高频振荡器
高频振荡器工作原理
高频振荡器工作原理高频振荡器是一种电子设备，其主要功能是通过产生和输出高频信号来驱动其他电路或器件。
在很多电子应用中，高频振荡器起着至关重要的作用，比如在无线通信、雷达、无线电广播、医疗设备等领域。
本文将详细介绍高频振荡器的工作原理，包括振荡器的基本构成、工作方式以及常见类型等内容。
一、振荡器的基本构成高频振荡器通常由以下几个基本组件组成：1. 反馈电路：反馈电路是振荡器中至关重要的组成部分。
它接收部分输出信号并反馈给输入端，以维持振荡器的持续工作。
反馈电路一般由电感、电容、晶体管等元件构成。
2. 放大器：放大器负责放大反馈电路中的信号，以保持振荡器的稳定振荡。
放大器可以采用晶体管、集成电路等形式。
3. 频率稳定元件：频率稳定元件用于确保振荡器工作时的稳定输出频率，常见的频率稳定元件包括晶体谐振器、陶瓷谐振器等。
二、振荡器的工作方式高频振荡器的工作方式可以分为连续振荡和脉冲振荡两种。
1. 连续振荡：连续振荡器产生连续的高频信号输出。
其基本工作原理是通过放大器放大输入信号，并将一部分信号反馈给输入端，形成自激振荡。
连续振荡器适用于需要稳定连续波信号的应用，比如无线通信。
2. 脉冲振荡：脉冲振荡器产生高频脉冲信号输出。
其工作原理是在一个固定的时间周期内，输出一个脉冲信号。
脉冲振荡器适用于需要高能量输出、短脉冲宽度的应用，比如雷达。
三、常见的高频振荡器类型根据工作原理和使用场景的不同，高频振荡器可以分为多种类型。
以下是几种常见的高频振荡器类型：1. 基准振荡器：基准振荡器用于提供精确稳定的时钟信号，用于同步其他电路的工作。
常见的基准振荡器有晶体振荡器和陶瓷振荡器。
2. 可变频率振荡器：可变频率振荡器可以通过调整某些元件的参数来改变输出信号的频率。
常见的可变频率振荡器有压控振荡器（VCO）和数字控制振荡器（DCO）。
3. 频率合成器：频率合成器可以通过将不同频率的信号进行混合、相加等操作来合成稳定的输出信号。
第8讲高频反馈振荡器工作原理
第3章 正弦波振荡器
正弦波反馈振荡器的电路组成
正弦波反馈振荡器主要由三个部分构成:
1 有源器件:非线性有源器件,具有一 定的功率增益 , 能维持振荡回路不 可避免的功率损耗。
电源 有源器件 选频网络
2 选频回路:决定振荡器的工作 频率,并能保证振荡相位的稳 定。
反馈网络
3 反馈网络:实现正反馈,一般可以 通过互感(变压器),电感及电容等获 得正反馈电压。
A ( j ) Ae 又由于 F ( j ) Fe
j
A
j F
相位平衡（正反馈）判断
所以振荡平衡条件的约束方程可以分为两个方程:
AF 1 1， 2 ) A F 2n ( n 0，
ui 晶体管
Y
ic1
LC Z 选频网络 uc1
ic
Cb
C
ib
+
uo L1
+
反馈网络 M + Lf
VT
uf
-
Rb1
Rb2 - Re
ui
Ce
EC
可见起振初期是一个增幅的振荡过程
甲 类 甲 乙 类 乙 类 丙 类 状 态
第八讲 反馈振荡器的工作原理
振荡器起振过程
3/17/2019 1:55 PM
7
第3章 正弦波振荡器
第八讲 反馈振荡器的工作原理
2
O
z
ωo
ω
2
当 0 0 u f 落后ui 周期
第八讲 反馈振荡器的工作原理 3/17/2019 1:55 PM 13
第3章 正弦波振荡器
总结：
保证振动器正常工作的三个条件：
三极管 高频振荡器 电路
三极管高频振荡器电路英文回答：High-Frequency Transistor Oscillator Circuit.Introduction.Transistor oscillators are electronic circuits that generate periodic waveforms. They are used in a widevariety of applications, such as radio transmitters, clocks, and frequency synthesizers. High-frequency transistor oscillators are capable of generating waveforms with frequencies in the megahertz (MHz) or even gigahertz (GHz) range.Circuit Design.The basic design of a high-frequency transistoroscillator is shown in Figure 1. The circuit consists of a transistor, a resonant circuit (L1 and C1), and a feedbackresistor (R1). The transistor is connected in a common-emitter configuration, and the resonant circuit is connected between the collector and emitter terminals. The feedback resistor is connected between the base and collector terminals.Operation.When the circuit is powered on, the transistor begins to conduct. This causes current to flow through the resonant circuit, which causes the voltage across the resonant circuit to oscillate. The oscillating voltage is then fed back to the base of the transistor through the feedback resistor, which causes the transistor to continue conducting. This process continues, resulting in a continuous oscillation.The frequency of the oscillation is determined by the resonant frequency of the resonant circuit. The resonant frequency is given by the following equation:f = 1 / (2π√LC)。
高频振动器原理
高频振动器原理
高频振动器是利用电磁振荡原理工作的，它利用一个铁芯绕成的线圈在外线圈上产生一个交变电流，再在铁芯内绕上几个铁圈，作为振荡元件。
当一个线圈接在电源两极上时，当线圈中的电流改变时，铁芯就产生感应电动势，并在铁芯内产生交变磁场，使铁芯磁通发生变化。
这时，在铁芯磁通的变化中会产生一个交变磁场，这个磁场随着电流的改变而改变。
当铁芯被磁化后，其内部就会形成一个旋转的磁场。
这样，铁芯磁通就会发生变化。
当电流增大到一定程度时，铁芯内的交变磁场将使铁芯发生涡流振动并使其发生振动和旋转。
这种振动又能通过线圈把能量传送到磁铁的另一端。
当这个振动频率与铁芯磁通频率相同时，就能产生共振。
这就是利用了电磁振荡器的原理。
当高频振动器在工作时，当它在旋转时，铁芯内会产生交变磁场和旋转磁场。
由于磁铁是两个线圈绕在一起的，所以产生的交变磁场和旋转磁场是同步的。
因此磁铁中的电流也是同步的，而且磁力线也是同步的。
—— 1 —1 —。
高频振荡器
高频振荡器1. 介绍高频振荡器是一种能够产生非常高频率振荡信号的设备。
它在电子工程、通信、无线电和其他领域中被广泛应用，常用于频率合成、信号调制、射频放大等电路中。
本文将详细介绍高频振荡器的基本原理、分类和应用。
2. 基本原理高频振荡器的基本原理是利用反馈电路将一部分输出信号反馈到输入端，形成一个闭环系统。
通过调节反馈电路中的参数，可以使系统产生稳定的振荡信号。
高频振荡器通常采用共射放大器、共基放大器、共集放大器等类型的放大器作为振荡器的放大元件，并使用电感（inductor）和电容（capacitor）构成谐振电路。
谐振电路的选择决定了振荡器的工作频率。
3. 分类根据振荡器的工作原理和结构特点，高频振荡器可以分为以下几种类型：3.1 LC振荡器LC振荡器是最常见的高频振荡器之一。
它由电感和电容构成的LC谐振电路和放大元件组成。
LC振荡器通过调节电感和电容的数值，可以实现不同的频率输出。
LC振荡器具有简单的结构和稳定的工作性能，常用于射频发射和接收电路。
3.2 压控振荡器（VCO）压控振荡器是一种可以通过改变电压来调节输出频率的振荡器。
它通常由一个可变电容以及LC谐振电路和放大元件组成。
通过改变可变电容的电压，可以改变谐振电路的谐振频率，从而实现频率调节。
压控振荡器广泛应用于调频电路、频率合成器等领域。
3.3 基于锁相环的振荡器（PLL）基于锁相环的振荡器是一种通过反馈控制来实现稳定频率输出的高频振荡器。
它由相锁环（phase-locked loop）组成，利用反馈电路和锁相环控制电路，可以使输出信号与参考信号达到同步。
基于锁相环的振荡器具有高精度、低抖动和高稳定性等优点，常用于时钟发生器、无线通信系统等应用。
4. 应用高频振荡器在各种电子设备和系统中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：•通信系统：高频振荡器被广泛应用于无线通信系统中，用于产生射频信号、频率合成、调制解调等功能。
•无线电：无线电收发器中的振荡器用于产生射频信号，实现无线电信号的调制和解调。
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
场效应管高频功率振荡器电路_解释说明
场效应管高频功率振荡器电路解释说明1. 引言1.1 概述本文将详细介绍场效应管高频功率振荡器电路的设计原理和要点。
高频功率振荡器电路作为一种常用的电子元件，在无线通信、雷达系统和广播电视设备等领域中具有广泛的应用。
通过合理的设计与优化，可以实现稳定可靠的工作，产生所需的高频信号。
1.2 文章结构文章分为五个主要部分，即引言、场效应管的基本原理、高频功率振荡器电路设计要点、实际电路示例分析与讨论以及结论。
在引言部分，我们首先会概述关于场效应管高频功率振荡器电路的背景和重要性，并简单介绍本文所涉及到的内容。
然后，我们会明确文章结构，指导读者了解整篇文章的组成和内容安排。
1.3 目的本文旨在提供给读者一个全面且清晰的了解场效应管高频功率振荡器电路的知识体系。
通过掌握场效应管的基本原理和工作原理，以及高频功率振荡器电路设计时需要考虑的要点，读者将能够正确地设计和优化该类电路，以满足不同应用场景的需求。
通过对实际电路示例进行分析和讨论，读者还可以深入了解该类电路的实际性能，并学习如何根据测量数据对电路进行性能评估。
最后，结论部分将对本文所述内容进行总结回顾，并对未来研究方向进行展望。
希望本文能够为读者提供一份有用的参考，促进相关领域的进一步研究和应用。
2. 场效应管的基本原理2.1 场效应管的结构场效应管是一种三极管，它由源极（S）、栅极（G）和漏极（D）组成。
通常，场效应管可以分为两种类型：N沟道型（N-channel）和P沟道型（P-channel）。
N沟道型场效应管具有N型半导体材料构成的沟道，而P沟道型场效应管则具有P型半导体材料构成的沟道。
2.2 场效应管的工作原理场效应管通过改变栅极电压来控制漏源间的电流。
当栅极施加正向偏置电压时，形成一个电子或空穴输运层，从而导致漏源间形成电流。
N沟道型中，正向偏置将在栅结附近创建负荷层，并吸引正电荷，在漏源间形成导电层；而在P沟道型中，则是通过施加反向偏置来产生与N沟道相反的结果。
高频振荡器实验-石英晶体振荡器
实
调整RW1电位器，使IC=2mA
验
调整时采用间接测量法。 ：即用直流电压表测量晶体管发射极对
数
地电压，并将测量结果记录于表中。
据
BG1
Re=1K
记
Vb
Ve
Vce
Ic计算值
录
四、实验应会技能
实验内容二： 振荡器的频率与幅度调测
实验准备
SW1“右”（LC振荡） SW2“左”（RL=110K）
SW3“左”（C2=330Pf）
fo 1
2 LC
三、实验应知知识
6与.3考毕串兹联电型路相改进电容三端式振荡器(克拉泼电路)
比，电在路电组感成L如上图串示：
联特一点个是电在容考。毕但兹电路的基础上，
它用有一以电下容特C点3与：原电路中的电感L相 1可串、不。振影功荡响用频反主率馈要改系是变以增加回路总电 数容。和减小管子与回路间的耦合来
三点式
三点电容（考毕兹） 三点电感（哈特莱）
改进三 点式
电容串联改进（克拉泼） 电容并联改进（西勒）
串联型
皮尔斯
并联型
密勒
① 放大网络 三、实验应知知识 以有源器件为主体，起能量转换作用，将直流电源提供的能量，通过振荡系统转
换§成4固反定频馈率型的交正流能弦量波，即振构荡成驱器动的系统电。路构成与工作原理
－
•
Vo
正反馈网络
•
Vf
－
－
－
•
Vf
谐振放大＋ 器输出的信号电压经反馈网络产生回授电压uf，作为正回授反馈 到基极。且uf>ui。经放大后再输出，再回授。
振荡器只要满足A*F>1，振荡器则周而复始形成对某单一频率信号放大—回 授,且有uin>ui2>ui1.从而形成振荡过程，实现将直流能量转换成交流信号。
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锁相频率合成接收机
晶 振 参考分频 鉴相器 低 通去变容管 滤 波 器 移位寄存器/锁存器
DI 来自一本振
吞脉冲计数器
可编程 分频器 键盘
CPU
显示电路
PLL可以通过DI输入预置分频值改变预置频率， 当预置频率改变时，鉴相器通过低通滤波器输出直 流电压改变本振频率，最终使预置频率与本振频率 相等，从而实现自动电调谐。如果通过单片机控制， 用键盘输入预置频率，还可以增加频率显示电路。
间歇振荡
稳幅电路不能即时跟上信号幅度的变化速率，导致振荡幅 度调节过度。 环路增益太高使起振过程中振幅迅速升高，稳幅电路时间 常数较大使幅度调节功能滞后，导致间歇性工作。 减小环路增益、减小耦合电容和旁路电容容量可抑制间 歇振荡。
四、锁相频率合成及集成电路
原理框图
晶振 10.240 MHz ÷R参考分频 2048 鉴相器PD 5kHz 环路滤波LF VCO
一个分频周期，fin信号同时送6为÷A吞除计数器和10位÷N程序计数器，两计 数器同时从A和N减1计数。A个脉冲后，A减到0，N减到N-A，MC置高。再来N-A 个脉冲，N减到0，MC置低。 双模预置分频器MC12017分频比为64/65，受MC控制，MC为高，64分频，MC 为低，65分频。一个计数周期中，双模输入与吞脉冲输出分频比 M=A(64+1)+(N-A)64=64N+A
2.分类
3.电路形式
晶体振荡器
特点
晶体压电效应 频稳度极高：物理性质稳定、接入系数小、Q值高
等效电路
晶体只能等效为电感
X Lq Co Cq rq O fs fp f
（并联型振荡）或短路线 （串联型振荡）
(a)
(b)
(c)
Siler振荡电路
电路分析
CS<<C1<C2 Cs 12p C1 120p CV +VCC 510Ω Rb 15KΩ 0.01u RC 0.01u
74HC4046为PLL 内部集成有VCO
C1 10pF
RW3 10kΩ
MC145151
8 9
3 14
SW0
DIP-8
产生10MHz振荡频率。拨动拨码开关 S1、S0，将可编程分频比N设置为2000， 二进制表示为00111111010000。
74HC4046内部结构
MC145152内部结构
吞脉冲计数原理
控制特性曲线
L4
C16 C17 103 103 R13 51k BG4 9014 BG5
K2
+12V
R2 65k
C13 47uF
L2
C3 101 C1 103 L1 C2 81
9014 R11 51 R8 6.2k R12 1k
R16 2k R15 2k
K1
BG1
C
C4 75 R4 100k
C5
56
高频振荡器及设计
一、高频振荡器原理 二、LC和晶体振荡器 三、压控振荡器（VCO） 四、锁相频率合成及集成电路 五、DDS频率合成及集成电路 六、设计举例
概述
应用领域
通信系统：发射机中载波源、变频本振，接收机混频本振 测量仪器、自动控制、医疗仪器
技术指标
频率稳定度 输出电平稳定度 波形失真 输出阻抗和最大输出功率
3 输出电压控制电路(AGC)
可控增益放大器 AD603/AD605 峰值检测电路 二极管(肖特基)峰值检波 ADC电路 DAC电路
六、设计举例
电压控制LC振荡器设计
指标要求 输出频率15MHz～35MHz 可实现输出频率步进，步进间隔2kHz， 频稳度优于5×10-4/h 输出电压Vp-p=500mV±50mV 设计要点 频率覆盖系数大：Siler振荡器(VCO)和变容管 采用锁相频率合成MC145151-2 高输出电压：用宽带程控放大器AD603
共集电路，AV<1，F>1，能够起振。 fO由射极输出，输出阻抗很小， 可以提高带负载能力。 如果振荡信号幅度不够大，后面 需要增加缓冲放大电路。 1 f0 C C1 C 2 如果考虑三极管的结电容 2 LC s 1 Cbe、Cce和Coe，则Cbe与C1 CC C C 1 1 1 并联，Cce与C2并联，实际 C C C 振荡频率会降低。 f0 4 8 M H z
C1 T
MMBV109× 4 L1 L2 VC
CB
Rb2 R4 C2
D1
D
第一频段：13.98MHz～22.83MHz 第二频段：22.1MHz～36.1MHz
常用变容二极管主要参数
2 频率控制电路设计
参见MC145152的典型应用电路，VCO即为前面的Siler振荡器
用MC145152和Op07组成的环路低通滤波器输出控制电压VC
2SC9014 10p L 0.5uH C2 120p 510Ω Re
V
V
s
1
2
s
晶体振荡器
VCC R3 R1 C1 T JT CB L R2 R4 C2 C3
R1 VCC R3
Cc
T
C1
Cc R5
R5
CB
JT R2 R4 C2
+12V T C3 0.01u
串联
RB1 22K
27p
并联
C1 RB2 10K 10MHz Ct 20p C2 220p
PD A
PDout
fin VDD
14位÷N计数器 14 PD B φV φR
T/R
发射偏置加法器 fV
N13
N11
N9
N7 N6
N4
N2
N0
参考地址码与分频比对照表
本振频率合成器
SW1 DIP-8
8 CT 10.24MHz JT 5/20pF 7 21 6 23 5 22 4 25 3 24 2 20 1 19 18 8 17 7 16 6 15 5 14 4 13 3 12 2 11 1 1 C3 104 2 3 RW2 20kΩ C2 102 RW1 20kΩ 4 C4 5pF 28 6 7 5 4 9 13 74HC4046A 15 10 10 12 2 5 11 1 6 7 C5 101 26 27 OUT
2.技术指标
变容二极管电路
Cj
CS L CP
R
Cj2 L
VC
单个变容管
CP
R
VC
两个变容管
Cj
Cj1
VC
单变容管电路
R3 2k Rw1 10K
双变容管电路
L3
W2 4.7k R5 4.7k BG2 C6 C15 R9 103 24k R10 2k BG3 C7 36pF C8 15k 20 R17 C10 221 RW3 C11 221 10k C9 103
环形振荡器构成VCO
反相器中，时间延迟τd是对输出的等效电容充电造成。因 此，减小电路的寄生参数可减小充电时间，提高振荡频率。 充电中电压变化过程除与寄生电容有关，与充电电流也 有关系。提高充电电流，可在更短的时间内达到预定电压， V 提高振荡频率。 因此，改变充电电流（Q点） T 可改变振荡频率。
CC 1
1
T1、T2构成第三个反相器，控制 电压VC可改变T3的静态工作点，改 变流过T1、T2的电流，调节输出频率。
T2
2
RFout 缓冲器
T3 VC
寄生振荡和间歇振荡
寄生振荡
振荡电路中出现了振荡频率以外的其它振荡频率。应尽量 抑制或消除寄生振荡。一般采用破坏振荡条件法。 低频寄生振荡：射频线圈、隔直电容、耦合电容 高频寄生振荡：元器件寄生参数引起，缩短器件引线长度
分类
反馈振荡器和负阻振荡器
一、高频振荡器原理
1.电路组成
基本放大器、反馈网络、选频网络
vi
+
vi+vf vf
基本放大电路 A(jω)
vO
反馈网络 F(jω)
2.特点
起振条件：环路增益大于1 反馈类型：正反馈 本质：能量转换电路。直流电源能量转换为特定频率能量
二、LC和晶体振荡器
1.特点
电感L和电容C组成反馈网络和选频网络，选频网络Q值高 振荡频率小于几百MHz 互感LC振荡:变压器、频率不高、使用空心线圈可提高频率 电容三点式（Colpitts）振荡：电容反馈、波形好 电感三点式（Hartley）振荡：电感反馈、高频波形差 改进型电容三点式（Clapp和Siler）振荡：稳定性高 共基：高频特性好，用的最多。共射：电压电流放大 共集：阻抗变换和隔离
821
C12 R14 510 222
R6 4.3k
R7 1k
变容二极管振荡电路
CMOS环形振荡电路
1.特点
n个CMOS反相器，n为奇数 无选频回路 利用反相器输出输入时延实现振荡 是一种常用的VCO电路类型
2.电路与波形
V1 V2
1
2
3
V3
0 τd 2τd
1 f0 2 n d
级数n越少，延迟越小，振荡频率越高，噪声越小
220p
2SC9018
1K
Re
实际电路（泛音） 晶体振荡器和倍频器，LC输出谐振在3倍频上（30MHz）
CMOS反相器构成的晶体振荡器
电路
2MΩ JT
Vout
10~60p
38p
电容三点式 反向器：一个作振荡电路放大器，一个作输出缓冲放大 电阻限制晶体电流，保护晶体 计算机主板上时钟信号，经倍频或分频可用于CPU、内存 等设备