三点式振荡电路

四川信息职业技术学院·电子工程系任务3.2LC正弦波振荡器3.2.1LC正弦波振荡器3.2.2三点式振荡电路四川信息职业技术学院·电子工程系本讲导航教学内容LC正弦波振荡器教学目的1.掌握LC并联谐振特性；2.掌握变压器反馈式LC正弦波振荡器的分析判断方法；3.掌握三点式振荡电路的组成原则；4.掌握电容\电感三点式振荡器的分析判断方法；5.理解电容\电感三点式振荡器的特点。四川信息职业技术学院·电子工程系教学重点教学难点三点式振荡电路的组成原则1、变压器反馈式LC正弦波振荡器的分析判断方法；2、电容\电感三点式振荡器的分析判断方法。四川信息职业技术学院·电子工程系§3.2.1LC正弦波振荡器选频网络采用LC谐振回路的反馈式正弦波振荡器，称为LC正弦波振荡器，简称LC振荡器。LC振荡器常用分立元件组成。产生的正弦信号的频率较高（几十千赫到1000兆赫左右）。LC振荡器中的有源器件可以是三极管、场效应管，也可以是集成电路。按照反馈耦合网络的不同，LC振荡器可分为变压器反馈式振荡器和三点式振荡器。四川信息职业技术学院·电子工程系一.变压器反馈式LC正弦波振荡器变压器反馈式振荡器又称互感耦合振荡器。由谐振放大器和反馈网络两大部分组成。在这类振荡器中，LC并联回路中的电感元件L是变压器的一个绕组，变压器的另一个绕组则作为振荡器的反馈网络。四川信息职业技术学院·电子工程系电路交流通路（1）放大电路是共射极接法CCeCbReR1R2V+VCCL1L2RLCVL1L2RLLL①②③四川信息职业技术学院·电子工程系1.组成谐振放大器由晶体管、偏置电路、选频网络LC组成。Cb为隔直耦合电容，Ce为发射极旁路电容。通过L2L互感耦合，将L2上的反馈电压加到放大器输入端。通过L1L互感耦合，在负载RL上得到正弦波输出电压。2.相位条件LC并联电路在谐振时是纯阻性的，φA=180o。相位平衡条件，必须要求φF=180o。因此，与晶体管集电极相连的变压器绕组端①和与基极相连的绕组端点③必须互为异名端。或引入一个正反馈.电路分析：1.三大组成;2.是否有放大作用;3.是否满足相位条件.四川信息职业技术学院·电子工程系共基接法中，φA=0o，因此，为了满足相位平衡条件，必须有φF=0o。这样，与集电极相连的绕组端点①和与射极相连的绕组端点③必须互为同名端。（2）放大电路是共基极接法CCeCReR1R2V+VCCL1L2RLLb①③四川信息职业技术学院·电子工程系（1）相位条件──正反馈的瞬时极性法判断：根据放大电路的组态（是共射极还是共基极；如果是集成运放就要看反相输入还是同相输入），决定放大电路输出端（集电极）和输入端（基极或射极）所连接的变压器绕组的端点应为异名端还是同名端。（2）振荡频率2.相位平衡条件的判断和振荡频率（3）变压器反馈式振荡器的工作频率不宜过低或过高，一般应用于中、短波段（几十KHz到几十MHz）。LCf210四川信息职业技术学院·电子工程系（2）调频方便，调频范围较宽。只要将谐振电容换成一个可变电容器就可以实现调节f0的要求，调频范围较宽。（1）变压器反馈式LC振荡电路利用变压器作为正反馈耦合元件，它的优点是便于实现阻抗匹配，因此振荡电路效率高、起振容易。但要注意变压器绕组的主、次级单间的极性同名端不可接错，否则成为负反馈，电路就不起振。3.电路特点四川信息职业技术学院·电子工程系1.三点式振荡电路的组成原则三点式振荡电路的一般形式§3.2.2三点式振荡电路三点式：振荡管的三个电极分别与振荡回路中的电容C或电感L的三个点相连接。四川信息职业技术学院·电子工程系Xbe与Xce是同类电抗(即同为容抗或感抗)，则Xcb与Xce、Xbe为异类电抗。“射同基反”观察到两个电容或电感的抽头接晶体管的发射极，则正反馈条件一定满足，也可以此作为判断满足相位条件的依据。若是场效应管则满足:“源同栅反”的原则.由此我们可以从三个角度去判断三点式相位条件的满足情况:正反馈、三点式振荡器的原则、构成三点式振荡器的原则2..nfa四川信息职业技术学院·电子工程系三点式振荡电路＋－＋－C1C2iUfUoUL＋－＋－L1L2iUfUoUCVV(a)(b)四川信息职业技术学院·电子工程系(1)电路结构电路交流通路2.电容三点式振荡器(考毕兹振荡器)四川信息职业技术学院·电子工程系电容三点式振荡器又称为考毕兹振荡器，图中，L和C1、C2组成振荡回路，反馈电压取自电容C2的两端，C3和Ce均对高频旁路；高频扼圈Lc构成集电极的直流通路，而对高频信号可视为开路，Lc有时也可用电阻Rc代替。图(b)为该振荡器的交流通路。由于三极管的三个电极分别与C1、C2的三个引出点相接故称为电容三点式振荡器。四川信息职业技术学院·电子工程系①.相位平衡条件的判断Xcb为L，Xbe为C2，Xce为C1，故Xbe与Xce是同类电抗(即同为容抗)，则Xcb与Xbe、Xce为异类电抗。满足三点式振荡器的组成原则，满足相位平衡条件。或用瞬时极性法判断是否有正反馈，或②.振荡频率LCf210式中：C为C1、C2的串联等效电容，即（2）相位平衡条件的判断和振荡频率2..nfa四川信息职业技术学院·电子工程系①.输出波形好。由于反馈电压取自电容Ｃ２的两端，它对高次谐波的阻抗小，故ＬＣ回路中的高次谐波反馈很弱，因而输出电压中谐波成分很小，输出波形好。②.加大回路电容可提高振荡频率稳定度。由于不稳定电容（如管子的输入和输出电容）和外接的回路电容相并联，所以适当加大回路电容量，可减弱不稳定电容对振荡频率的影响，从而提高频率稳定度。③.振荡频率较高。若为外接回路电容，直接利用管子的输入和输出电容作为回路电容，则振荡频率可以很高，可达到几百到上千兆赫．但频率不稳定。（3）电容三点式振荡器的特点四川信息职业技术学院·电子工程系④.调整频率不方便。因为若通过改变某一电容来改变振荡频率时，反馈系数也跟着改变，从而导致振荡器工作状态的变化，因此这个电路只适于作固频振荡器；在电路形式上改进为改进型电容三点式振荡器F=C1/C2四川信息职业技术学院·电子工程系电容三点式振荡器的性能较好，但存在下述缺点：调节频率会改变反馈系数，管子的输入电容Cie(Cbe)和输出电容Coe(Cce)对振荡频率的影响限制了振荡频率的提高。为此，设计出了改进型电容三点式振荡器，它有串联型和并联型两种。改进型电容三点式振荡器四川信息职业技术学院·电子工程系1)串联改进型振荡电路VC1C2LC3ReRb2CbRb1Rc(a)UCCLC3C1C2CbeCceVCcb(b)该电路的特点是在电感支路中串接一个容量较小的电容C3。此电路又称为克拉泼电路。满足C3《C1和C3《C2与电容三点式振荡器相比，克拉泼振荡器仅在回路中多加一个与L串联的电容C3，串联改进型电容三点式振荡器由此得名。四川信息职业技术学院·电子工程系判断克拉泼电路满足振荡的相位平衡条件。031122fLCLCCie和Coe对fo几乎无影响。这是由于fo主要由小电容C3和L决定。调节C3改变振荡频率时，不影响反馈系数；而调节反馈系数时，对振荡频率也无影响。换而言之，克拉波振荡器的振荡频率与反馈系数可分别独立调节，这就消除了电容三点式振荡器的缺点。克拉波振荡器虽然频率稳定高，但是在波段内输出幅度不均匀，波段覆盖系数小，因此只适合于作固频振荡器。F=C1/C2四川信息职业技术学院·电子工程系2)并联改进型电容三点式振荡器为克服克拉波振荡器的缺点，可采用图所示的并联改进型电容三点式振荡器。该振荡器又称为西勒振荡器，它与克拉波振荡器不同之处仅存在于回路电感L两端并联了一个可变电容，仍满足固定C3《C1和C3《C2通常,C3、C4为同一数量级的电容，故回路总电容CΣ≈C3+C4。西勒电路的振荡频率为03412()fLCCF=C1/C2四川信息职业技术学院·电子工程系VC1C2LC3ReRb2CbRb1RcC2C4(a)UCCLC3C1C2CbeCceVC4(b)与克拉泼电路相比，西勒电路不仅频率稳定性高，输出幅度稳定，频率调节方便，而且振荡频率范围宽，振荡频率高，因此，是目前应用较广泛的一种三点式振荡电路。四川信息职业技术学院·电子工程系(1)电路结构电路交流通路3.电感三点式振荡器(哈特莱振荡器)CCeCbReRb1Rb2VL1CVL1L2L2+VCC四川信息职业技术学院·电子工程系电感三点式振荡器又称为哈特莱（HARTLEY）振荡器，图中，L是具有抽头的电感线圈，L和C组成振荡回路，反馈电压取自L的一部分L2的两端，Cb和Ce均对高频旁路。图(b)为该振荡器交流通路，由图可见，管子的输出端和输入端都采用部分接入LC回路的方式。由于三极管的三个电极分别与电感L的三个引出点相接，故称为电感三点式振荡器。四川信息职业技术学院·电子工程系①.相位平衡条件的判断Xcb为C，Xbe为L2，Xce为L1，故Xbe与Xce是同类电抗(即同为感抗)，则Xcb与Xbe、Xce为异类电抗。满足三点式振荡器的组成原则，满足相位平衡条件。或用瞬时极性法判断是否有正反馈，或②.振荡频率LCf210式中：L＝L1＋L2＋2M（M为L1和L2间的互感，不考虑互感时M＝0）。(2)相位平衡条件的判断和振荡频率2..nfa四川信息职业技术学院·电子工程系①.振荡波形较差。由于反馈电压取自L2的两端，它对高次谐波的阻抗大，故对LC回路中的高频谐波反馈较强，因而输出电压中谐波成分多，输出波形差。②.振荡频率较低。由于L1和L2的分布电容及管子的输出、输入电容分别并联在L1和L2的两端，使振荡频率较高时反馈系数减小，不满足起振条件。所以它用在几十兆赫以下的电路中。③.由于起振的相位条件和幅度条件很容易满足，所以容易起振。输出电压幅度较大。④.调整方便。C采用可变电容后很容易实现振荡器频率在较宽频段内的调节，且调节频率时基本上不影响不反馈系数。(3)电感三点式振荡器的特点2211LMNFLMN四川信息职业技术学院·电子工程系本讲小结1.变压器反馈式振荡器又称互感耦合振荡器。由谐振放大器和反馈网络两大部分组成。放大电路可以是共射极接法或共基极接法，振荡频率，电路效率高、起振容易，调频方便，调频范围较宽。2.三点式振荡器分为电感三点式和电容三点式两种基本形式。3.电容三点式振荡器，输出波形好、加大回路电容可提高振荡频率稳定度、振荡频率较高、调整频率不方便。4.电感三点式振荡器，振荡波形较差、振荡频率较低、容易起振、调整方便。四川信息职业技术学院·电子工程系本讲作业教材P895-4、5-6四川信息职业技术学院·电子工程系LC振荡电路实验电路四川信息职业技术学院·电子工程系LC振荡电路实验电路