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第四章 正弦波振荡器

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第4章正弦波振荡器

第4章正弦波振荡器

第 4 章正弦波振荡器一、本章的基本内容（1）掌握反馈正弦波振动器的工作原理及振荡的起振、平衡条件（2）掌握LC振荡器、晶体振荡器的电路组成、工作原理及其性能特点（3）了解频率稳定度的概念，了解影响频率稳定度的主要因素及稳频措施。

（4）了解RC振荡器的工作原理二、重点和难点重点：（1）反馈正弦波振动器的工作原理及振荡的条件（2）三点式LC振荡器电路组成原则、使用电路分析及振荡频率的计算。

（3）石英晶体谐振特性、晶体振荡器构成特点及优点。

难点（1）振动器的相位平衡条件的判断（2）振荡条件与电路参数的关系，振幅起振条件的计算。

（3）使用振荡电路的分析。

引言振荡器的作用：产生一定频率和幅度的信号按振荡波形不同分正弦波振荡器非正弦波振荡器按组成原理不同分负阻振荡器利用负阻器件的负阻效应产生振荡反馈振荡器利用正反馈原理构成,本质上也是负阻振荡器4.1 反馈振荡器的工作原理主要要求：掌握反馈振荡器的组成和基本工作原理理解反馈振荡器的起振条件和平衡条件，了解其稳定条件。

掌握反馈振荡器能否振荡的判断方法。

4.1.1 反馈振荡器的组成与基本工作原理一、 反馈振荡器的组成无外加输入信号 正弦波振荡器由放大器、反馈网络和选频网络组成图4-1 反馈振荡器构成框图二、 反馈振荡器的工作原理首要条件满足i f U U =起始信号来自电扰动输出信号大小满足要求时，要能自动稳定输出电压，实现i f U U =使电路进入稳定状态，输出幅度和频率都稳定的信号。

故要有稳幅环节（正弦波还要有选频网络）。

4.1.2 振荡的平衡条件和起振条件一、 振荡的平衡条件 由于i U U A 0=，0U U F f = （4-1） 故 i f FAU U = （4-2）有i f U U =，可得 AF=1由于环路增益 T=AF可得T=1振荡器的振幅平衡条件T=|AF|=1 （4-3）相位平衡条件3,2,01,2==+=n n f a T πϕϕϕ（4-4）振荡器要到达必须振幅条件和相位条件同时满足。

第四章 正弦波振荡器

第四章 正弦波振荡器

例 4.5 图例4．５（ａ）是一个数字频率计晶振电路, 试分 析其工作情况。
f0
1 2 4.7 10 330 10
6 12
4.0 MHZ
在晶振工作频率５MHz处, 此ＬＣ回路等效为一个电容。可 见, 这是一个皮尔斯振荡电路, 晶振等效为电感, 容量为３pF ～１０pF的可变电容起微调作用, 使振荡器工作在晶振的 标称频率５MHz上。
２密勒（Ｍｉｌｌｅｒ）振荡电路 石英晶体作为电感 元件连接在栅极和源 极之间, ＬＣ并联回 路在振荡频率点等效 为电感, 作为另一电 感元件连接在漏极和 源极之间, 极间电容 Ｃgd作为构成电感三 点式电路中的电容元 件。由于Ｃgd又称为 密勒电容, 故此电路 有密勒振荡电路之称。
两种振荡器共同的缺点是：晶体管输入输出电容分别和 两个回路电抗元件并联, 影响回路的等效电抗元件参数, 从 而影响振荡频率。 由于晶体管输入输出电容值随环境温度、 电源电压等因素而变化, 所以三点式电路的频率稳定度不高, 一般在１０-3量级。
例４.３在图例4.3所示振荡器交流等效电路中, 三个ＬＣ并 联回路的谐振频率分别是：f1=1／( 2 ),LfC=1／( ), 121 2 2 L3C f3=1／(L2C2 ), 试问ｆ1、 ｆ 、ｆ33满足什么条件时该振荡器 2 能正常工作？且相应的振荡频率是多少？ 解: 由图可知, 只要满足三 点式组成法则, 该振荡器 就能正常工作。 若组成电容三点式, 则 在振荡频率ｆ01处, Ｌ1Ｃ 1回路与Ｌ2Ｃ2回路应呈 现容性, Ｌ3Ｃ3回路应呈 现感性。 所以应满足ｆ 1≤ｆ2＜ｆ01＜ｆ3或ｆ2 ＜ｆ1＜ｆ01＜ｆ3。
要使振幅不断增长的条件是:

Uf U 0 U f T ( w) AF Ui U i U 0

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-第4章--习题答案

高频电子线路-第4章--习题答案

第4章 正弦波振荡器4.1 分析图P4.1所示电路，标明次级数圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。

[解] (a) 同名端标于二次侧线圈的下端601260.87710Hz 0.877MHz 2π2π3301010010f LC--===⨯=⨯⨯⨯(b) 同名端标于二次侧线的圈下端606120.77710Hz 0.777MHz 2π1401030010f --==⨯=⨯⨯⨯(c) 同名端标于二次侧线圈的下端606120.47610Hz 0.476MHz 2π5601020010f --==⨯=⨯⨯⨯4.2 变压器耦合LC 振荡电路如图P4.2所示，已知360pF C =，280μH L =、50Q =、20μH M =，晶体管的fe 0ϕ=、5oe 210S G -=⨯，略去放大电路输入导纳的影响，试画出振荡器起振时开环小信号等效电路，计算振荡频率，并验证振荡器是否满足振幅起振条件。

[解] 作出振荡器起振时开环Y 参数等效电路如图P4.2(s)所示。

略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于0612Hz =0.5MHz 2π2π2801036010f LC--==⨯⨯⨯略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为5661121042.7μS 502π0.51028010e oe oe o G G G G S S Q Lρω--=+=+=⨯+=⨯⨯⨯⨯⨯由于三极管的静态工作点电流EQ I 为12100.712330.6mA 3.3k EQV I ⨯⎛⎫-⎪+⎝⎭==Ω所以，三极管的正向传输导纳等于/0.6/260.023S fe m EQ T Y g I U mA mV ≈===因此，放大器的谐振电压增益为o muo eiU g A G U -==而反馈系数为f oU j M M F j L LU ωω-=≈=-这样可求得振荡电路环路增益值为60.023203842.710280meg M T A F G L -====⨯ 由于T >1，故该振荡电路满足振幅起振条件。

通信电路(第四版) 第4章

通信电路(第四版) 第4章
并联谐振回路中自由振荡衰减的原因在于损耗电阻的存在。
若回路无损耗, 即Ｒe0→∞, 则衰减系数α→０, 由式（4．2．1）
可知, 回路两端电压变化将是一个等幅正弦振荡。由此可以产 生一个设想, 如果采用正反馈的方法, 不断地适时给回路补充能
量, 使之刚好与Ｒe0上损耗的能量相等, 那么就可以获得等幅的
一个反馈振荡器必须满足三个条件： 起振条件（保证 接通电源后能逐步建立起振荡）, 平衡条件（保证进入维持 等幅持续振荡的平衡状态）和稳定条件（保证平衡状态不因 外界不稳定因素影响而受到破坏）。
图 4.2.3 反馈振荡器的组成
１. 起振过程与起振条件
在图4.2.3所示闭合环路中, 在×处断开, 并定义环路增益
根据所产生的波形不同, 可将振荡器分成正弦波振荡器和 非正弦波振荡器两大类。前者能产生正弦波, 后者能产生矩形 波、 三角波、 锯齿波等。 本章仅介绍正弦波振荡器。
常用正弦波振荡器主要由决定振荡频率的选频网络和维持 振荡的正反馈放大器组成, 这就是反馈振荡器。按照选频网络 所采用元件的不同, 正弦波振荡器可分为ＬＣ振荡器、ＲＣ振 荡器和晶体振荡器等类型。其中ＬＣ振荡器和晶体振荡器用于 产生高频正弦波, ＲＣ振荡器用于产生低频正弦波。正反馈放 大器既可以由晶体管、 场效应管等分立器件组成, 也可以由集 成电路组成, 但前者的性能可以比后者做得好些, 且工作频率也 可以做得更高。本章介绍高频振荡器时以分立器件为主, 介绍 低频振荡器时以集成运放为主。
T( )
Uf Ui
AF
其中
A&
U&o U&i
,
F&
U&f U&o
(4.2.2)
其中Uf , Ui , A , F分别是反馈电压、输入电压、主

正弦波振荡器

正弦波振荡器

要维持一定振幅的振荡，反馈系数F应设计得大 一些。一般取 1/ 2 ~ 1/8，这样就可以使得在 AoF 1 时 的情况下起振。
由上分析知，反馈型正弦波振荡器的起振条件是：
AoF 1
即
AAo
F1 F

2n
(n 1, 1, )
分别称为振幅起振条件和相位起振条件。
应用：无线电通讯、广播电视，工业上的高频感 应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体 接近开关等。
正弦波振荡电路的组成
(1) 放大电路: 放大信号
(2) 反馈网络: 必须是正反馈，反馈信号即是 放大电路的输入信号
(3) 选频网络: 保证输出为单一频率的正弦波 即使电路只在某一特定频率下满足 自激振荡条件
17.3.2 正弦波振荡电路
正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦 交流信号。它的频率范围很广，可以从一赫以下到 几百兆以上；输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦； 输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。 常用的正弦波振荡器
LC振荡电路:输出功率大、频率高。 RC振荡电路:输出功率小、频率低。 石英晶体振荡电路：频率稳定度高。
在平衡条件下，反馈到放大管的输入信号正好等于放 大管维持及所需要的输入电压，从而保持反馈环路各点电 压的平衡，使振荡器得以维持。
4.1.2平衡条件
振荡器的平衡条件即为
T ( j) K( j)F( j) 1 也可以表示为 T ( j) KF 1
(4 ─ 9a)
T K F 2n
2) 相位平衡的稳定条件
相位稳定条件指相位平衡条件遭到破坏时，线路本 身能重新建立起相位平衡点的条件；若能建立则仍能保 持其稳定的振荡。
强调指出：相位稳定条件和频率稳定条件实质上是 一回事。因为振荡的角频率就是相位的变化率 d 。

第四章正弦波振荡器


频率稳定度的定义
振荡器的频率稳定度是指由于外界条件的 变化，引起振荡频率的变动，且在新的平 衡点又达到稳定平衡时，新的频率偏离原 频率的程度。（绝对稳定度、相对稳定度） 常用的是相对稳定度，用10-n表示，n的值 越大，稳定度越高。
二、互感反馈振荡器的振荡原理
⒈ 基本电路—调集型共射组态互感反馈振荡器
4。主要优缺点
优点：电容作为输出、反馈元件，它对谐 波呈现的阻抗小，因此输出波形好，振荡 频率高。 缺点：改变频率不方便， Co、Ci影响频率 稳定度。
二、电感三点式振荡电路
——哈特莱(Hartley)振荡器
晶体管三个极分别与LC回路的三个 点相联接，且反馈元件为电感，故 称为电感三点式振荡器。
互感反馈振荡电路的反馈极性
⒊ 起振条件和振荡频率
起振条件
Uo=yfe Ui Z0 Z0 为谐振阻抗
Au=Uo / Ui = yfe Z0
Fu=jwM（Uo /jwL）/Uo=M/L
∴ Au Fu =yfe Z0 M / L＞1 即要求yfe↑、M↑ 振荡频率（估算） fo=1/2п√LC
三、石英谐振器频率稳定度 高的原因
Q值高，利于稳频 在fs ~ fp之间等效为一特殊电感（斜率陡、 利于稳频） 接入系数小
四、晶体振荡器电路
⒈ 串联型晶体振荡器 ⒉ 并联型晶体振荡器 ⒊ 泛音晶体振荡器
⒈ 串联型晶体振荡器
将晶体作为一个短路元件串接在正反馈支
路中，工作在晶体的串联谐振频率上，称
三、三点式振荡电路的判别法则
Xce 、Xbe电抗性质相同， Xcb与它们
电抗性质相反。（射同基反）
四、三点式振荡电路判别举例
高频电子线路

电工学-第四章 正弦波振荡电路


R
1 jL jC j(L 1
C
)
( R L)
.
I
L/C
R j(L 1 )
C
+ L
•
U
C
_
R
2020/4/18
24
LC并联谐振回路的选频特性
•
Z
U
•
I
L/C
R j(L
1)
C
.
I
+ L
•
U
C
_
R
•
当LC并联回路发生谐振时，端电压 U 与总电
流
•
I
同相，即阻抗Z表现为纯电阻性。
谐振频率
o
Uf
•
F
Uo
•
•
由以上知，放大电路产生自激振荡的条件是 U f U i
••
•
则
AuF
Uo
•
U
•
f
U
•
f
1
Ui Uo Ui
2020/4/18
7
自激振荡
总结出自激振荡的条件：
（1）相位平衡条件
反馈电压
•
U
f
与输入电压
•
U
i
同相位，形成正反馈
（2）幅值平衡条件
反馈电压与输入电压大小相等： U f U i
C2
uf
首先判断相位平衡条件，见瞬时极性
2020/4/18
35
RB1
RC
+
RB2
uf
+
ube
RE
UCC
+
C1
L
+
C2
CE

高频电子线路作业及答案(胡宴如 狄苏燕版)四章

第4章　正弦波振荡器4.1　分析下图P4.1所示电路，标明次级数圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。

[解]　(a) 同名端标于二次侧线圈的下端600.87710Hz 0.877MHzf ===⨯=(b) 同名端标于二次侧线的圈下端600.77710Hz 0.777MHzf ==⨯=(c) 同名端标于二次侧线圈的下端600.47610Hz 0.476MHzf ==⨯=4.2　变压器耦合振荡电路如图P4.2所示，已知，、、LC 360pF C =280μH L =50Q =，晶体管的、，略去放大电路输入导纳的影响，试画出振荡20μH M =fe 0ϕ=5oe 210S G -=⨯器起振时开环小信号等效电路，计算振荡频率，并验证振荡器是否满足振幅起振条件。

[解]　作出振荡器起振时开环参数等效电路如图P4.2(s)所示。

Yhe b e12略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于0Hz =0.5MHzf ==略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为5661121042.7μS502π0.51028010e oe oe o G G G G S S Q L ρω--=+=+=⨯+=⨯⨯⨯⨯⨯由于三极管的静态工作点电流为EQ I 12100.712330.6mA 3.3k EQV I ⨯⎛⎫-⎪+⎝⎭==Ω所以，三极管的正向传输导纳等于/0.6/260.023Sfe m EQ T Y g I U mA mV ≈===因此，放大器的谐振电压增益为omuo eiU g A G U -==而反馈系数为f oU j M MF j L LU ωω-=≈=-这样可求得振荡电路环路增益值为60.023203842.710280m e g M T A F G L -====⨯???由于>1，故该振荡电路满足振幅起振条件。

T 4.3　试检查图P4.3所示振荡电路，指出图中错误，并加以改正。

[解]　(a) 图中有如下错误：发射极直流被短路，变压器同各端标的不正确，构成负反f L 馈。

振荡器原理

极陡峭的电抗特性曲线。
分类：
– 并联谐振型晶体振荡器：等效为电感 – 串联谐振型晶体振荡器：等效为串联谐振回路
30
4.5.1 并联谐振型晶体振荡电路
C
C
C1
E
LJ T
C2
L1
E
C
JT
L2
B
B
C-b型电路(皮尔斯电路) b-e型电路（密勒电路）
VCC C
Cq C1
C1
E
Co Lq
JT C2
C2
rq
C L RL
3、起振条件
g n GT
4、平衡条件
g n GT
40
Vf 反馈网络F
振幅平衡条件： AF 1 相位平衡条件： A F 2n (n 0,1,2,3, )
7
二、 振荡器的起振条件
1、 平均放大倍数A
Vi
Vo
放大器A
2、 起振条件
Vf 反馈网络F
振幅起振条件： AF 1 相位起振条件： A F 2n (n 0,1,2,3, )
AF越大，起振越容易，通常取F =1/2~1/8
VC C
200pF 100pF C3 C4
0.01uF
C2 200pF
L 8uH
C5 5.1pF
C1 51pF
29
4.5 石英晶体振荡器
频率稳定度可达到10-6~10-11。 石英晶体振荡器的优点：
– 石英晶体的等效谐振回路有很高的标准性； – 石英晶体的Q值可高达数百万量级； – 在串并联谐振频率之间很窄的工作频带内，具有
1 L(C3 C4 )
❖可以通过调节C4来调节输出频率 ❖频率覆盖系数为1.6~1.8
27
例1：振荡电路如图示，它是什么类型振荡器？有何优 点？计算它的振荡频率。
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第四章 正弦波振荡器
4.1 反馈振荡器的原理 4.2 LC振荡器 4.3 振荡器的频率稳定度 4.4 LC振荡器的设计方法 4.5 石英晶体振荡器 4.7 压控振荡器
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系
高频电子线路
第 4章
1
正弦波振荡器简介
振荡器指在没有激 励信号作用的情况 下，能够将直流电 源能量转换为特定 频率和振幅的振荡 信号的电路。 振荡器的应用领域： ①在发射机中，振荡器提供载波信号； ②在接收机中，振荡器提供本地振荡信号； ③在电子测量领域中，作为各波段的正弦波信号源； ④功率振荡器在工业方面(感应加热，如微波炉)有广泛的应用。
Ub
0
Uo
振荡器达到平衡， 为稳幅振荡。A点 K=1/F。
K
反馈特性 0
A
1 F Ub
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高频电子线路
第 4章
13
(四)稳定条件
在实际电路中，振荡器存在热噪声和各种干扰(电源电压、 温度、湿度等因素的变化)。热噪声和干扰虽然是起振的原 始信号，但是振荡电路达到平衡状态后，热噪声和干扰叠 加在平衡值上，引起振荡信号振幅和相位的波动，使振荡 器偏离平衡状态。 如果振荡器能自动返回原来的稳定状态，则为稳定平衡，否 则为不稳定平衡。
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 4章 2
正弦波 振荡器
正弦波 振荡器
放大器与振荡器的异同
不同之处 有激励 放大器 信号 无激励 振荡器 信号 相同之处 输出信号随激励信 号的变化而变化 直流能量转换 输出周期性等幅振 为交流能量 荡信号
振荡器的分类
①按工作原理分：反馈型和负阻型振荡器等； ②按输出振荡波形分：正弦波和非正弦波振荡器等； ③按选频网络分：LC振荡器、晶体振荡器和RC振荡器等。
当某外因干扰使相位变化，如 f 增 加，要保持平衡， LC 回路提供一个 新平衡点 2 ，使振荡频率升高。当 外因干扰消失后，频率将恢复到原 平衡点1。 由前述可知，环路 相移 φT(jω) 的相位稳 定条件为
输入Δφ(Ui)>0 在ω=ω1附近 存在负斜率
L, －( f＋ F ′) L
1 上 T j1 1, K u j1 ，
表明即使没有外加信号，即Us(jω1)=0，也可维持振荡输出。 自激振荡的条件(平衡条件)为环路增益为1，即
T j K j F j 1
Us s
Ui s
Uo s
相位稳定条件： 正弦信号的相位 φ 和频率 ω 满足： 相位变化必然 引起频率变化:
d dt
频率变化必然 引起相位变化:
dt
振荡器在ω=ω1时，满足相位平衡条件： T L f F ' 0 φL为谐振回路相移；φf为正向传输导纳相移；φF′为反馈网络相移。
FT
π
O
电冲击(阶跃信号)及其频谱

热噪声是大量运动电子产生的电压脉冲之和，每一个电子产生 的脉冲电压持续时间约为10-12~10-14秒，接近于冲激信号。
f t
1
O
FT t 1
t
F
1
O
热噪声(白噪声)及其频谱
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路
U i' s
T j 1, U i' j U i j , 增幅振荡 ' 减幅振荡 T j 1, U j U j , i i
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 4章 7
平衡条件：T j K j F j 1 ，可以分为 振幅平衡： T j K F 1 K 相位平衡： T K F 2nπ, n 0,1, 2, 若 U o U c , U i U b ，则
钟摆的振荡
以便获得稳定的振幅(平衡条件) ； ③当外界条件发生改变时，恢复到平 衡状态的能力(稳定条件)。
钟摆在地面上的投影
振荡电路的形成：能量转换(LC回路)，能量补充(晶体管)， 电路稳定(负反馈)等。
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 4章 5
(一)反馈振荡器的原理分析
i iA
即环路增益T(jω)在平衡点A具有负斜率：
B为不稳 定平衡点
0
U i U iA
Ui
K j 0 U i U U
i iA
反馈网络为线性网 络，反馈系数F(jω) 不随输入信号变化。
Uf
B 点为不稳定平衡点： U i T 1 U o U f U i U i T 1 U o U f U i
Uo s K s U i s K s Ku s ' ' U s U s U s U 1 s i i i s Ui s 放大倍数：
K s K s K s ' Ui s Uo s 1 F s K s 1 T s 1 Uo s Ui s T(s)称为环路增益
偏置逐 渐变负， 振幅逐 渐变大， 最终达 到平衡。
相位起振：T f L F 2nπ, n 0,1, 2,A点时|T(jω)|=1，
放大器增 益在起振 到平衡的 过程中， 逐渐由T>1 变为T=1。
Uo 放大特性 A
反馈网络是无 源线性网络， 在起振到平衡 的过程中，反 馈系数不变化。

第 4章 10
电冲击和热噪声频谱很宽，为选频网络进行选频提供可能性。
初始微 小宽谱 电压
1 O
振荡器的起振过程
π
O

谐振回路 及幅频特性

U i' 0
反馈电压频 谱，在谐振 频率处最大
①接通电源时，产生广谱扰动信号Us； ②放大器放大，选频输出，放大信号；
输出(反馈) 电压波形
③反馈网络正反馈输出信号，信号得到加强，信号经多次正反馈； ④输出信号幅值达到一定值时，放大器增益下降，维持平衡。
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 4章 12
偏置逐渐为负值， 为C类放大器。
振荡器由增幅振荡过渡到稳幅振荡，由放大器非线性完成。 初始振荡过程中，输出幅度不断增 加，即为振荡器为增幅振荡，要求 起振条件：T j K j F j 1 振幅起振： T j Yf RL F 1
N 干扰和噪声引起的相位与频率的变化满足：
0。
1
为保持平衡点相位稳定，振荡器必须能够补偿干扰和噪声引起 的相位变化，即环路相移φT在ω=ω1附近存在负斜率:
T
0
1
高频电子线路
与外界相位/频 率的变化趋势 相反
第 4章 16
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0
1 2
－( f＋ F ′) －

反馈Δω(Uf)<0
T

1
L f F '
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f L F ' , L

斜率越陡，稳频效果越好。
1
高频电子线路
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 4章 11
初始偏置为正值， 为A类放大器。 起振过程很短 暂，一般在几 百ms内完成。
起振时，振荡器为小信号 谐振放大器，工作于线性 区(A类)，T(jω)>1。
平衡稳定状态时工作于非 线性区(丙类) ，T(jω)=1。 随着输入(反馈)电压Ui的增加， 进入到截止区和饱和区；进入非 线性状态，T(jω)逐渐减小。 起振物理过程
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 4章
U i' s F s Uo s
6
用s=jω代入，可得稳态传输系数和环路增益：
K u j K u s s j
若在某一频率
K s K j 1 T s s j 1 T j
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 4章 9
振荡器在实际应用时，输入信号 U s j 0。 振荡信号的初始来源：振荡器在接通电源时不可避免地存在的 电冲击(理论上为阶跃信号)及各种热噪声。
1
O
(三)振荡器的起振条件
U
u t
t
1 u (t ) π j
L
0
1
17
第 4章
振荡器相位稳定条件由 并联 谐振回路相频特性 实现的，
|zp|/R0 1 1/ 2 Q1>Q2 Q1 Q2
L 品质因数Q值越高，
越大，相位稳定性越好。
0
0
并联谐振回路等效电路、相频及幅频特性
振荡器振荡频率 1 与 LC 并联回路的谐振频率 0 相差极小，在工 程上，认为二者近似相等：1≈ 0 。 反馈振荡器能够产生等幅、持续的振荡，必须满足起振条件、 平衡条件和稳定条件，每一条件均包含振幅条件和相位条件。
稳定平衡存在 与外界变化趋 势相反的内部 机制
振荡器稳定条件包括振幅稳定条件和相位稳定条件。
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 4章 14
振幅稳定条件：振荡器在平衡点A具有阻止振幅变化的能力，
K j F j T j U i U U U i
Us s
Ui s
Uo s
反馈型振荡器是由 放大器 和 (正 ) 反馈网络 组成的闭合环路。
U i' s