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正 弦 振 荡 电 路
文 章 来 源 : 电 子 技 术
在 电 子 工 程 中 , 常 常 用 到 正 弦 信 号 , 作 为 信 号 的 源 的 振 荡 电 路 , 主 要 的 要 求 是 频 率 准 确 度 高 、
频 率 稳 定 性 好 、 波 形 失 真 小 和 振 幅 稳 定 度 高 等 , 但 对 高 频 能 源 的 振 荡 电 路 有 以 下 几 种 :
(1)LC 振 荡 电 路 : 它 适 用 于 几 十 千 赫 至 几 百 兆 赫 的 频 率 范 围 ( 高 频 率 和 超 高 频 )
(2)RC 振 荡 电 路 : 适 用 于 声 频 和 超 声 频 范 围 ( 从 几 赫 至 1 赫 )
(3) 晶 体 振 荡 电 路 : 用 于 生 产 频 率 稳 定 度 较 高 的 振 荡 电 路 , 频 率 低 于 3 千 赫 时 常 用 音 叉 振 荡
电 路 代 替 , 而 频 率 高 于 几 十 兆 赫 时 常 用 泛 音 晶 体 振 荡 电 路 , 随 着 集 成 化 技 术 的 发 展 , 已 有 多
种 晶 体 振 荡 器 的 集 成 电 路 , 如 国 产 的 ZWB-1 和 ZWB-2 型 等 。
相 位 和 振 幅 平 衡 条 件 :
反 馈 式 的 振 荡 电 路 主 要 是 由 基 本 放 大 器 和 反 馈 网 络 组 成 , 如 图 91 所 示 , 因 此 , 振 荡 电 路 实 际
上 是 一 个 闭 环 的 正 反 馈 电 路 , 其 闭 环 增 益 为 :
Kf=Uf/Ui=KF=
要 使 电 路 产 生 振 荡 , 则 必 须 反 馈 电 压 Uf 和 输 入 电 压 Ui 同 相 , 所 以 本 位 平 衡 条 件 为
Φk+Φf=2nπ------------------------------------ 式 一
(n=0,1,2,........
而 且 , 要 求 |Uf|≥|Ui|, 所 以 振 幅 平 衡 条 件 为 :
KF≥1----------------------------------------- 式 二
如 果 满 足 了 这 两 个 平 衡 条 件 , 则 电 路 产 生 振 荡 , 由 于 振 荡 器 的 晶 体 管 工 作 在 非 线 性 区 域 , 所
以 包 含 了 丰 富 的 谐 波 成 分 , 而 只 有 某 一 频 率 才 能 满 足 上 述 的 两 个 平 衡 条 件 , 从 而 产 生 了 单 一
频 率 的 正 弦 振 荡 。
图 1
一 、 变 压 器 反 馈 式 振 荡 电 路
图 2
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图 2(a) 为 变 压 器 反 馈 振 荡 电 路 , 其 正 反 馈 过 程 是 : 若 输 入 Ui 为 上 正 下 负 , 对 于 振 荡 频 率 ,
回 路 谐 振 的 并 联 阻 抗 为 电 阻 性 , 所 以 输 出 电 压 Uo 与 Ui 反 相 , 即 Uo 为 上 负 下 正 , 由 于 同 名
端 决 定 了 Uf 为 上 正 下 负 ,Uf 正 好 与 Ui 同 相 , 只 要 晶 体 管 的 β 足 够 大 和 变 压 器 的 匝 数 比 合 适 ,
电 路 一 定 能 够 振 荡 , 还 可 以 证 明 电 路 的 起 振 条 件 和 振 荡 频 率 分 别 为 :
β≥rbeRC/M------------------------ 式 3
f≈1/2π ----------------------- 式 4
式 中 :rbe 为 基 极 与 射 极 度 之 间 的 交 流 等 效 电 阻 ,R 为 次 级 折 算 到 初 级 的 等 效 电 阻 ,M 为 互 感
系 数 。
二 、 三 点 式 振 荡 电 路
1、 三 点 式 电 路 相 位 条 件 的 判 别 法
图 3(a) 为 三 点 式 振 荡 器 的 交 流 等 效 电 路 , 从 相 平 衡 条 件 可 以 推 论 出 : 凡 与 晶 体 管 发 射 极 相
接 的 电 抗 Xbe、Xce 应 性 质 相 同 , 而 不 与 发 射 极 连 接 的 另 一 电 抗 元 件 ,Xcb 的 性 质 应 与 前 两
者 相 反 。
可 以 从 相 量 图 来 检 查 上 述 结 论 的 正 确 性 , 设 Xbe、Xce 为 容 性 ,Xcb 为 感 性 ; 因 振 荡 时 回 路
谐 振 于 振 荡 频 率 , 回 路 呈 电 阻 性 : 所 以 Uo、Ui 反 相 及 Ic、IL 反 相 ; 又 因 Xbe、Xce 为 容 性 ,
故 IC 比 UO 超 前 90 度 。 因 Xcb 为 感 性 , 所 以 Uf 比 IL 滞 后 90 度 , 其 相 量 图 如 图 3(b) 示 ,
从 图 可 见 ,Uf 与 Ui 同 相 , 上 述 结 果 得 到 证 明 。
图 3 图 4
2、 电 容 三 点 振 荡 电 路 ( 考 毕 兹 电 路 )
图 4(a) 为 三 点 振 荡 电 路 及 其 交 流 等 效 电 路 , 从 图 4(b) 看 出 , 与 发 射 极 相 接 为 电 容 , 集 电
极 与 基 极 之 间 接 电 感 , 服 从 于 共 射 三 点 振 荡 电 路 对 电 抗 性 的 要 求 , 故 能 振 荡 , 该 电 路 的 起 振
条 件 和 振 荡 频 率 为 :
β≥C2/C1---------------------------------- 式 5
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f≈-(1)/ -------------------------- 式 6
一 般 反 馈 系 数 F=C1/C2 取 0.5-0.01 之 间 , 由 于 该 电 路 的 输 入 端 接 电 容 , 而 容 抗 又 随 频 率 增 加
而 减 小 , 所 以 输 入 电 压 中 的 高 次 谐 波 分 量 将 明 显 地 受 到 抑 制 , 使 输 出 波 形 良 好 , 该 电 路 的 缺
点 是 : 用 调 节 电 容 来 改 变 频 率 时 , 会 使 反 馈 系 数 改 变 , 所 以 通 常 用 改 进 型 的 电 容 三 点 振 荡 电
路 。
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