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§3.4 LC振荡电路(LC Oscillator CirCuits) §3.4 LC振荡电路(LC Oscillator CirCuits) 二 电容反馈三点式振荡器(Colpitts Oscillators) 三,电感三点式振荡器(Hartly Oscillators) 四,两种改进型的电容反馈振荡器 四,两种改进型的电容反馈振荡器 §3.5 振荡器的频率稳定性 §3.5 振荡器的频率稳定性 §3.5 振荡器的频率稳定性 * 一 构成LC振荡器的基本原则 二 电容反馈三点式振荡器 三 电感三点式振荡器 四 两种改进型的电容反馈振荡器 返回 I 返回 I I I I 返回 + VC - + V’b - I + VC - - V’b + I + VC - 返回 I I I I - V’b + 返回 I + VC - - Vb + I 返回 两种振荡器电路比较： （1）电容反馈型电路的优缺点： 优点：由于输出端和反馈电路是电容，对高次谐波电抗小，振荡波形更接近正弦波。振荡频率可较高。 缺点：用两个电容调节频率不方便。（又要 不变）振荡器的振幅不稳定。 （2）电感反馈型电路的优缺点： 优点：用一个电容可方便调节频率。 缺点：由于反馈电路是电感，振荡波形含有高次谐波多。 振荡频率不高。 电容反馈型三点式振荡电路的振荡波形更接近正弦波。振荡 频率可较高。有什么问题？ 反馈系数F则只有一段范围内较合适。F过小，反馈不足， 回路能量的补充不足以弥补回路的损耗，使振荡最终不能 建立；F过大，输入电路与回路耦合过紧，使Q值降低，增 益减小，环路负载过重，振荡也难以发生。 晶体管的输出输入电容影响振荡频率。 晶体管的等效电阻 、 的影响回路的Q值，从而影 响振荡频率。 影响反馈系数F与振荡频率的因素都是 和 。 改进办法： 把决定振荡频率的主要元件与决定反馈系数F的主要元件分开。 振荡频率不受晶体管的输出输入电容影响。 返回 Ro RL 返回 （1）长期频率稳定度（长稳） 观测时间为一天以上的稳定度称为长期频率稳定度。一般高精 度的频率基准、时间基准（如天文观测台、国家计时台等）均 采用长期频率稳定度来计量频率源的特性。 （2）短期频率稳定度（短稳） 观测时间在一天以内如以小时计量的频率稳定度。大多数电子 设备和仪器均采用短稳来衡量。 （3）瞬时频率稳定度（秒级频率稳定度） 瞬时频率稳定度用于衡量秒或毫秒时间内频率的随机变化。 这些变化均由设备内部噪声或各种突发性干扰所引起。 举例：LC 普通信号 中波 短波 电视 标准信号 原子钟 振荡器 发生器 广播台 通信机 发射台 发生器 频率标准 放大器 LC选频 反馈网络 vi Ic1 ZL vo v’i ? ? ? ? ? ? ? Q ? ? 返回 继续 * 所以有: 其中 起振条件分析 分析起振条件时可以利用高频小信号放大器的分析法. 如右图为小信号微变等效电路,如果忽略 且由于 (即忽略与的相移)而回路线圈的损 耗及负载用’等效 电路结构 直流偏置电路决定了起 振时电路的工作点,当振荡以 后Re,Ce构成自给偏压电路, Lc阻流圈可以用一个大电阻 代替,防止电源对回路旁路. （2）交流等效电路 典型的电容三点式振荡电路.满足相位平衡条件,只要适当选取C1与C2的比值,并使放大器有足够的放大量,电路就能产生振荡. 1,反馈系数F |F|=== 2,放大器的放大倍数|| 因为||= 而 其中为折合到放大器输出端的等效电阻,而为折合系数. 代入起振条件: 振荡频率 振荡频率一般可以利用相位平衡条件求解: 即令 的相位差为0 令上式虚部为零,可得: 电路结构 其交流等效电路及起振时的小信 号高频电路如右下图所示 注意其中高频小信号等效电路忽略了和及对电路的影响,另外, 起振条件分析: 忽略对回路的影响时,反馈系数为: 即: 由起振条件 有: 振荡频率 令的虚部为零 即可求出振荡频率: 而其中: 一般 而当时. 有 电感反馈振荡器:反馈系数F=KF的改变可通过改变线圈抽头位置实现,但振荡频率比较低,产生振荡波形不如电容三点式振荡器. 电容反馈振荡器:反馈系数F=KF改变必须改变C1与C2的比值,振 荡频率较高,电压波形较好. 1 Clapp Oscilltor 右图为Clapp振荡器的实际电路和等效电路,它是在原电容三点式振荡器中,用L,C3的串联电路代替原来的L而构成,C3和L的串联电路在振荡频率上等效为一个电感,仍属于电容反馈型电路,振荡回路的总电容为: 由于一