,模拟电子技术基础,段东兴,9.3,LC,正弦波振荡电路,主要用于高频信号的产生。1,M,赫兹以上,一、,LC,并联谐振回路的,选频特性,C,L,R,u,i,L,i,c,i,(阻性),LC,并联谐振,特点：,谐振时，总路电流很小，支路电流很大，电感与电容的无功功率互相补偿，电路呈阻性。用于选频电路。,R,为电感线圈中的电阻,9.3 LC正弦波振荡电路主要用于高频信号的产生。1M赫兹以,等效损耗电阻,一般有,则,当 时，,电路谐振。,为谐振频率,谐振时,阻抗最大，且为纯阻性,其中,为品质因数,同时有,即,并联谐振回路,等效损耗电阻一般有则当,Q,为谐振回路的品质因数，,Q,值越大，曲线越陡越窄，选频特性越好。图中,Q,1,Q,2,。,并联谐振阻抗为,Z,0,谐振时,LC,并联谐振电路,相当一个电阻。,LC,并联谐振回路的,幅频特性曲线,Q为谐振回路的品质因数，Q值越大，曲线越,LC,谐振回路选频放大电路,当,f,f,0,时，电压放大倍数的数值最大且附加相移为,0,。,对于其它频率的信号，放大倍数不仅数值小，且有附加相移。,若在电路中引入正反馈，并用反馈电压取代输入电压，则电路构成正弦波振荡电路。,LC,正弦波振荡电路的类型,类型：变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式；,说明：振荡频率较高，放大电路采用分立元件电路，可以是共射和共基电路。,LC谐振回路选频放大电路当ff0时，电压放大倍数的数值最大,互感线圈的极性判别,1,2,3,4,磁棒,初级线圈,次级线圈,同极性端,1,2,3,4,+,+,C,L,R,u,i,L,i,c,i,反馈信号通过,互感线圈引出,互感线圈的极性判别1234磁棒初级线圈次级线圈同极性端123,二、变压器反馈式,LC,振荡电路,工作原理：,满足相位条件。,振荡频率:,判断是否是正反馈:用,瞬时极性法,判断,二、变压器反馈式LC振荡电路 工作原理：满足相位条,虽然波形出现了失真，但由于,LC,谐振电路的,Q,值很高，选频特性好，所以仍能选出,0,的正弦波信号。,1.,电路结构,2.,相位平衡条件,3.,幅值平衡条件,4.,稳幅,5.,选频,通过选择高,增益的晶体管和调整变压器的匝数比，可以满足,使电路可以起振。,BJT,进入非线性区，波形出现失真，,从而幅值不再增加，达到稳幅目的。,（定性分析）,放大电路：共射放大电路,选频网络：,LC,谐振回路,正反馈网络：变压器,稳幅环节：器件非线性,虽然波形出现了失真，但由于LC谐振电路的Q值很高，,电路分析：,电路为典型的分压式偏置电路，可以设置合适的静态工作点；,交流信号能够正常传递，电路可以正常放大。,利用瞬时极性法，可以判断电路满足相位平衡条件。,合理选择变压器原、副边线圈的匝数及其他电路参数，电路容易满足幅值平衡条件。,振荡频率：,电路分析：电路为典型的分压式偏置电路，可以设置合适的静态工作,(+),(-),(+),(+),(+),(+),(+),(+),反馈,满足相位平衡条件,满足相位平衡条件,反馈,(+)(-)(+)(+)(+)(+)(+)(+)反馈满足相位,+,+,+,正反馈,振荡频率:,+,U,CC,C,C,1,L,u,o,+正反馈振荡频率:+UCCCC1Luo,三、三点式,LC,振荡电路,电容三点式,电感三点式,电容三点式：,A.,若中间点交流接地，则首端与尾端,相位相反。,三点的相位关系,B.,若首端或尾端交流接地，则其他两,端相位相同。,三、三点式LC 振荡电路电容三点式电容三点式：A.若中间点,三点式电路的瞬时极性判断：,中心抽头交流接地：,另一端交流接地：,电容三点式,电感三点式,震荡频率：,三点式电路的瞬时极性判断：中心抽头交流接地：另一端交流接地：,1.电容三点式,LC,振荡电路,振荡频率：,1.电容三点式LC 振荡电路振荡频率：,若三点式变为左图电路，则电路是否还是三点式？瞬时极性如何变化？能否震荡？,若三点式变为左图电路，则电路是否还是三点式？瞬,稳定振荡频率的措施：,若要振荡频率高，则,L,、,C,1,、,C,2,的取值就要小。当,电容,减小到一定程度，晶体管的极间电容将并联在,C,1,和,C,2,上，影响振荡频率。,改进见图。,改进选频网络，加很小的,C,特点：,波形好，振荡频率调整范围小，适用于频率固定的场合。,稳定振荡频率的措施：若要振荡频率高，则L、C1、C2的取值就,采用共基放大电路的电容反馈式振荡电路,共基电路频带宽，,振荡,频率高。,采用共基放大电路的电容反馈式振荡电路共基电路频带宽，振荡频率,2.电感三点式,LC,振荡电路,振荡频率：,特点：耦合紧密，易振，振幅大，,C,用可调电容可获得较宽范围的振荡频率。波形较差，常含有高次谐波。,2.电感三点式LC振荡电路振荡频率：特点：耦合紧密，易振，,例,：试判断下图所示三点式振荡电路是否满足相位平衡条件。,(,a)(b),例：试判断下图所示三点式振荡电路是否满足相位平衡条件。,Q,值越高，选频特性越好，频率越稳定。,1.频率稳定问题,频率稳定度一般由 来衡量,频率偏移量。,振荡频率。,LC,振荡电路,Q,数百,石英晶体振荡电路,Q,10000,500000,四、石英晶体振荡电路,Q值越高，选频特性越好，频率越稳定。1.频率稳定问题频率稳,2.石英晶体基本特性,极板间加电场,极板间加机械力,晶体机械变形,晶体产生电场,压电效应,交变电压,机械振动,交变电压,机械振动的固有频率与晶片尺寸有关，稳定性高,当交变电压频率=固有频率时，振幅最大 ,压电谐振,2.石英晶体基本特性极板间加电场极板间加机械力晶体机械变形,等效电路：,（1）串联谐振,频率特性：,晶体等效阻抗为纯阻性,（2）并联谐振,通常,所以,3.石英晶体的等效电路与频率特性,等效电路：（1）串联谐振频率特性：晶体等效阻抗为纯阻性,实际使用时外接一小电容,C,s,则新的谐振频率为,由于,由此看出,调整,注：此为函数展开为幂级数形式，（,1+x,）,m,=1+mx+,实际使用时外接一小电容Cs则新的谐振频率为由于由此看出调整注,利用石英晶体的高品质因数的特点，构成,LC,振荡电路。,1.并联型石英晶体振荡器,石英晶体工作在,f,s,与,f,p,之间，相当一个大电感，与,C,1,、C,2,组成电容三点式振荡器。由于石英晶体的,Q,值很高，可达到几千以上，所示电路可以获得很高的振荡频率稳定性。,利用石英晶体的高品质因数的特点，构成LC振荡电路。1.并联,2.,石英晶体正弦波振荡电路,（,1,）并联型 （,2,）串联型,串联型晶体振荡电路结构如图所示。将石英晶体串联在正反馈支路中，只有当振荡频率 时，石英晶体呈电阻性，阻抗最小，而且正反馈最强，相移为零，电路满足相位平衡条件。当振荡频率 时，不满足相位平衡条件，电路不起振。,2.石英晶体正弦波振荡电路（1）并联型,判断下列电路能否产生振荡，若不能，改电路使其可能产生振荡。,判断下列电路能否产生振荡，若不能，改电路使其可能产生振荡。,