第五章正弦波振荡器正弦波振荡器：能自动将直流电能转换成（具有一定频率和振幅的）正弦交流电能的电路。它与放大器的区别在于这种转换不需外部信号的控制。振荡器输出的信号频率、波形、幅度完全由电路自身的参数决定。开关K接在1端，Uo=AUi。这时将开关迅速地转换到接于2端，去掉外部输入，此时Uf=UoF=UiAF若AF=1，则Uf=Ui，没有输入也能维持输出，构成了振荡电路。原始激励：电源接通瞬间，相当于接入脉冲跳变信号，此外，电路中还有噪声，它们包含有丰富地频率成分，但是幅度非常微弱。对于某一频率ωg的信号若满足：T(ωg)>1，则每循环一次，幅度就增大一次，产生增幅振荡，如图所示。2、电路组成：放大器—完成能量转换选频网络—完成频率选择及滤波反馈网络—完成正反馈稳幅电路—决定振荡的稳态振幅2、平衡条件：T=1振幅平衡条件：｜T｜=｜A｜•｜F｜=1相位平衡条件：T（）=φA+φF=2n(n=0,1,2,3…)3、振荡稳定条件综上所述相位稳定条件：互感耦合反馈式振荡电路发射极调谐5.3.2三端式振荡器一、三端式振荡器构成原则：两种典型的三端式振荡器的简化电路：左图：电容三端式电路，又称为考毕兹电路，它的反馈电压取自C1和C2组成的分压器；右图：电感三端式电路，又称为哈特莱电路，它的反馈电压取自L1和L2组成的分压器。二、电容三端式振荡器Rb包含在gie中；yfe=gm忽略晶体管内部反馈：yre=0Cie、Coe包含在C1、C2；gL'是集电极等效负载;Zce为三极管c、e端的等效阻抗；电容三端式振荡器的特点：优点：输出波形较好，工作频率较高，主要是由于其反馈支路采用了电容元件，高频时电抗小，能较好的滤除高次谐波。若直接采用极间电容代替回路电容，工作频率可以提高很多。缺点：频率不易调整，因为改变回路电容会同时改变反馈系数，甚至可能造成回路停振。三、电感三端式振荡器两种振荡器的比较5.3.3两种改进型电容反馈式振荡器CbRL二、集成LC振荡器VT6组成直流负反馈电路，当VT8输出电压增大时，VT6集电极直流电压减小，使差分振荡器恒流源I0减小，跨导gm减小，限制输出电压的增大，提高输出振幅的稳定性。振荡器的工作频率：5.4LC振荡器的频率稳定度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。5.4.2LC振荡器的频率稳定分析－f外界因素通过改变ω0、Qe和φf来影响ωg。其变化用全微分表示：-φf5.4.3提高频率稳定度的措施三、减小晶体管对振荡频率的影响5.5晶体振荡器并联型晶体振荡器：含有石英晶体的电容三端式振荡器，也称为皮尔斯振荡器，如图所示。振荡器的振荡频率在晶体的串联谐振与并联谐振频率之间，晶体等效为一个非线性电感。密勒振荡器：属于电感三端式电路。晶体和L1C1回路均等效为电感，因此要求振荡器工作频率g低于L1C1回路的固有谐振频率01。输出波形较好，但有载Qe值低，与皮尔斯振荡器相比，频率稳定度较低，为了减少三极管输入电阻对石英晶体的影响，可以采用场效应管代替三极管构成振荡电路。4.7H串联型晶体振荡器：电路通过晶体形成正反馈，振荡器的振荡频率等于晶体的串联谐振频率，即o≈s，晶体等效为选频开关（一小电阻或近似短路线）。晶体工作于fs附近，呈现低阻抗，这时反馈最强且不带来附加相移，因此在这个频率上产生振荡。+24V三、集成晶体振荡器5.6振荡器中的几种现象RbR1R1本章小结本章介绍了反馈型正弦波振荡器的组成、工作原理及几种常用反馈型正弦波振荡器电路，要点如下：（1）反馈型正弦波振荡器是由放大电路、选频网络和反馈网络和稳幅电路四个环节构成，必须满足起振、平衡、稳定三个条件，每个条件都包含振幅和相位两个方面的要求。（2）LC正弦波振荡器的主要形式是三端式振荡器，构成原则是“射同它异”，分为电容三端式和电感三端式两种基本类型。主要内容包括振荡频率估算、起振条件分析，以及两种电路特点的比较。克拉泼振荡器和西勒振荡器是两种改进型电容三端式电路。（3）频率稳定度是振荡器的一项重要性能指标。通过减小外界因素变化、提高回路标准性和减小三极管极间电容影响等方法可以提高频率稳定度。（4）晶体振荡器分为并联型和串联型两类。并联型晶体振荡器，晶体在电路中等效为电感元件；串联型晶体振荡器，晶体在电路中起短路线作用。晶体振荡器由于回路元件标准性很高，所以频率稳定度很高。