5.4 振荡器的频率稳定度
5高频振荡器3-4

许多变形的三端式LC振荡电路,Xce和 Xbe、Xcb往往不都是单 一的电抗元件,而是可以由不同符号的电抗元件组成。但是, 多个不同符号的电抗元件构成的复杂电路,在频率一定时, 可以等效为一个电感或电容。根据等效电抗是否具备上述三 端式LC振荡器电路相位平衡判断准则的条件,便可判明该电 路是否起振。
(a)克拉泼电路的实用电路
(b)高频等效电路
因为C3远远小于C1和C2,所以三பைடு நூலகம்容串联后的等效电容
C C1C2C3 C3 C3 C C C1C2 C2C3 C1C3 1 3 3 C1 C2 1 1 C1 F LC LC3 C2
振荡角频率 0
故克拉泼电路的振荡频率几乎与C1、C2无关。
的,耦合线圈同名端的正确位置的放置,选择合适的耦合量
M,使之满足振幅起振条件很重要。 互感耦合振荡器有三种形式:调基电路、调集电路和调
发电路,这是根据振荡回路是在集电极电路、基极电路和发
射极电路来区分的。
调基电路 调基电路振荡频率 在较宽的范围改变时, 振幅比较平衡。
Rb1 C Cb
M L1 L
L2
– + vi v1 C1 + – C2 + vf L
( a)
电容三端式振荡电路
( b)
可推导电容反馈三端电路的起振条件
h fe hie C2 hie R C1 h fe R p p
A
h fe R p hie
F
C1 C2
C1C2 C1 C2
电容反馈三端电路的振荡频率
1 f0 2
2) 电感反馈三端式振荡器(哈特莱电路)
+VCC Rb1 v1 Cb Rb2 Ce Re C L L1 L2
高频电子线路最新版课后习题解答第五章 正弦波振荡器习题解答

思考题与习题5.1 振荡器是一个能自动将直流电源提供的能量能量转换成交流能量的转换电路,所以说振荡器是一个能量转换器。
5.2 振荡器在起振初期工作在小信号甲类线性状态,因此晶体管可用小信号微变等效电路进行简化,达到等幅振荡时,放大器进入丙类工作状态。
5.3 一个正反馈振荡器必须满足三个条件:起振条件、平衡条件、稳定条件(3)正弦波振荡器的振幅起振条件是;T=A k f >1相位起振条件是2f T A k n ϕϕϕπ=+=;正弦波振荡器的振幅平衡条件是:T=A k f =1,相位平衡条件是:2f T A k n ϕϕϕπ=+=;正弦波振荡器的振幅平衡状态的稳定条件是:0i iAiV V T V =∂<∂,相位平衡状态的稳定条件是:0oscT ωωϕω=∂<∂。
5.4 LC 三点式振荡器电路组成原则是与发射极相连接的两个电抗元件必须性质相同,而不与发射极相连接的电抗元件与前者必须性质相反,且LC 回路满足0ce be cb x x x ++=的条件。
5.5 从能量的角度出发,分析振荡器能够产生振荡的实质。
解:LC 振荡回路振荡在进行电能、磁能相互转换的过程中的能量损耗,由正反馈网络提供补偿,将直流电源提供的直流能量转换为交流输出。
5.6 为何在振荡器中,应保证振荡平衡时放大电路有部分时间工作在截止状态,而不是饱和状态?这对振荡电路有何好处? 解:之所以将振荡平衡时放大电路有部分时间工作在截止状态,而不是饱和状态是因为在截止状态集电极电流小,功率损耗低。
这样可以保证振荡管安全工作。
5.7 若反馈振荡器满足起振和平衡条件,则必然满足稳定条件,这种说法是否正确?为什么?解:不正确。
因为满足起振条件和平衡条件后,振荡由小到大并达到平衡。
但当外界因素(温度、电源电压等)变化时,平衡条件受到破坏。
若不满足稳定条件,振荡起就不会回到平衡状态,最终导致停振。
5.8 分析图5.2.1(a)电路振荡频率不稳定的具体原因?解:电路振荡频率不稳定的具体原因是晶体管的极间电容与输入、输出阻抗的影响,电路的工作状态以及负载的变化,再加上互感耦合元件分布电容的存在,以及选频回路接在基极回路中,不利于及时滤除晶体管集电极输出的谐波电流成分,使电路的电磁干扰大,造成频率不稳定。
北航通信电路原理课件ch05-1

▪分析三个条件:起振 、平衡和稳定条件。
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9
1. 环路旳起振条件
i(t)
S
12
Vo
C
iL
0
Vo et
L
t
(P258) R
▪LC谐振回路是LC振荡器旳主要构成部分,正弦波振荡器则是 基于二阶RLC回路旳自由振荡现象。
•反馈信号足够大,才满足振幅平衡条件;
•电路旳振荡频率近似等于回路旳谐振频率。
(3)定量分析:
•相位平衡条件:
A F 2n
•振幅平衡条件:
AF 1
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•电路振荡频率:
o
1 LC
8
5.2.2 振荡旳起振 、平衡和稳定条件旳分析
▪回答两个问题: •振荡是怎样产生旳? •振荡又是怎样平衡旳?
了系统旳频率稳定性。
21
5.2.3 自给偏置对振荡状态旳影响 iC gm
▪自给偏置电路和振荡波形:
Q
VCC
Rb1 Cb
Rb 2
iB
vBE
iE
iC
Re Ce
VB'
0 Vth
0
VB
vBE vBE
(P268)
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t
22
5.2.3 自给偏置对振荡状态旳影响(续1)
▪合理选择元件旳参数值,使起振前电路旳静态工作点Q位于 伏安特征段旳中点。
区别。
▪振荡器进入平衡状态后,假设受到外界旳扰动,那么将会破 坏其原来旳平衡状态。
•干扰消失后,振荡器若能自动恢复到原来旳平衡状态, 则称之为是稳定旳;
通信电子线路电子教案

绝对频率偏差: f f1 f 0 相对频率偏差:
f1 f 0 f f0 f0
频率稳定度:在一定时间间隔内振荡频率的相对变化 量,即
f f0 f0
( 时间间隔)
对频率稳定度的要求视用途而异,一般的 短波、超短波发射机的相对频稳度为10-4~10-5 数量级;电视发射机为10-7数量级;卫星通信 发射机为10-9~10-11数量级。普通信号发生器为 10-4~10-5数量级,高精度信号发生器为10-7~10-9 数量级。用于国家时间标准的频率源,要求在 10-12数量级。
ui
ui u0
uf
X1 X2
uf
X2
u0 I
X3 X1
I
X3
二、 电容三端式振荡器
UCC LC R1 Cb R2 Ce Re C2 C1 L
R1、R2、Re 为直流偏置电阻;振荡产 生后作为自偏压电阻,稳幅作用。 Lc高频扼流圈,防止电源旁路 Ce旁路电容、Cb 隔直流电容 L 、C1、C2 构成谐振回路,决定振 1 荡频率:
5.3.2 三端式振荡器
一、三端式振荡器构成原则:
X1、X2、X3组成谐振回路 谐振时: X1+X2+X3=0 回路电流处处相同=I Uf X2 X2 F U0 X2 X3 X1 U0 X X AF ( 2 ) A 2 Uf X1 X1 ∴构成正反馈:X1、X2为同性质电抗 uf
三、电感三端式振荡器
ui
L2 C
u0
L1
Ui g ie
gmUi
goe
gL'
U0
L1 L2 C
Uf gie 1 1 , 其 中L L1 L 2 2M LC gm 回归比 T g m Z ce F F 通过改变回路电容调 ' 2 goe g L F g ie 整频率时,基本不影 Uf L2 M 响F;但产生信号的频 其 中F = 率较低;由于反馈电 U0 L1 M 压取自L2,使输出含 紧耦合时,反馈系数为线圈匝数比 有较大的谐波电压。
模拟电子技术基础知识振荡器的频率稳定性与调谐技巧

模拟电子技术基础知识振荡器的频率稳定性与调谐技巧模拟电子技术中的振荡器在电子系统中起到了非常重要的作用,它能够产生稳定的信号,用于时钟同步、频率合成等应用。
然而,在振荡器的设计和调试过程中,频率稳定性和调谐技巧是需要非常重视的方面。
本文将介绍振荡器频率稳定性的评估方法以及调谐技巧的一些基本原则。
一、频率稳定性的评估方法频率稳定性是指振荡器输出频率的变化程度,常用的评估方法有相对稳定度和绝对稳定度。
1. 相对稳定度相对稳定度是指振荡器频率变化相对于整个输出频率范围的百分比。
通常使用相对频率偏差(Relative Frequency Deviation,RFD)来进行评估。
RFD的计算公式如下所示:RFD = (f_max - f_min) / f_avg * 100%其中,f_max为振荡器输出频率的最大值,f_min为最小值,f_avg为平均值。
通过相对稳定度的评估,可以比较不同振荡器在频率稳定性方面的优劣。
2. 绝对稳定度绝对稳定度是指振荡器输出频率的变化程度与参考标准频率的偏差。
常用的评估指标有绝对频率偏差(Absolute Frequency Deviation,AFD)和位移调制指标(Displacement Modulation Index,DMI)。
AFD表示振荡器输出频率与参考标准频率之间的误差,常用单位为Hz。
AFD越小,说明振荡器的频率稳定性越好。
DMI衡量振荡器输出频率在不同幅度的调制信号作用下的变化程度。
一般来说,DMI越小,说明振荡器的频率稳定性越好。
二、调谐技巧的基本原则在实际振荡器的设计和调试中,为了获得稳定的输出频率,需要注意一些调谐技巧的基本原则。
1. 选择合适的振荡器结构振荡器结构的选择对频率稳定性有着直接的影响。
常见的振荡器结构包括LC振荡器、晶体振荡器、RC振荡器等。
不同结构的振荡器适用于不同的应用场景,需要根据实际需求选择合适的结构。
2. 使用稳定的元器件振荡器的频率稳定性还与使用的元器件的稳定性有关。
振荡器频率稳定度(精)

振荡器频率稳定度
3.3.1 频率稳定的表示方法
频率准确度又称频率精度:它表示振荡频率f osc偏离标 称频率 fo 的程度。有: 绝对频率准确度(绝对频率偏差) f fosc fo 相对频率准确度(相对频率偏差) f
fo f osc f o fo
频率稳定度:在一定时间间隔内,频率准确度 变化的程度,实际上是频率“不稳定度”。
后的等效电容
C1C2C3 C3 C C3 C1C2 C2C3 C1C3 1 C3 C3 C1 C2
于是,振荡角频率
osc
1 1 LC LC3
电路的振荡频率近似只与 C3 、 L有关。而几乎与
C1 C2 无关。
电路特点: 晶体管结电容、对振荡
频率的影响。
由图3.3.1(b)可以看到, 与谐振回路的接入系数:
o
tan ( gm k )
osc 0
0
2Qe
tan( gm k )
3.3.2
因而有
osc
osc osc osc 0 Qe (gm k ) 0 Qe (gm k )
o
考虑到 Qe 值较高,即 o sc 1 于是得到LC振荡器频率稳定度的一般表达式为
C2C3 C2串C3 C2 C3 C2 n C1C2 C1 (C2串C3) C C2C3 C1 C2 1 C3 C2 C3
和基本电容三点式电路中 Cce与谐振回路的接入系数
n
C2
(C1 C2 ) 比较, 由于 C3 C1 , C2 所以 n n
特点是在回路中增加
了一个与L串联的小 电容 C3 。 电路条件是:
C3 C1 , C3 C2
高频电子线路 振荡器的频率和振幅稳定度汇总

减小晶体管极间电容在总电容中的比例。减小管子 输入、输出阻抗及其变化量对回路的影响。
回路总电容量不可过大,否则L过小,不利稳频 EXIT
高频电子线路
4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
4.3.2 振幅稳定度
指在规定条件下,输出信号幅度的相对变化量。 振幅稳定度表示为
U Uo
Uo 为输出电压的标称值, ∆U 为实际输出电压与标称值之差。
主要由于器件老化。 短期频率稳定度 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 瞬时频率稳定度 秒或毫秒内振荡频率的相对变化量 EXIT
由电路内部噪声或突发性干扰引起。
高频电子线路
4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
4.3.1 频率稳定度
一、频率稳定度的概念
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
EXIT
高频电子线路
4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
三、提高频率稳定度的主要措施
1. 减小外界因素变化的影响 2. 提高谐振回路的标准性 选用高质量的参数稳定的回路电感器和电容器。 选用具有不同温度系数的电感和电容构成谐振回路 改进按照工艺,缩短引线、加强引线机械强度。 增加回路总电容量,减小晶体管与谐振回路间的耦合。
f f f 0
频率稳定度表示为
f f0
f指实际频率,f0 指标称频率 测量时,∆f要取多次 测量结果的最大值。
EXIT
高频电子线路
4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
4.3.1 频率稳定度
一、频率稳定度的概念
按照所规定时间的不同,频率稳定度分为 长期频率稳定度 一天以上乃至几个月内振荡频率相对变化量
3
10 5 10 7
振荡器的起振、平衡与稳定条件

,
。
Y 0 Y F 0
为了使电路工作在相位平衡状态,就要求谐振回路工作在失谐状态,以产生一个谐 振回路相角来平衡。
9
二、振荡器平衡状态的稳定条件 平衡条件只是说明振荡能在某一状态平衡,是建立振荡的必要条件。 没能说明这个平衡状态是否稳定,还不是建立振荡的充分条件。 已经建立的振荡能否维持,还必须看平衡状态是否稳定。
重新平衡后频率发生了变化。为了减小这种变化,减小相角对外界因素影响的敏感 性;提高相频特性曲线斜率的绝对值(提高Q值)。
17
平衡点的振幅稳定条件为
A
0
Vom Vom VomQ
12
2, 软自激与硬自激
工作于非线性状态的有源器件正好具有这一 特性,因而它们具有稳定振幅的功能。
一般只要偏置电路和反馈网络设计正确,在 开始起振时,环路增益大于1,振荡处于增 幅振荡状态,振荡幅度从小到大,直到达到 Q点为止。这是软自激状态,它的特点是不 需要外加激励,振荡便可以自激。 硬自激:需要避免。
4
振荡器的起振条件为 振荡器的平衡条件为
A0 F 1
A F A0 F 1
τ 其中 称为工作强度系数,一般取2~4。
5
将复数形式的振荡器平衡条件分别用模和相角表示:
Ae jA Fe jF 1
振幅平衡条件为
AF 1
相位平衡条件为
A F 2n (n 0,1,2,3,)
说明在平衡状态时,振幅的环路增益等于1。即反馈信号的振幅与原输入信号的振幅 相等。
,
即反馈系数相角; F
8
将振荡器平衡条件
y fe F Z P1 1 的模与相角分开,
得到用电路参数表示的振幅平衡条件和相位平衡条件:
y fe ZP1 F 1 Y Z F 2n (n 0,1,2,3,)
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5.4 振荡器的频率稳定度⇒产生等幅持续的振荡满足起振、平衡和稳定三个条件波形。
⇒振荡器的瞬时当受到外界或振荡器内部不稳定因素干扰相位(或频率)会在平衡点附近随机变化。
频率稳定度f与标称频率0f偏离的程度。
用于衡量实际振荡频率osc频率稳定度是振荡器最为重要的性能指标之一。
现代电子技术的飞速发展对振荡器的频率稳定度提出了越来越高的要求。
通信系统的频率不稳定,就会因漏失信号而无法通信,如调频广播发射机的频率不稳,调频接收机就不能准确接收,如调频广播发射机的频率准确、稳定,则接收机在不需要调谐的情况下能够实现自动收听和转播;在数字电路中,时钟不稳会引起时序关系的混乱;测量仪器的频率不稳定会引起较大的测量误差;军事保密通信及空间技术对频率稳定度提出了更为严格的要求。
例如,要实现与火星通信,频率的相对误差不能大于1110-数量级。
倘若给距离地球5600万千米卫星定位,要求频率的相对误差不能大于1210-数量级。
1 频率准确度和频率稳定度评价振荡频率的主要指标是频率准确度和频率稳定度。
频率准确度表明实际工作频率偏离标称频率的程度,分为绝对频率准确度和相对频率准确度。
绝对频率准确度是实际工作频率osc f 与标称频率0f 的偏差0osc f f f ∆=- (5.4.1)相对频率准确度是频率偏差f ∆与标称频率之比000osc f f f f f -∆= (5.4.2) 频率稳定度是在指定时间间隔内频率准确度变化的最大值。
也分为绝对频率稳定度和相对频率稳定度。
最常用的是相对频率稳定度,简称频率稳定度,以δ表示0max 0osc f f f δ-=时间间隔 (5.4.3) 其中0max osc f f -是某一间隔内的最大频率偏移。
如某振荡器标称频率为5MHz ,在一天所测的频率中,与标称值偏离最大的一个频率点为4.99995MHz ,则该振荡器的频率稳定度为605max60(4.99995 5)10110/510osc f f dayf δ--⨯-===⨯⨯day day 在频率准确度与频率稳定度两个指标中,频率稳定度更为重要。
因为只有频率稳定,才能谈得上频率准确。
频率不稳,准确度也就失去了意义。
下面主要讨论频率稳定度。
频率稳定度按时间间隔分为长期频率稳定度:以月甚至年为观测时间长度,观测的是长时间的频率漂移。
主要取决于构成振荡器的有源、无源器件和石英晶体的老化特性。
它主要用于评价天文台或国家计量单位高精度频率标准和计时设备;短期频率稳定度:以一天,小时、分钟为测量时间间隔。
短稳主要取决于振荡器的电源电压、电路参数或环境温度的稳定性。
用于评价通信电子设备和仪器中振荡器频率稳定度。
瞬时频率稳定度:在秒级时间内,主要是振荡器内部干扰和噪声作用引起的频率起伏,是频率的瞬间无规则变化。
瞬时频率稳定度在频域上又称为相位抖动或相位噪声。
通常用得较多的是短期频稳度。
由于频率的变化是随机的,不同的观测时段,测出的频率稳定度往往是不同的,而且有时还出现某个局部时段内频率的漂移远远超过其它时间在相同间隔内的漂移值,因此用式(5.4.3)来表征频率稳定度不是十分合理,频率稳定度应建立在大量观测基础上的统计值来表征较为合理,常用的方法之一是均方根值将指定的时间划分为 n 个等间隔,测得的各频率准确度与其平均值的偏差的均方根值来表征的。
即20Δn f f δ== (5.4.4)式中,i f 为第i 个间隔内实测的频率, 0(Δ)i i f f f =-为第i 个间隔内实测的绝对误差。
011Δ()n i i f f f n ==∑- (5.4.5) 为绝对频差的平均值。
Δf 越小,频率准确度就越高。
频率稳定度当然越高越好,但这样的振荡器造价高,使用者必须在性能和成本间折中考虑。
不同场合,对振荡器频率稳定度的要求不同。
例如用于中波广播电台发射机的为510-数量级,普通信号发生器的为541010--:数量级,电视发射机的为710-数量级,高精度信号发生器的为791010--:数量级,在标准计时,天文测量和太空通信中,要求有很高的长稳和短稳,相对频率变化不大于131110~10--。
频率稳定度一般由实测确定。
普通的LC 电路的日频率稳定度可达2310~10--;采用改进型的西勒振荡电路,也只能达到410-数量级,要求更高的话,采用石英谐振器。
2 造成频率不稳定的因素(了解即可,不做要求) 1)LC 回路参数的不稳定性温度变化是使LC 回路参数不稳定的主要因素。
温度改变会使电感线圈和回路电容几何尺寸变形,因而改变电感L 和电容C的数值。
一般L具有正温度系数,即L随温度的升高而增大。
而电容由于介电材料和结构的不同,电容器的温度系数可正可负。
另外,机械振动可使电感和电容产生变形,L和C的数值变化,因而引起振荡频率的改变。
晶体管参数的不稳定性当温度变化或电源电压变化时,必定引起静态工作点和晶体管结电容的改变,从而导致振荡频率不稳定。
3 稳频措施1)减小温度的影响为了减少温度变化对振荡频率的影响,最根本的办法是将整个振荡器或振荡回路置于恒温槽内,以保持温度的恒定。
这种方法适用于技术指标要求较高的设备中。
在要求不是特别高的情况下,为了减少温度系数的影响,应该采取温度系数较小的电感、电容。
例如,铁氧体的温度系数很大,当对谐振回路的电感量提出高稳定度要求的时候,应该避免采用铁氧体心。
此时,电感线圈可用高频磁鼓架,它的温度系数和损耗都较小。
固定电容器比较好的是云母电容,它的温度系数比其它类型电容的小。
可变电容易采用极片和转轴线膨胀系数小的金属材料(如铁镍合金)制作。
它们的温度系数小,性能稳定可靠。
还可采用正、负温度系数的元件相互补偿。
如瓷介电容具有正温度系数,有的电容具有负温度系数,而很多电感都具有正温度系数。
2)稳定电源电压电源电压的波动,会使晶体管静态工作点发生变化,从而改变晶体管的参数,降低频率稳定度。
为了减小这个影响,采用性能良好的电压源供电,并采取退耦措施避免高频信号对电压源稳定性产生不良影响。
如果是制作高性能指标的振荡器,应当采用稳压电源。
当振荡器与整机其它部分公用一个电源时,往往从公用电源取出电压,再经一次单独稳压,以避免整机其它部分耗电的变化影响电源电压的稳定。
另外,应采用具有稳定静态工作点的偏置电路。
3)减少负载的影响振荡器输出信号需要加在负载上,负载的变动必然会引起振荡频率变化。
为了减小这一影响,可在主振级及其负载之间加一缓冲级。
为使缓冲级最大限度的起到缓冲作用,缓冲级从主振级所获取的功率应尽可能的小。
当负载所要求的功率一定时,缓冲级的功率增益越高,则要求主振级提供的功率越小。
因此缓冲级的电路形式及工作状态的选择,应该从功率增益最大来考虑。
即:a)缓冲放大级应工作于甲类,因甲类工作状态的功率增益最高;b)共射电路比共基和共集(射级跟随器)电路的功率增益大,所以共射电路是缓冲级电路优先考虑的电路形式。
共射电路不足之处在于,其输入阻抗不如共集电路的高,但可以通过缓冲级的输入端和谐振回路以部分接入方式连接,以提高缓冲级对谐振回路的等效引入阻抗。
射级跟随器也是比较常用的缓冲级。
4)晶体管与谐振回路之间采用松耦合减小晶体管和谐振回路之间的耦合,可以减小晶体管输出、输入电容的变化对谐振回路等效电容值的影响,从而使频率稳定度提高。
减小晶体管和谐振回路之间耦合的常用方法是将晶体管以部分接入的方式接入谐振回路。
前面介绍的克拉泼电路和西勒电路就是采用了这种方法。
另外,应选择T f 较高的晶体管。
T f 越高,高频性能就越好,可以保证在工作频率范围内均有较高的跨导,电路容易起振;一般选择max (310)T osc f f >:,max osc f 是最高振荡频率。
5)提高回路的品质因数QLC 谐振回路的相频特性表达式00arctan ()Z Q ωωϕωω=-- (5.4.6)根据式(5.4.6)可画出不同Q 值对应的相频特性曲线,如图5 —33所示。
由图可见,相频曲线的变化规律有如下特点。
ⅰ)ω越接近0ω,即00ωωω∆=-越小,相频特性曲线的斜率d d ϕω就越大,则稳频能力越强;反之,失谐越严重d d ϕω就越小,频率稳定度越低。
ⅱ)Q 值越大,在0ω附近d d ϕω的值越大,稳频能力越强。
所以提高回路的Q 值,减小0ω∆,有利于改善振荡器的频率稳定性。
图5 —33 并联谐振回路相频特性曲线如何提高谐振回路的Q 值?在绕制电感时应注意,平行密绕线圈的线间分布电容较大,影响Q 值。
对于匝数较多的线圈,如振荡频率在2MHz 以下,宜采用“蜂房式”绕法,并且最好用多股线,以减小趋附效应的影响,以便提高Q 值。
对谐振回路而言,电感的铜损耗电阻r构成了谐振回路的主要损耗,其品质因数Q=应取得大一些,电容量取小一些,可得到较高的Q值。
但电容量太小时,晶体管的输出、输入电容对回路的等效电容和分布电容在回路中所占的比例将增大,使频率稳定度降低,所以必须兼顾这两个方面。
1)屏蔽、远离热源将LC回路屏蔽可以减少周围电磁场的干扰。
但加屏蔽后,电感量下降,损耗加大,因此,线圈Q值将下降。
在可能的前提下,尽量将屏蔽罩做得大一些,这样,电感量不致减小太多,Q值所受影响也较小。
振荡器电路离开热源(如电源变压器、大功率管等)远一些,可以减少温度变化对振荡器的影响。
5.5 晶体振荡器通常LC振荡器的频率稳定度为3210~10--,采取一些措施和改进,可达到410-,但很难突破510-。
然而在通信设备,电子测量仪器仪表,电子对抗等应用中,对频率稳定度的要求往往优于510-,前面介绍的振荡器都无法达到要求。
石英晶体谐振器具有极高的品质因素和稳定的参数,利用石英谐振器代替一般的LC谐振系统,它的频率稳定度很容易做到510-。
石英晶体振荡器的频率稳定度随采用的石英晶体、外部电路形式和稳频措施的不同而不同,一般在5111010--:范围之间。
如果采用低精度石英晶体,稳定度可达到510-数量级;如采用中等精度石英晶体,稳定度可达到610-数量级; 如采用单层恒温控制系统和中等精度晶体,稳定度可以达到781010--: 数量级;如采用双层恒温控制系统和高精度晶体,稳定度可以达到9111010--: 数量级。
石英晶体振荡器定义用石英谐振器控制和稳定振荡频率的振荡器。
石英晶体振荡器之所以具有极高的频率稳定度,关键是采用了石英晶体这种具有极高Q 值的谐振元件。
下面首先了解石英晶体谐振器的基本特性。
5.5.1 石英晶体谐振器石英晶体谐振器是利用石英晶体(Quartz-Crystal)的压电效应制成的一种谐振器件。
石英晶体谐振器的内部结构如图5 —35所示。
(a)晶体外形;(b)横断面图5 —34 晶体的形状及横断面图5 —35 石英谐振器的内部结构1石英晶体的等效电路石英片的振动具有多谐性,除基频(Fundamental Frequency)振动外,还有奇次谐波的泛音(Overtones)振动。