高频电子技术PPT课件

的极板。此外采用性能稳定的固定电容器，如云母电容、高频陶 瓷电容等。
2）采用温度补偿法。选择合适的具有不同温度系数的电感器和
电容器，同时接入谐振回路，从而使因温度变化引起的电感和电 容值的变化相互抵消，使回路总电抗量变化减小。

3）改进安装工艺，缩短引线，合理布局元器件，减小分布
电容和分布电感及其变化量。
谐振电路，按其反馈方式，LC振荡器可分为互感耦合 式振荡器、电感反馈式振荡器和电容反馈式振荡器3 种类型，其中后两种通常称为三点式振荡器。LC振荡 器可用来产生几十千赫兹到几百兆赫兹的正弦波信号。
4.3.1互感耦合式振荡器 互感耦合式振荡器有3种形式调集型电路、调基型
电路和调发型电路。它们是根据振荡回路是接在集电 极、基极还是发射极来区分的。图4-4所示为调集型互 感耦合式振荡器。
第4章 正弦波振荡器
无线电发送设备需要高频载波，无线电接收设备需 要本振信号，很多电子设备中都需要使用正弦波振 荡信号，它们都是由正弦波振荡器所产生。
振荡器（oscillator）和放大器一样，也是一种能量 转换电路，所不同的是振荡器无需外加输入信号， 本身就能自动地将直流电能转换为特定频率、波形、 幅度的交变电能输出。
最初的输入信号电压是怎么得来的呢？换句话说，振荡器是如何 起振的呢？这个问题可以作如下解释：在接通直流电源瞬间，在 电路的各部分中，将引起电扰动。这些电扰动是接通电源瞬间引 起的电流突变或是管子和回路的固有噪声，由于振荡电路是一个 闭环正反馈系统，不管电扰动最初发生在电路的哪个部分，最终 要传到放大器输入端成为最初的输入信号电压。这些电扰动具有 极宽的频率范围，由于选频网络的选频作用，只有频率等于选频 网络谐振频率的分量得到放大，其余频率成分被抑制掉。放大后 的角频率为分量的信号，通过反馈又回送到放大器的输入端，成 为第二次输入信号，完成一次循环。经过一次循环后的输入信号 与最初的输入信号相比，不仅相位相同，而且幅度也增大了。第 二次循环随即开始，如此重复一直继续下去。经过上述放大--反 馈--再放大--再反馈的循环过程，角频率为的输出信号电压迅速 增大，自激振荡就建立起来了。
正弦波振荡器广泛应用于各种电子设备中，特别是在通 信系统中起着重要作用。如在无线电发送设备中，产生 载波信号；在接收设备中，产生本振信号。在电子测量 设备中也需要各种频率的正弦波振荡器。
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图4-1 反馈型正弦波振荡器原理
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4.2.2 起振过程与起振条件 １. 起振过程 如上所述，反馈型振荡器是把反馈电压作为输入信号电压，那么
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振荡器种类很多，根据产生的振荡波形不同，可分为正 弦波振荡器和非正弦波振荡器。前者输出正弦波形信号， 后者输出矩形波、三角波和锯齿波等脉冲信号。正弦波 振荡器按工作原理不同，又可分为反馈型振荡器和负阻 型振荡器。前者是在放大电路中引入正反馈，当正反馈 足够强时，放大器就变成了振荡器；后者是将一个具有 负阻特性的有源器件与谐振回路直接相连构成的振荡电 路。为了得到一定频率的正弦波输出信号，在反馈型振 荡电路中必须具有选频网络。根据选频网络所用元件不 同，正弦波振荡器又可分为LC振荡器、RC振荡器和晶 体振荡器等类型。本章主要讨论反馈型正弦波振荡器， 此外对寄生振荡作简要介绍。
（2）提高振荡回路的标准性 提高频率稳定度除减少外 界因素变化的影响外，还要从振荡电路本身来采取措施。 提高振荡回路的标准性，就是指在外界因素变化时，保 持振荡回路振荡频率不变的能力。回路标准性越高，频 率稳定度就越高。提高振荡回路的标准性可采用如下方 法：
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1）采用参数稳定的电感器和电容器。例如在高频陶瓷骨架上用 烧渗银法制成电感线圈；采用热膨胀系数小的材料作可变电容器
在画图4-4b所示的交流等效电路时，只需画出与振荡相 关的LC元件和晶体管，偏置电阻和隔直与旁路电容无 需画出。交流等效电路可使复杂的实际电路简化，在判 断振荡类型和能否起振时很方便。
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图4-5和图4-6分别画出了调基型和调发型振荡 电路，接线时必须注意同名端的位置以满足自 激振荡的相位条件。由于基极和发射极之间输 入阻抗较小，为避免回路 值降低过多，故在两 电路中晶体管与振荡回路间采用部分接入耦合。 调集型电路在高频输出方面比其他两种电路稳 定，而且幅度大，谐波成分小。调基型的振荡 频率在较宽的范围内变化时，振荡幅度比较平 稳。互感耦合振荡器在调整反馈时，基本不影 响振荡频率，但由于分布电容的影响，限制了 振荡频率的提高，一般适合较低频段。
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图4-2 满足起振条件的环路增益
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图4-3 并联谐振回路的相频特性曲线
由图4-3可见， 在谐振点附近具有负斜率，正好满足相位稳 定条件的要求。
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（1）减少外界因素变化的影响 减少外界因素变化影响 的措施很多，例如可将振荡器置于恒温槽中，以减少温 度变化的影响；采用高稳定度直流稳压电源供电，减少 电源电压波动的影响；采用屏蔽减少外界电磁场变化的 影响；采用密封工艺减少大气压力和湿度变化的影响； 在负载和振荡器之间接射极跟随器作为缓冲，可减少负 载变化的影响等。
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图4-4调集型互感耦合式振荡器
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图4-4a实际电路中LC组成谐振回路，是反馈线圈，、、 为偏置电阻，、为隔直与旁路电容，起振时上产生自偏 电压，起稳幅作用。 由图4-4b交流等效电路可以看出， 在LC回路谐振时晶体管集电极负载为纯电阻，在基极 加信号，集电极输出电压与反相，根据图中互感线圈所 示同名端位置，反馈电压与反相，故与同相，为正反馈， 满足相位起振条件。只要适当选择静态工作点、LC回 路谐振电阻和反馈线圈的匝数，振幅起振的条件也很容 易满足。

4）采用固体谐振器，例如采用石英谐振器代替LC谐振电路。

5）减弱振荡管与谐振回路的耦合。采用晶体管部分接入谐
振回路，减小振荡管与谐振回路的耦合，能有效地提高回路的标
准性。克拉泼和西勒振荡电路就是按这一思想设计的，因此具有
较高的频率稳定度。
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4.3 LC振荡器 LC振荡器的选频网络是由电感L和电容C组成的并联