，其振荡频率与组成，其振荡频率与RC成反比，这种振荡器可产生几赫至几百千赫的低频信号。成反比，这种振荡器可产生几赫至几百千赫的低频信号。 4. LC振荡电路的选频网络由电感振荡电路的选频网络由电感L和电容和电容C组成，其振荡频率通组成，其振荡频率通常常f0可达一百兆赫以上。可达一百兆赫以上。 三点式振荡器是三点式振荡器是LC振荡器的主要形振荡器的主要形式。电容三点式可工作在较高的频率上，改进的电容三点式振式。电容三点式可工作在较高的频率上，改进的电容三点式振荡

37、器的工作频率和频率稳定度都较高，常见的有克拉拨振荡器荡器的工作频率和频率稳定度都较高，常见的有克拉拨振荡器和西勒振荡器两种类型。和西勒振荡器两种类型。RC振荡器经济适用、便于集成，可振荡器经济适用、便于集成，可方便连续地改变频率，广泛用于几百方便连续地改变频率，广泛用于几百千赫兹以下的低频振荡信号发生器千赫兹以下的低频振荡信号发生器 5. 频率稳定度是振荡器非常重要的技术指标之一。频率稳定度是振荡器非常重要的技术指标之一。 频率稳频率稳定度按时间间隔分为长期、短期和瞬时频率稳定度。定度按时间间隔分为长期、短期和瞬时频率稳定度。 6. 石英晶体可等效为一个石英晶体可等效为一个接入系数小的接入系数小的高高Q值（值（105）的）的LC回路，它有两个谐振频率，在回路，它有两个谐振频率，在fs与与fp之间其阻抗特性为感性。之间其阻抗特性为感性。用石英晶体组成的串联型或并联型用石英晶体组成的串联型或并联型石英晶体振荡器石英晶体振荡器具有很高具有很高的频率稳定度，其振荡频率决定于石英晶体的固有频率，频的频率稳定度，其振荡频率决定于石英晶体的固有频率，频率稳定度可达率稳定度可达10-610-8的数量级以上。利用泛音晶体可得到的数量级以上。利用泛音晶体可得到较高的振荡频率。较高的振荡频率。