Chapter4正弦波振荡器§4.1概述本章主要内容：反馈型正弦波振荡器的基本工作原理;电路起振、平衡、稳定的条件；三端式振荡电路相位平衡的判断准则；各种振荡电路形式、特点；频率稳定度问题等。§4.2反馈型振荡器基本工作原理17.3振荡电路中的正反馈自激振荡的条件17.3.2正弦波振荡电路正弦波振荡电路的组成Question2：振荡器要求自动起振，那最开始的激励信号从何而来？到这里，一个具有一定频率、一定幅度的自激振荡就建立起来了，完成了将直流能量转化成交流能量的过程。反馈型自激振荡器的电路构成必须由三部分组成：§4.3振荡条件分析由上分析知，反馈型正弦波振荡器的起振条件是：4.1.3起振条件为了使振荡过程中输出幅度不断增加,应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大,即振荡开始时应为增幅振荡,因而由式(4─8)可知自激振荡的条件就是环路增益为1,即放大器增益A与输出电压幅度Vo之间的关系叫振荡特性，F与Vo之间的关系叫反馈特性。起振的幅度条件可用下图表示。所谓平衡条件是指振荡已经建立，为了维持自激振荡必须满足的幅度与相位关系。4.1.2平衡条件振荡器的平衡条件即为三、振荡器平衡状态的稳定条件软激励起振2)相位平衡的稳定条件相位稳定条件为振荡频率的稳定度=§4.4反馈型LC振荡器线路一、互感耦合振荡器调集电路在高频输出方面比其它两种电路稳定，而且幅度较大，谐波成分较小。2.LC正弦波振荡电路L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，一般应用于中、短波波段（300K～30MHz）。二、三点式振荡器二、LC三端式振荡器组成法则(相位平衡条件的判断准则)注：为了便于记忆，可以将此原则具体化，即凡是与晶体管发射极相联的电抗必须是同性质的电抗，而不与发射极相联的另一电抗的性质必须与其相反。三端式振荡器有两种基本电路,如图4─6所示。图4─6(a)中X1和X2为容性,X3为感性,满足三端式振荡器的组成原则,反馈网络是由电容元件完成的,称为电容反馈振荡器,也称为考必兹(Colpitts)振荡器三、三端式LC振荡器电感三端式振荡电路(2)讨论——起振与平衡电感三点式（Hartley，哈特莱电路）哈特莱电路的优点：2、电容反馈三端振荡器(考毕兹电路)电容反馈三端电路的振荡频率为：考毕兹电路的优点：电容三点式（Colpitts，考毕兹电路）3、串联型改进电容三端式振荡器(克拉泼电路)因为取C3远远小于C1或C2，所以三电容串联后的等效电容用途：这就决定了克拉泼振荡器主要作固定频率或波段覆盖系数较小的振荡器使用。4、并联型改进电容三端式振荡器(西勒电路)调整频率时（调节C4），负载接入系数不变。所以频带内，输出振幅稳定。其特点：举例(a)(b)(c)图3-2-13例2电路(a)及串联和并联谐振回路的电抗特性曲线(b)(c)(a)(b)(c)图3-2-13例2电路(a)及串联和并联谐振回路的电抗特性曲线(b)(c)(a)(b)(c)§4.5振荡器的频率稳定问题长期频率稳定度：一般指一天以上乃至几个月的相对频率变化的最大值。主要用来评价天文台和高精度的计量，计时设备的稳定指标。取决于有源器件和电路元件的老化特性；短期频率稳定度：一般指一天以内的相对频率变化的最大值。一般多用于评价测量仪器和通信设备中主振器的频率稳定度，通常也叫频率漂移。主要与温度变化，电源电压变化和电路参数的不稳定性有关；二、影响频率稳定度的因素3.有源器件的参数对频率的影响三、振荡器稳定频率的方法2.提高回路的标准性§4.6石英晶体振荡器二、石英晶体谐振器回顾石英晶振的固有频率十分稳定，它的温度系数（温度变化1℃所引起的固有频率相对变化量）在10–6以下。2.石英晶体的阻抗频率特性由以上参数可以看到三、晶体振荡器电路1.皮尔斯(Pierce)振荡电路稳定度高的原因2.泛音晶体振电路串联型晶体振荡器是将石英晶振用于正反馈支路中，利用其串联谐振时等效为短路元件，电路反馈作用最强，满足振幅起振条件，使振荡器在晶振串联谐振频率fq上起振。4.7寄生振荡、间歇振荡和频率占据4.7振荡器中的几种现象4.7.1间歇振荡如果CB,CE取值过大，电容充电快，放电慢。振荡器起振后，振幅增大，偏置电压向负值方向增大，使振幅减小，直到停振。停振后，偏置电压向正值方向增大，达到一定数值后，振荡器右开始起振。振荡波形如图。4.7.2频率占据寄生振荡、间歇振荡和频率占据是不希望出现的电路现象。一旦产生将破坏电路的正常工作。①低频寄生振荡回路一般由高频扼流圈、隔直电容或旁路电容构成。要消除这种低频振荡的常用措施是：图4─33低频寄生振荡的等效电路和波形图4─34电源去耦举例4.