合工大高频课件4.3LC正弦波振荡器

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高频第4章LC正弦波振荡器

高频第4章LC正弦波振荡器

二、产生自激振荡的两个条件 ——振荡的平衡条件
KF 1
KF2n(n0, 1, 2)
12
三、振荡的起振条件
KF1
(即通电之初,振荡是如何建立起来的?)
13
四、振荡器的稳定条件
如果环路增益特性存在着两个平衡点A和B, 其中,A点是稳定的,而B是不稳定点。
|T(ωo)|
44
45
二、串联晶振电路
晶体工作在串联谐振频率fs,晶体等效为短路。
46
三、泛音晶振电路 (自学)
泛音——石英片振动的机械谐波
L1
C2
C1
47
理解: 计算:
识图:
48
本章总结:
振荡的平衡条件 稳定条件
振荡器的起振条件 振荡频率、频率稳定度
1.根据三端式振荡器相位平衡条件的判断 准则,会判断已知振荡电路能否振荡。
1、电路结构 2、验证相位平衡条件
二、 电感反馈三点式振荡器(哈特莱振荡器) 1、电路结构 2、验证相位平衡条件
三、 总结出:
三点式LC 振荡器相位平衡条件的判断准则
17
一、 电容反馈三点式振荡器(考毕兹振荡器) 1、电路结构(对应电路名称的来历) 2、相位平衡条件 3、起振条件 4、振荡频率
18
外电路参数变化对振荡频率的影响小。(Cq<<C0)
若分布电容Cn并在C0

fp
2
1 LqC (C 00CCqn)C Cqn
1
2 LqCq
39
4.7 石英晶体振荡器电路
一、并联晶振电路
感性
X
晶体工作在并联谐振频率fp
容性
容性
与串联谐振频率fs之间, 在fp附近,晶体等效为电感。

4.3LC震荡器ppt

4.3LC震荡器ppt



集电极—基极之间回路元件的电抗性质是相反 的。在本电路中,集电极—基极间的电抗应呈 现电感性。而集电极—发射极之间和基极—发 射极之间的电抗应呈现电容性。

(2) 振幅平衡条件:反馈信号的振幅应该大于 或等于输入信号的振幅,即
A荡器接通电源后,由于电路中存在某种扰 动,这些微小的扰动信号,通过电路放大及
(a) 起振过程
(b) 局部放大波形 图4.3.4 电感三点式振荡电路仿真结果
4.3.4 克拉波振荡电路

图4.3.5为克拉波振荡电路。从图4.3.6(a)能 观察到起振过程,注意在观察起振过程时首先 点击示波器sing,然后再点击仿真开关。在图 4.3.6(b)中测出其振荡周期为62nS,输出电压 的幅值为3.3V。其振荡频率的计算公式为:

正馈使振荡幅度不断增大。当增大到一定程度 时,导致晶体管进入非线性区域,产生自给偏 压,引起晶体管的放大倍数减小;最后达到平 衡,即AF=1。振荡幅度就不再增大了。 振荡器有一个LC并联谐振回路,由于其选频作 用,所以使振荡器只有在某一频率时才


能满足振荡条件,于是得到单一频率的振荡信 号,这个振荡器就是正弦波振荡器。
f 1 2 L(C 2 C 6 )

C5>>C2 C1>>C2
图4.3.7西勒振荡电路
(a)起振过程
图(b) 局部放大波形 图4.3.8西勒振荡电路仿真结果
4.3.2 电容反馈三点式振荡器

图4.3.1 所示电路为电容反馈三点式振荡器。 电路在设计时要注意电路中的参数设置,特别 是电位器RP1(RP1)和RP2(RP2)要调节合适, 否则电路将不起振。其振荡波形如图4.3.2所示。 振荡频率为:

高频电子线路正弦波振荡器概述.ppt

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合 肥 工 业 大 学
平衡条件:
T AF 1
振幅平衡条件
.
.
.
T AF 1 T A F 2nπ n=0,1,2…
相位平衡条件
等幅振荡
EXIT
通信电子线路
4.2
反馈型正弦波振荡器的工作原理
ui 晶体管 ic1 LC 选 频 网络 Z uc1 uf 反馈网络
平衡条件的另一种表示形式:
非正弦波: 产生三角波、锯齿波、矩形波等 EXIT
通信电子线路
4.1 概述
四、正弦波振荡器的用途
通信系统: 发射机(载波频率fC) 接收机(本地振荡频率fL) 测量仪器:信号源 数字系统:时钟信号 高频能源: 高频加热设备、主要技术指标
振荡频率、振荡波形、振荡幅度、频率稳定度 EXIT
U i Y fe
Y
Ic1
z p1
z
F U c1 F
U f
Y
F
振幅平衡条件:
Yfe Z p1F 1
合 肥 相位平衡条件: Y Z F 2n 工 业 大 其中: : 为集电极基波电流 i c 1 与基极输入电压 u i的相角 学
Z : 为 LC 谐振回路基波谐振阻抗 的相角
通信电子线路
4.2
反馈型正弦波振荡器的工作原理
4.2 反馈型正弦波振荡器的工作原理
主要要求:
掌握反馈振荡器的组成和基本工作原理
合 肥 工 业 大 学
理解反馈振荡器的起振条件和平衡条件,
了解其稳定条件。 掌握反馈振荡器能否振荡的判断方法。
EXIT
通信电子线路
4.2
反馈型正弦波振荡器的工作原理
一、 反馈型正弦波振荡器的组成 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 弦波输出称为反馈型振荡器。 放大器 Vo Vi

《LC正弦波振荡电路》课件

《LC正弦波振荡电路》课件

LC正弦波振荡电路的构成
原理和特点
LC振荡电路利用电感和电容器构成共振电 路,产生稳定且纯净的正弦波信号。
重要组件
振荡电路由电感、电容器和电阻组成,这 些元件起到不同的作用。
LC正弦波振荡电路的运行原理
1
共振条件
当电感和电容的参数满足一定条件
频率调节方法
2
时,振荡电路会产生共振现象。
通过调节电容和电感的数值,我们
《LC正弦波振荡电路》 PPT课件
本课件将介绍LC正弦波振荡电路的原理和应用。首先,我们会了解振荡电路 的定义和作用,以及为什么学习正弦波振荡电路。让我们一起探索这个令人 着迷的主题!
振荡电路的基本原理
1 基本组成部分
振荡电路由放大器、反馈网络和能量源组成。
2 工作原理
通过正反馈,振荡电路能够产生连续不断的信号输出。
可以改变振荡电路的输出频率。
3
幅度调节方法
可以通过改变电阻的数值来调节振 荡电路的输出幅度。
例题分析
电路ห้องสมุดไป่ตู้形图
我们将分析一个具体的LC正 弦波振荡电路的波形图并解 读其特点。
电路元件
了解电路中各个元件的作用 和参数对波形的影响。
频谱分析
通过频谱分析仪观察电路输 出的频谱特性。

《高频与射频电路》第4章---LC振荡电路PPT课件

《高频与射频电路》第4章---LC振荡电路PPT课件

L1 C
RB1
L2
直流通路: Vcc
R B1
交流通路(共B):
+
2 L2
C
+
+3
1
L1
-- -
CE CB
R B2
RE
R B2
RE
振荡频率:
osc
-
1 LC
其 中 L L 1 L 2 2 M , M 表 示 互 感 32
• 三点式振荡器是否满足相位条件的 判断依据是:
“射同基反”
与射极相连的两个电抗元件相 同,与基极相连的两个电抗元 件不同。
• 即反馈信号与输入信号幅度相同。
+
主网络
+
vi
(放大器)
vo
-
A
-
+
vf
反馈网络
-
K-f
11
2、相位平衡条件
T (jo s c ) A (jo s c )k f(jo s c ) 1
T (o s c ) A (o s c ) k f(o s c ) 2 n ( n 0 , 1 , 2 )
主网络放大器反馈网络14二振荡器的起振1振荡器的起振条件实际的振荡器中是没有的只要一通电马上就有输出信号起振过程是这样的当通电时在放大器的输入端就会有电扰动称为起始信号其特点为十分微弱频率成分非常丰富
LC并联谐振电路阻抗的幅频特性
• 当电流的频率为谐振频率时,LC谐振电路 两端的电压最大。当电流的频率偏离谐振 频率时,电压变小。Q值越大,这种变化越 剧烈。
(B)RC振荡器: (a) 桥式 : (i) 文氏桥、 (ii)双T桥 (b)移相式
(2) 负阻型
-
6

第四章 高频电子―― 正弦波振荡器2PPT课件

第四章 高频电子―― 正弦波振荡器2PPT课件
——为维持等幅振荡所需满足的条件
因为: UO AUi Uf FUO 所以: Uf AFUi
又 所因以:为平衡时AF有=:AFU/φf AU+φi F=1
因而可得:
相位平衡条件:φA+φF=2nπ(n=0,1,2,3,···)
振幅平衡条件: AF=1
(3)起振条件 ——为了振荡起来必需满足的条件
由振荡的建立过程可知,为了使振荡器能够起 振,起振之初反馈电压Uf与输入电压Ui在相位上应 同相(即为正反馈);在幅值上应要求Uf>Ui,即:
起振条件 φA+φF=2nπ(n=0,1,2,···)
AF>1
3、稳定条件
平衡状态有稳定平衡和不稳定平衡,振荡器工作 时要处于稳定平衡状态。
振幅稳定条件:AF与Ui的变化方向相反。 相位稳定条件:相位与频率的变化方向相反。
4、频率准确度与稳定度
(1)频率准确度
绝对频率准确度: Δf=f-f0
相对频率准确度: f f f0
缺点:频率稳定性差,适用于中、短波段不是很高 的场合。
⑤电路的三种形式
集电极调谐型 发射极调谐型 基极调谐型
2、三点式振荡器
(1) 三点式振荡器一般组成原则:
设回路谐振时有电流 I在流动,则有:
(jX1+jX2+jX3)=0 即:X1+X2+X3=0 一般形式
根据:U U of
jX2 0X2
jX1
相对频率准确度: f f1f0 f1f0
f1
f1
f0
其中:f1为实际工作频率,f0为指定频率
应反复多次实测,取平均值
2. 频率稳定度 频率稳定度——是指振荡器实际振荡频率偏离其
标称频率而变化的程度,它定义为在一段时间隔 内,振荡频率的相对变化变化量的最大值。
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C 0
0º L

-90º EXIT
通信电子线路
4.4 振荡器的频率稳定原理
4.4 振荡器的频率稳定原理
一、频率稳定度的定义
频率稳定度是衡量在各种外界条件发生变化的情况下,实际工作频 率偏离标称频率的程度.
在数量上常用频率偏差来表示:
绝对偏差: f f fc , 相对偏差:
f fc f fc fc
主要由于器件老化。
合 肥 工 业 大 学
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
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 105 10 7 电视发射机的频率稳定度为 9 标准信号发生器的频率稳定度为 10 8~ 10
通信电子线路
4.3 LC正弦波振荡器
五、 LC三点式振荡器相位平衡条件的判断准则 (1)Xbe、 Xce应为同性质的电抗元件; b c e
(2) Xcb 与Xce、 Xbe的电抗性质相反。
结论:射同集(基)反
合 肥 (3) 对于振荡频率,应满足: 工 X be X ce X cb 0 业 大 学 如与发射极相连的两个电抗元件同为容抗的电路——电容三点式
(2)反馈系数(忽略各个g的 1 影响) I Uf C1 j C 2
F Uc I jC1 1 C2
I
y fe C1' 合 (3)起振条件 A0 F . ' 1 肥 g C2 ' 工 C2 1 1 ' 2 ' y g ( g g g p g ) ( g g g 业 fe oe L 0 ie oe L 0 ) Fgie ' C1 F F 大 1 ' 学 ① 满足起振条件是选取晶体管的 y fe ( g oe g L g 0 ) Fgie
合 肥 工 业 大 学
EXIT
通信电子线路
4.3 LC正弦波振荡器
一、互感耦合LC振荡器
M 正反馈系数: F L1

c
b


e
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1 振荡频率: c 0 L1C
高频旁路 电容
共基调集型
1) 判断是否可能振荡的基本准则:是否是正反馈。 方法:瞬时极性法 2) 是否能起振:取决于变压器是否有足够的耦合量M EXIT
通信电子线路
4.3 LC正弦波振荡器
二、电容反馈式振荡器(考毕兹电路)
1、电路结构
Rb1、Rb2、Re 提供直流偏压
Cb、Cc 耦合电容:直流开路 , 交流短路
Ce 高频旁路电容:直流开 路, 交流短路
Lc 高频扼流圈:直流短路 , 交流开路
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C1、C2、L构成振荡回路
反馈信号取自C2两端
F
合 肥 工 业 大 学
Z : 为 LC
的相角
F : 为反馈系数 uc1 的相角
uf
Z
Z (Y F ) YF
线的交点便决定了振荡器的振荡频率 c
(Y F )
0
由右图可以看出 ,由 Z 和 (Y F ) 两条曲

c

EXIT
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4.3 LC正弦波振荡器
4.3 LC正弦波振荡器
以LC谐振回路作选频网络的反馈振荡器称为LC正弦波振荡器
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互感耦合
LC振荡器 电感反馈式(电感三点式) 电容反馈式(电容三点式)
EXIT
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4.3 LC正弦波振荡器
4.3 LC正弦波振荡器 主要要求:
了解互感耦合LC振荡器的工作原理和分析方法 掌握三点式振荡器的组成原则和工作原理
EXIT
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4.4 振荡器的频率稳定原理
ui 晶体管 ic1 LC 选 频 网络 Z
二、频率不稳定的原因
振荡器的频率是由相位平衡条件决定的。
即 Y
Z F 0
uc 1 回路基波谐振阻抗 ic 1
Y
uc1
uf 反馈网络
i c1 其中 Y : 为正向转移导纳 u 的相角 i
1 ' y fe ( g oe g L g 0 ) Fgie F U f L2 M 若忽略互感M的影响则有: F
Uc L1 M
fc f0 1 2 LC
F Uf Uc L2 L1
L L1 L2 2 M
L L1 L2
EXIT
通信电子线路
4.3 LC正弦波振荡器
四、电感三点式与电容三点式的比较
C oe C oe
C ie
C ie
合 肥 工 业 优点: 大 (1)高次谐波成分小,输出波形好 学
优点:
频率易调(调C)
缺点: (1)输出波形差 (2) 振荡频率不能太高 EXIT
(2)振荡频率可以做得很高
缺点: 频率不易调(调L,调节范围小)

合 肥 工 业 大 学
2○ 3○
5⊕
1⊕
4○
(f)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 合振荡器。
EXIT
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4.3 LC正弦波振荡器
知 例2:考 毕 兹 电 路 见 图 , 已 C 1 100pF , C 2 300pF , L 50uH , 求 : ( 1 )振荡频率 f 0 , ( 2)为 维 持 振 荡 , 放 大 器 所 需 的 最 小 放倍 大 数Amin
为电感三点式振荡器
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(b) X ce为容抗 , X be 为容抗 , X bc 为C 3 L串联,
当C3 L呈感性时可能振荡
为电容三点式振荡器
EXIT
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4.3 LC正弦波振荡器
(c ) X ce为容抗 , X be 为容抗 ,
e b c
X bc 为LC3并联,
当LC3呈感性时可能振荡
合 肥 工 业 大 学
C1 C1 C oe , C 2 C 2 C ie
若忽略晶体管输入电容和输出电容的影响
C1'C2' C ' ' C2 C2
C1C 2 C C1 C 2
EXIT
通信电子线路
4.3 LC正弦波振荡器
三、电感反馈式振荡器(哈特莱电路) 1、电路结构
' ' C C ' g0 p12 g0 p1 1 ' 2 C2 (1) 电压增益
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y fe Uc A0 Ui g ' g 9; p C1' / C2
EXIT
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4.3 LC正弦波振荡器
3、起振条件
如与发射极相连的两个电抗元件同为感抗的电路——电感三点式
EXIT
通信电子线路
4.3 LC正弦波振荡器
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。
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EXIT
通信电子线路
4.3 LC正弦波振荡器
分析:
(a ) X ce为感抗 , X be 为感抗 , X bc 为L3C串联, 当L3C呈容性时可能振荡
C2

300
0.333
EXIT
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4.3 LC正弦波振荡器
荡器的等效电路, 例4: 图示是一个三回路的振 设有以下2种情况: ( 1 )L1C1 L2C2 L3C3,(2)L1C1 L2C2 L3C3 试分析上述2种情况是否都能振荡, 振荡频率f 0 与回路谐振频率有何关 系?
为电容三点式振荡器
(d ) X ce为L2C 2并联,
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Cbc
b c e
X be 为L1C1并联, X bc 为容抗
当L1C1、L2C 2呈 感性时可能振荡
为电感三点式振荡器
EXIT
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⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ○
4.3 LC正弦波振荡器 (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 合振荡器。
F
②从输出电导和负载电导的影响看,F越大越容易起振, 从输入电导看,F不能太大。因而兼顾二者,F一般选取 0.1-0.5。
EXIT
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4.3 LC正弦波振荡器
4、振荡频率
振荡频率一般可以利用相位平衡条件求解。
在忽略
g oe、gie 、 g L等的影响,可得近似式为
fc f0 1 2 LC
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4.4 振荡器的频率稳定原理
ui 晶体管 ic1 LC 选 频 网络 Z
二、频率不稳定的原因 振荡频率: c 0 并联谐振回路的相角:

Y
uc1
uf 反馈网络
Z arctg2Q
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4.3 LC正弦波振荡器
一、互感耦合LC振荡器


b
c

b
c



e
合 肥 工 业 大 学
e
共e调b型
高频旁 路电容
高频旁 路电容
共b调e型
互感耦合振荡器在调整反馈(改变M)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 出稳定性高的变压器。因此,它们的工作频率不宜过高, EXIT 一般应用于中、短波波段。
、U 同 相 , 满 足 相 位 平 衡件 可 见U 条, f i 可能振荡
U ce
U f Ui
I
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