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高频电子第五章 正弦波振荡器PPT课件

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正弦波振荡器PPT课件

正弦波振荡器PPT课件

正弦波振荡器的调谐范围较宽，可以通过 调整电路参数实现不同频率和幅度的输出 ，满足多种应用需求。
输出纯净
易于集成
正弦波振荡器产生的波形失真小，噪声低 ，适用于对信号质量要求高的应用。
正弦波振荡器可以采用集成电路形式实现 ，减小了体积和重量，便于携带和集成到 其他系统中。
缺点
功耗较大
正弦波振荡器需要一定的功耗才 能维持稳定工作，相对于其他类
正弦波振荡器的原理和结构
总结词
正弦波振荡器是一种能够产生正弦波信号的电子装置， 其原理基于自激振荡。为了实现自激振荡，正弦波振荡 器需要满足一定的条件，包括放大倍数大于1、反馈系 数大于0且小于等于1、相位移动大于等于π弧度等。常 见的正弦波振荡器结构有RC电路、LC电路和石英晶体 振荡器等。
详细描述
LC振荡器通过调节电感器和电容器的 大小，可以产生不同频率的正弦波。 其优点是频率稳定性高，适用于产生 高频信号。
晶体振荡器
晶体振荡器利用石英晶体（一种特殊的电介质）的压电效应 产生正弦波。
晶体振荡器的振荡频率由石英晶体的固有频率决定，具有极 高的稳定性和精度。广泛应用于高精度测量和通信领域。
04 正弦波振荡器的应用领域
振荡条件的稳定性分析
• 总结词：稳定性是正弦波振荡器的关键性能指标之一，它决定了输出信号的频 率和幅度的稳定性。为了使正弦波振荡器稳定工作，需要满足一定的条件，包 括放大倍数稳定、相位移动稳定和频率稳定等。这些条件可以通过理论分析和 实验测试来验证和优化。
• 详细描述：稳定性是正弦波振荡器的关键性能指标之一，它决定了输出信号的 频率和幅度的稳定性。在实际应用中，由于受到环境因素、电路参数变化和噪 声干扰等多种因素的影响，正弦波振荡器的输出信号可能会发生频率漂移、幅 度波动等现象，影响其性能表现。因此，为了使正弦波振荡器稳定工作，需要 满足一定的条件，包括放大倍数稳定、相位移动稳定和频率稳定等。这些条件 可以通过理论分析和实验测试来验证和优化，以确保正弦波振荡器在实际应用 中的性能表现达到预期要求。

正弦波振荡器-PPT

正弦波振荡器-PPT

2
2001年9月--12月
6
导致振荡频率不稳定得原因(续2)
2、 影响环路 Q 值得因素
o
Q1 Q2
2
Q2
Q1
f01 f02
f0
f
▪ 器件输入、输出阻抗中得有功 部分。
▪ 负载电阻得变化。
▪ 回路损耗电阻尤其就是电抗元 件 得高频损耗,环路元器件得高频 响应等。
2
2001年9月--12月
7
导致振荡频率不稳定得原因(续3)
• 泛音晶体振荡器:利用石英谐振器得泛音振动特性对频率 实行控制得振荡器称为泛音晶体振荡器。这种振荡器可以将 振荡频率扩展到甚高频以至超高频频段。
2001年9月--12月
19
1、 并联型晶体振荡电路
(1)皮尔斯(C-B)电路
RFC
Rb1
C
B
VCC
Rb 2
E
C1
Cb Re C2
JT
C
C1
E
C2
B
Lq
• 温度隔离法:将关键电抗元件置于特制得恒温槽内,使槽内得 温度基本上不随外界环境温度得变化。
▪ 利用石英谐振器等固体谐振系统代替由电感、电容构成得电 磁谐振系统,她就是高稳频率源得一个重要形式。 由于这种谐振系统构成得振荡器,不但频率稳定性、频率准确 度高,而且体积、耗电均很小,因此,在许多领域已被广泛地 采用。
0
2 L C
▪ 等号右边得负号表示频率变化得方向与电抗变化得方向刚好 相反。如电感量加大,振荡频率将降低。
2001年9月--12月
9
主要稳频措施(续1)
▪ 温度补偿法和温度隔离法:引起电抗元件电感量和电容量 变化最明显得环境因素就是温度得变化。

高频电子线路正弦波振荡器.ppt

高频电子线路正弦波振荡器.ppt
• 反馈式振荡的基本原理 • LC正弦波振荡器 • 晶体振荡器
第一节 反馈式振荡的基本原理
一、反馈振荡器的组成
下图所示是一个反馈式放大器的框图。它由放大器和
反馈网络组成。U•o
•
是放大器输出电压，U
i
是放大器输入
电压，U•
f
是反馈网络输出反馈电压，
•
U
i
是外加电压。
5
•
放大器的增益为
•
A
U
•
o
反馈系数F为
克拉泼振荡器与前述的电容三点式振荡器的主要区别是在电感支路 内串入了一个小电容C3，且C3<<C1、C3<<C2。因此回路总电容 C≈C3.
振荡器的工作频率
由于C3<<C1、C3<<C2，谐振回路中三个电容C1、C2 、C3串联，
串联后的等效电容为
C
1
1 1
1
C1C2C3
C3
C1C2 C2C3 C1C3 1 C3 C3
为了克服克拉泼电路的缺点，提出了西勒电路。如下图所 示。西勒电路是在克拉泼电路基础上，在回路电感L两端 并入一个小电容C4(参数值满足C1、C2远大于C4和C3)。
回路的等效电容为
C (C1串C2串C3 )并C4
1
1 1
1
C4
C1C2
C1C2C3 C2C3 C1C3
C4
1
C3 C3
C3
高频电子线路
High-frequency Electronic Circuits
浙江万里学院电子信息学院 高小能
1
第5章 正弦波振荡器
• 不需外加输入信号,便能自行产生输出信号的电路称为 振荡器.

[PPT课件] 高频电子第五章 正弦波振荡器

[PPT课件] 高频电子第五章 正弦波振荡器

互感耦合振荡器的特点和适用性：
变压器分布电容限制了振荡频率的提高， 宜工作在频率不太高的中、短波段本机振 荡。

5.5.2差分对管互感耦合振荡器


1、电路：图5.18 2、元件介绍 3、优点：
§5.6 LC正弦波振荡器


1. 2. 3.
LC正弦波振荡器： 采用 LC 谐振回路作为相移网络的反馈振荡器称 为LC正弦波振荡器。 LC振荡器的分类： 变压器耦合式 差分对管式 三点式（电感三点式、电容三点式及它的改进型）
本节讨论要点：
LC正弦波振荡器的构成原则。 2. 电感三点式和电容三点式振荡器的特点。 3. 改进型电容三点式振荡器――克拉波振荡 器和西勒振荡器。
1.
三点式振荡器
1、何谓三点式振荡器 2、三点式振荡器的基本类型和它的一般电 路：

5.6.1三点式振荡器的组成原则（相 位判据）

LC回路谐振时满足 ：


电感三点式振荡器及其作用：
元件作用：
2、交流等效电路：
3、振荡条件与振荡频率：
g 2 L L 2 M C G G L L 2 M 1 2 ieoe1 2

1
说明： ① g ②
o
G ,G 有关 g与 ie oe

2 C L L 2 M G G L L 2 M 12 ie oe 1 2 通常选取：
2
C C 2 3
C 1 1 g L C Q 0 L O 3
3 2 C C L C O 1 2 1 g ( g ) g g m m m in oe ie C Q 1 0 C 2

《高频电子线路》课件—05正弦波振荡器

《高频电子线路》课件—05正弦波振荡器

相位条件判断：
图5.2.2 例5.2.1图
e1 c1 b2 e2 (e1)
可见电路是负反馈，不能产生振荡。
怎样修改才能能产生振荡？
5.2.2 三点式振荡电路
三点式振荡器的工作频率可达到几百兆赫。
一、电路组成法则（相位条件）
在三点式电路中，ＬＣ回 路中与发射极相连接的两个电 抗元件必须为同性质，另外一 个电抗元件必须为异性质。同 时满足 X ce Xbe Xbc 0
Vi
5.1.3 反馈振荡的条件
一、起振条件和平衡条件 由振荡建立过程的起振循环得出，使振幅不断增 长的条件（起振条件）是 Vf Vi 。
1、起振条件
T
josc
Vf Vi
1
或
或表示为
( AF 1)
T (osc ) 1 T 2n
或 AAF1F(振 2幅n起（振相条位件起）振条件）（n=0,1,2,…）
若组成电感三点式，则在振荡频率 fosc2处，应满足
f1 f2 fosc2 f3 或 f2 f1 fosc2 f3
二、 电容三点式电路（又称考毕兹电路，Coplitts）
1、电路分析
Ｌ回路电感
Cb 高
频旁 路电 容
电耦容合回C路1 电C容2
图5.2.5 电容三点式电路 （ａ）原理电路 （ｂ）高频交流等效电路
由（a）到（b）：
C2 C2 Cbe
V f
1 n
Vf
接入系数 n C1
C1 C2
（通常re Re ）
re
1 n2
(re
//
Re )
1 n2
re
由（b） 到（c）：
G
g L
ge
1 RL

高频 通信电子线路课件Chapter 5 正弦波振荡器

高频 通信电子线路课件Chapter 5 正弦波振荡器

(Y Z F ) 0
一般Y 和F 对频率的敏感性远小于 Z
(Y Z F ) Z 0
–YF Z Q1 o1 Q2 YF YF o1 1 Q1Q2
即要求选频网络的相频特 性曲线在工作频率附近具有负 的斜率，而并联谐振回路正好 具有负的相频特性。故谐振回 路不但决定了振荡频率，还是 稳定频率的机构。 Q值越大，曲线越陡峭， 振荡器稳定性越好。
三端式LC振荡器有多种形式，主要有：
电感三端式，又称哈特莱振荡器(Hartley)； 电容三端式，又称考毕兹振荡器(Coplitts)； 串联型改进电容三端式，又称克拉泼振荡器(Clapp)； 并联型改进电容三端式，又称西勒振荡器(Selier)。
1、电感反馈三端式振荡器(哈特莱电路)
＋VCC Rb1 v1 Cb Rb2 Ce Re C L L1 L2
§5.3 振荡条件分析
一、振荡器的起振条件
Vo 开环增益Ao V
i
Vf 反馈系数F V
Vs
Vi
放大器
Vo
A（s）
o
Vo 闭环增益A f Vs
Vo Af Vs
Vf
反馈网络 F（s）
Vo Vo Vi Ao Ao V Vf Vi 1 Ao F Vo V f f 1 1 Vi Vi Vo
L 若是理想耦合，则 F 2 L1
电感反馈三端电路的起振条件为：
h fe hie h hie L M ie 1 FR R L2 M h fe R p p p
注：F不可太大，也不可太小，通常1/2～1/8。
电感反馈三端电路的振荡频率为：

高频电子线路第5章ppt课件

2
载波uc
已调波uAM
振荡器
倍频
高频 放大器
调制
话筒
调制信号 放大器 调制信号 uΩ
无线电通信发射机的组成框图
3
5.1.1 普通调幅波
所谓调制，就是使幅度、频率、或相位随调制信号 的大小而线性变化的过程。分别称为振幅调制、频率调 制或相位调制，简称调幅、调频和调相。
解调是调制的相反过程，即从已调波信号中恢复原 调制信号的过程。与调幅、调频和调相相对应，有振幅 解调、频率解调和相位解调，简称检波、鉴频和鉴相。
u A M =U cm (1+M acosΩ t)cosω ct
=U cm cosω ct+M a 2 U cm cos(ω c+Ω )t+M a 2 U cm cos(ω c-Ω )t
载波分量
上边带分量
下边带分量
电 压 振 幅
U Ωm
调幅波的频谱图
U cm
MaUcm / 2
MaUcm / 2
0Ω
ω c - Ω ω c ωc + Ω
过调幅失真
Ma >1
8
U m (t)= U c m (1+ M a c o sΩ t)
U m m ax=U cm (1+M a) Um m in=Ucm(1-M a)
包络的振幅为：
Um=Umm ax2 -Umm in=UcmM a
调制度
包络振幅
Ma 载波振幅
Um Ucm
9
3. AM调幅波的频谱及带宽
ω
u A M = U c m (1 + M a c o s Ω t)c o s ω c t
= U c m c o s ω c t+ M a 2 U c m c o s ( ω c + Ω ) t+ M a 2 U c m c o s ( ω c -Ω ) t

正弦波振荡电路ppt课件

所以 Q 1 Lq 非常高， rq Cq
具有很好的选择性和频稳度。
2. 石英晶体谐振器的符号、等效电路和电抗特性
Co — 静态电容，较大
Lq — 晶体振动时的动态电感 ，很大
Cq —晶体振动时的动态电容，很小
rq — 等效摩擦损耗电阻，很小
串联谐振频率 并联谐振频率
1 fs 2 LqCq
1
fP 2
起振时，热敏电阻处于冷态，RF 阻值较大， A•u 1 RF / R1 大，
.
起振容易。U o
.
If
T RF A•u
最后达到 A•u =3，
进入平衡状态。由于运放始终线性工作，因此波形好。
例8.1.1
图示为一实用RC桥式振荡电路。（1）求f0 ；（2） 说明二极管的作用；（3）说明 RP 如何调节。
.1
因为振荡频率处，Fu 3
为满足起振振幅条件
A•uF• u
1，应使
.
Au
3
.
即 Au 1 (RF / R1 ) 3
2. 常用的RC 桥式振荡电路
参数选择：
1 f0 2RC
RF 2R1
RF 不能太大， 否则正弦波将
失真，甚至变
成方波。
稳幅措施：采用负温度系数热 敏电阻实现外稳幅。
1. 石英谐振器结构
石英是一种各向异性的结晶体，其化 学成分是SiO2 。从一块晶体上按一定的方 位角切割成的薄片称为晶片。在晶片的两 面涂上银层作为电极，电极上焊出两根引 线固定在管脚上，封装后就构成了石英晶 体谐振器。
2. 石英晶体的压电效应与谐振特性
压电效应： 电极间加电场
电极间加机械力
晶体机械变形 晶体产生电场
起振时，二极管未导通，

第5章正弦波振荡器PPT课件


U o 0
1 j L
y on
I o U o
U i 0
j C 1
1 j L
无源网络
依靠电容产生反馈电压构成的振荡器则称为电容三点式 振荡器，又称考毕兹振荡器。
依靠电感产生反馈电压构成的振荡器则称为电感三点式 振荡器，又称哈特莱振荡器。
构成三点式的基点是如何取出满足相位条件的正反馈电 压。
5.5.1 构成三点式振荡器的原则(相位判据)
假设: (1)不计晶体管的电抗效应； Z ce jX ce (2)LC回路由纯电阻元件组成，即 Z be jX be
锯齿波振荡器
应用范围：在发射机、接收机、测量仪器（信号发生 器）、计算机、医疗、仪器乃至电子手表等许多方面振荡器 都有着广泛的应用。
主要技术指标： 1.振荡频率f及频率范围: 2.频率稳定度:调频广播和电视发射机要求:10-5~10-7左右
标准信号源:10-6~10-12 要实现与火星通讯:10-11 要为金星定位:10-12 3.振荡的幅度和稳定度:
4.频谱(残波辐射): 讨论内容:从振荡原理入手研究振荡器判据、寻求振荡
条件的分析方法，讨论各种振荡电路，基本线索是振荡器的 频率稳定度。
5.2 反馈振荡器
右图是反馈放大
器的方框图,由该图知:
X o AXi' A(Xi X f )
X i
X
' i
A
X o
A(Xi FXo) AXi AFXo
一个电抗则性质相反。
三点式振荡器的相位判据：射同它反
5.5.2 电容三点式振荡器——考毕兹振荡器
图所示电路是电容三点式的典型电路。LC回路的三个 端点分别与三个电极相连，且Xce和Xbe为容抗，Xcb为感抗。 故属电容反馈三点式振荡器，又称考毕兹振荡器。
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器和西勒振荡器。
26
三点式振荡器
1、何谓三点式振荡器 2、三点式振荡器的基本类型和它的一般电
路：
27
5.6.1三点式振荡器的组成原则（相 位判据）
28
LC回路谐振时满足 ：
X X b eX c eX b c0
Xb＝ c － Xbe （ Xc） e
反馈系数：
FUf IXbeXbe
Uo IXce
5
五、常用正弦波振荡器的分类
RC振荡器 LC振荡器 石英晶体振荡器
6
六、振荡电路的主要技术指标
振荡频率 频率稳定度 振荡幅度 振荡波形的频谱纯度
7
§5．2 反馈式振荡器
组成： 振荡回路：包含两个或以上的储能元件 直流电源：补充由振荡回路电阻产生的能量
损耗 控制设备：控制能量转换的有源器件、具有
23
24
§5.6 LC正弦波振荡器
LC正弦波振荡器： 采用LC谐振回路作为相移网络的反馈振荡器称
为LC正弦波振荡器。 LC振荡器的分类： 1. 变压器耦合式 2. 差分对管式 3. 三点式（电感三点式、电容三点式及它的改进型）
25
本节讨论要点：
1. LC正弦波振荡器的构成原则。 2. 电感三点式和电容三点式振荡器的特点。 3. 改进型电容三点式振荡器――克拉波振荡
Xce
29
结论：三点式电路的正确构成如图：
30
5.6.2电容三点式振荡器――考毕兹 振荡器
1. 电容三点式振荡器 元件的作用
31
2、振荡条件和振荡频率
根据等效电路和前面已学知识可列出电路方程 （过程略）
C 1 G i eC 2 G o e G m G 2 iL eG o e j G iG e o － e2 C 1 C 2 C 1 L C 2 0
f0 12RC
14
5.4.2 移相式振荡电路
组成： 优点： 缺点：
15
5.4.3 双T选频网络振荡电路
组成： 优点： 缺点：
16
§5.5 互感耦合振荡器
5.5.1 单管互感耦合振荡器： 1、分类：
特点： a.共发：功率增益高，输入阻抗高，但截止频率较
低。 b.和c.共基：功率增益小，输入阻抗低，难于起振，
（2）、 g略高于 0 ，G 与 r 越小， g 与 0 越接近。
（3）、fo受 T、V 变化影响。
21
互感耦合振荡器的特点和适用性：
变压器分布电容限制了振荡频率的提高， 宜工作在频率不太高的中、短波段本机振 荡。
22
5.5.2差分对管互感耦合振荡器
1、电路：图5.18 2、元件介绍 3、优点：
（5.5.7）式结论：
（5.5.7） 耦合度：M)
（1）只有 g m 满足（5.5.7）式才起振。
（2）M越大越易起振。
（3）C,r,G对起振有利。
振荡频率：
g
1 LC
1Gr
（5.5.6）
20
g
集电极调谐型互感振荡器分析
结论：
（1）、 g不仅决定于LC，也受 r 和
的影响。
GgieGoe
3
§ 5．1 概述
一、振荡器的定义： 振荡器是在没有外加输入信号的条件下，
电路自动将直流电源提供的能量转换为具 有一定频率、一定波形和一定振幅的交变 信号输出的装置。 二、与放大器的异同点： 相同：都是能量转换装置 不同：放大器：需外加激励信号
振荡器：不需外加激励信号
4
§ 5．1 概述
三、应用： 四、分类： 根据产生波形的不同，可分为： 正弦波振荡器 非正弦波振荡器（三角波，方波，锯齿波） 根据采用的分析法和振荡器的特性，可分为： 反馈式振荡器 负阻式振荡器
令其虚部等于0，得振荡频率为：
g
其中：
C
C1C2
C1 C2
1 GieGoe LC C1 C2
32
令其实部等于0，并近似认为
2
1 LC
可求得其振幅平衡条件为：
Gm
C2 C1
GoeC C1 2
Gie
用微变参数代替平均参数、起振条件为：
gm(gm)min C C1 2goeC C1 2gie
正反馈作用的选频网络如LC回路，RC网络 等 5.2.1 反馈式振荡器的基本原理
8
5.2.2 振荡器的平衡与稳定条件
幅相度位1条条、件 件起： ：振过A0程A 和F F起 振21 （n条5件.2.5）
2、平衡过程和平衡条件： 振荡器的平衡状态――进入等幅振荡状态。 选饱和特性还是截止特性限幅的A考F 虑1
但截止频率高，工作较稳定。
17
2、反馈网络是否正反馈的判断――相位判 据：
“切环注入法” 3、振荡条件： 集电极调谐型互感振荡器分析
18
集电极调谐型互感振荡器分析
19
集电极调谐型互感振荡器分析ຫໍສະໝຸດ 相位保证：同名端的正确接法
起振条件和振荡频率：
起振条件： (跨导：g m
总gm 电C导r：MGGL
反馈系数F为：
•
I
F U U
•
I
jC2
C1 C2
jC1
33
3、反馈电容C2大小对起振的影响
1） 说明F只有在某些范
（ gm g） m m i(n gmF 1 )mgio n（ ,eF 1ggm ） om eF in igF e ig e
维持振荡器的振幅平衡条件： A0F2n
维持振荡器的相位平衡条件：
9
3、平衡状态的稳定条件
稳定平衡状态： 不稳定平衡状态： 1）.振幅平衡的稳定条件 说明放大器的增益A必须与Ui变振 化幅 趋势平相衡 反条 。件 A ：〈0
Ui A1 F
10
2）、相位稳定条件
影响相位稳定的因素：电源波动，温度变化
第五章 正弦波振荡 器
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
本章主要讨论的内容：
正弦波振荡器的起振条件和平衡条件。 反馈式正弦波振荡器的振荡原理和典型电
路分析。（LC振荡器：电容三点式，电感 三点式，电容三点式改进型振荡器） 振荡器的稳定度及提高稳定度的措施。 石英晶体振荡器。（高精确度，高稳定度 振荡器）
相位平衡稳定条件：
0
＝ g
说明要保证相位稳定必须有一个相频特性为负 （负斜率）的网络。（LC并联网络正好具有此特 性）
11
12
§5.3 振荡器的分析方法
瞬态分析法 稳态分析法
13
§5.4 RC正弦波振荡器
5.4.1 RC串并联网络振荡电路： 文式桥振荡器 相位条件：
振幅起振条件：Au ＞3 振幅平衡条件：Au =3 振荡频率：