9.3.3 组成原则与电感三点式振荡电路

电感三点式振荡电路原理
如图所示是一个电感三点式的振荡电路。

用同样的方法观察图中的电路发现晶体管的发射极与其他两个电极之间接的是电感，而基极与发射极之间接的是电感，与集电极之间接的是电容，满足射同基反，也就是满足相位条件，直流通路正常，在幅度条件满足的情况下可以进行正弦波振荡。

用相位条件来判别可得到：
观察图，电感三点式电路中选频网络的2端是电感与电感的结点，1和3端是电感与电容的结点，所以分析电感三点式振荡电路的相位条件时只需要看选频网络的2端是否直接或者通过一电阻与发
射极(或者场效应管的源极)相连，1和3端是否直接或者通过一电阻与基极和集电极相连。

这与电容三点式的振荡电路判别方法相同。

三点式振荡电路是正弦波发生电路的一种，它与所有的正弦波振荡电路一样要遵守正弦振荡的条件，这里只是将它的相位条件变换为学生便于接受的形式。

射同基反是在长期的教学中发现的规律，用它来分析三点式振荡电路能否振荡可以回避电路的组态，对学生来说判断是否满足射同基反要比判断是否满足相位条件简单得多。

三极管三点式振荡电路设计
三极管三点式振荡电路是一种广泛应用于无线电技术和电子技术中的振荡电路。

它由三极管、电容和电感等元件组成，可以产生稳定的振荡信号。

以下为三极管三点式振荡电路的设计步骤：
1. 确定振荡频率：首先确定所需的振荡频率，根据应用要求选择合适的频率范围。

2. 选择三极管：根据所需的频率范围选择合适的三极管。

常见的三极管有NPN型和PNP型，选择时需要考虑其最大功率、最大频率等参数。

3. 选择电容和电感：根据振荡频率计算所需的电容和电感值。

振荡电路中的电容和电感形成谐振回路，决定了振荡频率。

4. 确定电源电压：根据所选的三极管和电路要求，确定所需的电源电压。

通常情况下，三极管的电源电压为5V或12V。

5. 连接电路：根据设计要求，将三极管、电容和电感等元件按照电路图连接起来。

6. 调试电路：连接好电路后，将电源接入电路中并逐步调整参数，观察振荡波形和频率是否符合要求。

7. 优化电路：根据实际测试结果，对电路进行优化。

可以通过改变元件值、调整电路拓扑结构等方式来改善振荡性能。

8. 稳定性设计：为了保证振荡信号的稳定性，可以添加负反馈电路或采用特殊的反馈网络进行稳定性设计。

需要注意的是，在设计振荡电路时要考虑电路中的共模干扰、非理想性等问题，以保证电路的稳定性和可靠性。

同时，三极管三点式振荡电路还可以根据具体的应用需求进行进一步的改进和扩展。

三点式振荡电路定三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的反馈型振荡器。

三点式振荡电路用电感耦合或电容耦合代替变压器耦合，可以克服变压器耦合振荡器只适宜于低频振荡的缺点，是一种广泛应用的振荡电路，其工作频率可从几兆赫到几百兆赫。

1、三点式振荡器的构成原则图5 —20三点式振荡器的原理图图5 —20是三点式振荡器的原理电路（交流通路）为了便于分析，图中忽略了回路损耗，三个电抗元件X be 、X Ce 和X bC 构成了决定振荡频率的并联谐振回路要产生振荡，对谐振网络的要求：？必须满足谐振回路的总电抗 XbeX Ce X b^O ，回路呈现纯阻 性。

反馈电压U f 作为输入加在晶体管的 b 、e 极，输出U O 加 在晶体管的c 、e 之间，共射组态 为反相放大器，放大 器的的输出电压u o 与输入电压U i （即U f ）反相，而反馈 g Q电压U f 又是U o 在X bC> X be支路中分配在X be上的电压。

要满足正反馈，必须有为了满足相位平衡条件，U f 和U o 必须反相，由式（5.3.1）可知必有 孑 0成立，即X be 和X Ce 必须是同性质电抗，而XCeX b^ -（X be X Ce ）必为异性电抗。

综上所述，三点式振荡器构成的一般原则：（1）为满足相位平衡条件，与晶体管发射极相连X be(X be X bC )UoX be -X Ce U o(531)的两个电抗元件X be 、X Ce必须为同性， 而不与发射极相连的电抗元件X bC的电抗性质与前者相反，概括起来“射同基 反”。

此构成原则同样适用于场效应管电路，对应 的有“源同栅反”。

(2)振荡器的振荡频率可利用谐振回路的谐振频率来估算。

为容性的，称为电容三点式振荡器，也称为考比兹 振荡器(Colpitts)，如图5 — 21(a )所示；若与发射极相连的两个电抗元件X be 、X Ce为感性的，称为电感三点式振荡器，也称为哈 特莱振荡器(Hartley),如图5 — 21 (b )所 示。

电容三点式振荡原理电容三点式振荡原理是指通过三个电容器组成的电路，在一定的条件下能够产生振荡。

电容三点式振荡电路是一种常用的电子振荡电路，广泛应用于通信、电子仪器及测量等领域。

电容三点式振荡电路由三个电容器和两个开关组成，其中两个电容器被连接到一个可调整的电压源上，第三个电容器则通过两个开关与另两个电容器交替连接。

当两个开关交替切换时，电容器之间的电荷会发生变化，从而导致电压的变化。

这种交替的电容器充电和放电的过程，就形成了一个振荡电路。

电容三点式振荡电路的振荡原理可以通过以下步骤进行解释：1. 电路初始状态：电容器C1和C2被连接到电源上，电容器C3离开电源。

电容器C1和C2开始充电，电荷开始积累。

2. 电容器充电过程：在一定的时间间隔后，开关1关闭，开关2打开，此时电容器C1和C2之间有一个路径可以流动电荷，电容器C3被连接到电源上开始充电。

3. 电容器放电过程：在电容器C3充电一段时间后，开关2关闭，开关1打开，电容器C1和C2之间的电荷开始流动，电容器C3被与电源隔离。

4. 交替过程：通过开关的交替切换，电容器C1、C2和C3之间的电荷和电压不断变化，形成振荡。

电容三点式振荡电路的交替作用是由电容器的充电和放电过程决定的。

当开关1打开时，电容器C1开始充电，同时电容器C2放电，电流会从C2流向C1，导致电势差的变化。

当电容器C1充电达到一定程度时，开关2关闭，电容器C1和C2之间的电荷开始流动，电容器C3被连接到电源上，开始充电。

当电容器C3充电一定时间后，开关1关闭，开关2打开，电容器C1和C2之间的电荷重新开始流动，电容器C3被隔离。

通过不断交替充电和放电的过程，电容三点式振荡电路实现了振荡。

电容三点式振荡电路中的电容器和两个开关的选择会直接影响振荡的频率和振幅。

电容器的容值越大，振荡的频率越低；两个开关的开关频率越快，振荡的频率越高。

根据电容三点式振荡电路的设计，可以调整电容值和开关频率，得到所需的振荡信号。

三点式电容振荡电路电感和振幅的关系
在三点式电容振荡电路中，电容和电感是电路中的两个主要元件。

电容储存电荷，而电感则储存磁场能量。

当电容和电感通过外部电源连接在一起时，它们可以产生振荡电流，这种电流的频率由电容和电感的数值共同决定。

在三点式电容振荡电路中，电感的数值越大，振幅也会越大。

这是因为电感储存的磁场能量越多，电路中的振荡电流就会越强。

此外，电感的数值还会影响电路的共振频率。

当电感的数值增加时，电路的共振频率会下降，因为电感会减缓振荡电流的变化速度。

总的来说，三点式电容振荡电路中的电感和振幅之间存在着密切的关系。

电感的数值越大，振幅也会越大，同时还会影响电路的共振频率。

因此，在设计三点式电容振荡电路时，需要考虑电感的数值对电路的影响。

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共基极电容三点式振荡器1. 引言共基极电容三点式振荡器是一种常见的电子电路，用于产生高频信号。

它由三个关键部件组成：共基极放大器、电容耦合器和反馈电路。

本文将详细介绍共基极电容三点式振荡器的原理、特点、设计和应用。

2. 原理共基极电容三点式振荡器的原理基于电容耦合和反馈放大。

其基本工作原理如下：1.共基极放大器：共基极放大器是一种三极管放大器，其输入信号通过基极输入，输出信号通过集电极输出。

由于共基极放大器的输入电流小于输出电流，因此它具有较高的电流放大倍数。

2.电容耦合器：电容耦合器用于将共基极放大器的输出信号耦合到反馈电路中。

它通过一个电容器将信号传递给反馈电路，同时阻隔直流偏置电压。

3.反馈电路：反馈电路将一部分输出信号反馈到共基极放大器的输入端，形成正反馈。

这种正反馈能够使系统产生振荡，并且频率由反馈电路中的元件决定。

3. 特点共基极电容三点式振荡器具有以下特点：1.高频信号产生：共基极电容三点式振荡器适用于高频信号产生，通常在几十千赫兹到几百兆赫兹的频率范围内工作。

2.简单结构：共基极电容三点式振荡器的结构相对简单，由少量的元件组成，易于设计和调试。

3.高稳定性：由于反馈电路的存在，共基极电容三点式振荡器具有较高的稳定性，能够在一定范围内保持振荡频率的稳定。

4.输出波形良好：共基极电容三点式振荡器的输出波形相对纯净，较少的失真，适用于需要高质量信号的应用。

4. 设计步骤设计共基极电容三点式振荡器的步骤如下：1.确定工作频率：根据应用需求，确定振荡器的工作频率。

2.选择元件：选择适合工作频率的三极管、电容器和电阻等元件。

3.设计共基极放大器：根据工作频率和元件参数，设计共基极放大器的电路。

4.设计电容耦合器：根据共基极放大器的输出阻抗和反馈电路的输入阻抗，设计电容耦合器的容值。

5.设计反馈电路：选择合适的反馈电路结构，并根据工作频率和元件参数进行设计。

6.仿真和调试：使用电子电路仿真软件对设计的振荡器进行仿真，并进行调试和优化。

思考题与习题5.1 振荡器是一个能自动将直流电源提供的能量能量转换成交流能量的转换电路，所以说振荡器是一个能量转换器。

5.2 振荡器在起振初期工作在小信号甲类线性状态，因此晶体管可用小信号微变等效电路进行简化，达到等幅振荡时，放大器进入丙类工作状态。

5.3 一个正反馈振荡器必须满足三个条件：起振条件、平衡条件、稳定条件（3）正弦波振荡器的振幅起振条件是；T=A k f >1相位起振条件是2f T A k n ϕϕϕπ=+=;正弦波振荡器的振幅平衡条件是：T=A k f =1,相位平衡条件是：2f T A k n ϕϕϕπ=+=；正弦波振荡器的振幅平衡状态的稳定条件是：0i iAiV V T V =∂<∂，相位平衡状态的稳定条件是:0oscT ωωϕω=∂<∂。

5.4 LC 三点式振荡器电路组成原则是与发射极相连接的两个电抗元件必须性质相同，而不与发射极相连接的电抗元件与前者必须性质相反，且LC 回路满足0ce be cb x x x ++=的条件。

5.5 从能量的角度出发，分析振荡器能够产生振荡的实质。

解：LC 振荡回路振荡在进行电能、磁能相互转换的过程中的能量损耗，由正反馈网络提供补偿，将直流电源提供的直流能量转换为交流输出。

5.6 为何在振荡器中，应保证振荡平衡时放大电路有部分时间工作在截止状态，而不是饱和状态？这对振荡电路有何好处？ 解：之所以将振荡平衡时放大电路有部分时间工作在截止状态，而不是饱和状态是因为在截止状态集电极电流小，功率损耗低。

这样可以保证振荡管安全工作。

5.7 若反馈振荡器满足起振和平衡条件，则必然满足稳定条件，这种说法是否正确？为什么？解：不正确。

因为满足起振条件和平衡条件后，振荡由小到大并达到平衡。

但当外界因素（温度、电源电压等）变化时，平衡条件受到破坏。

若不满足稳定条件，振荡起就不会回到平衡状态，最终导致停振。

5.8 分析图5.2.1(a)电路振荡频率不稳定的具体原因？解：电路振荡频率不稳定的具体原因是晶体管的极间电容与输入、输出阻抗的影响，电路的工作状态以及负载的变化，再加上互感耦合元件分布电容的存在，以及选频回路接在基极回路中，不利于及时滤除晶体管集电极输出的谐波电流成分，使电路的电磁干扰大，造成频率不稳定。

电感三点式振荡电路工作原理
电感三点式振荡电路是一种基于电感和电容的简单振荡器电路。

它由一个电感、两个电容、一个晶体管组成。

电路中的电感和电容构成谐振回路，晶体管则充当开关作用。

在工作时，电容C1和电感L构成一个LC并联谐振电路，并
产生电流。

当晶体管开关截止时，电容C2充电，当电容电压
达到晶体管的启动电压时，晶体管开始导通，将电容C2上积
累的电荷释放到LC回路中，产生一个正弦波振荡信号，并使
电容C1和电感L形成与LC回路并联的电路，相当于从C1
和L中提取电能，使其保持振荡。

当晶体管的电流变大，超过其额定电流时，晶体管开始截止，电容C2再次开始充电，整个过程不断重复，形成连续的正弦
波振荡。

电感三点式振荡电路也称为Colpitts振荡电路，常用于电子钟、无线电广播和通信等方面。

电感三点式振荡器—哈特莱（Hartely ）振荡器 图5 —26电感三点式振荡器电路图（a ）中，三极管发射极通过E C 交流接地，是共射组态； 图（b ）中，三极管基极通过B C 交流接地，是共基组态。

尽管两个振荡电路的组态不同，但都满足“射同基反”的构成原则，即与发射极相连的两个电抗性质相同，不与发射极相连的是性质相异的电抗。

电路简单分析：图中12B B R R 、和E R 为分压式偏置电阻，B cC C 、和E C 为高频耦合和旁路电容，对于高频振荡信号可近似认为短路，c R 为集电极限流电阻，L R 为输出负载电阻，12C L L 、和构成并联谐振回路。

电感三点式振荡器电路的起振条件前面电容三点式振荡器是以共基组态为例进行分析的， 电感三点式将以图5 —26（a ）所示共射组态为例分析 因电感三点式振荡器应用较少，尤其在集成电路中更为少见，故只对其进行简单分析，给出一些结论作为参考。

（a ）交流等效电路图5 —27共射电感三点式交流等效电路(a) 起振条件和振荡频率共射组态的晶体管的等效电路将共射组态的晶体管用Y 参数等效电路表示。

当振荡频率远小于管子的特征频率T f 时，可忽略晶体管正向传输导纳的相移，fe y 可近似等于晶体管的跨导m g ，电路中忽略了晶体管的内部反馈，即0re y ，不考虑晶体管输入和输出电容的影响，得共射组态的晶体管用Y 参数等效电路图5 —28（a）给出高频微变等效电路。

图5 —28（b）为断开环路后的等效电路，图中虚线框内是晶体管共射极组态的简化等效电路,ie g 为共射放大器的输入电导，oe g 为输出电导，''0()L L L g g g g =+为输出负载回路等效电导，其中0g 为谐振回路谐振电导。

振荡电路的反馈系数2121f o V L M F L L V L M+==+反馈电压＝（与之间有互感）输出电压2121L F L L L =（与之间无互感）F 取值过小，不易起振；F 过大，管子的输入阻抗会对谐振回路的Q 值及频率稳定性产生不良影响，并使振荡波形失真，严重时致使电路无法起振。

三点式振荡电路的组成原则
三点式振荡电路是一种基本的振荡电路，由以下三个组成部分构成：
1.放大器：放大器是三点式振荡电路的核心部分，它增强了电信号的幅度。

放大器的输入和输出电压之间存在一个正反馈回路，使得电路能够产生自激振荡。

放大器通常是一个放大器管或晶体管等主动器件。

2.反馈网络：反馈网络连接在放大器的输出端和输入端之间，它起到把一部分输出信号送回到放大器输入端的作用。

反馈网络的设计要使电路具有足够的放大倍数和相位条件，以产生振荡。

常见的反馈网络包括电容、电感、电阻、变压器等。

3.频率选择网络：频率选择网络用于选择和稳定振荡电路的工作频率。

它通常由电容、电感和电阻等元件组成，形成一个谐振回路。

谐振回路的共振频率决定了振荡电路的工作频率，频率选择网络可以调节或固定振荡电路的频率。

三点式振荡电路的组成原则是通过适当选择放大器、反馈网络和频率选择网络的参数，使得电路能够满足振荡的条件，即具备足够的放大倍数和相位条件，并且能够在所需的频率范围内稳定振荡。

同时，还需要注意电路的稳定性、功耗、噪声等方面的考虑。