模拟电子线路课件：第10章正弦波振荡器.ppt

1、第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器补充讲义补充讲义第第1010章章 正弦波振荡器正弦波振荡器第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器在没有输入信号的条件下，能够自行产生一定在没有输入信号的条件下，能够自行产生一定幅度、一定频率的输出信号的电路。幅度、一定频率的输出信号的电路。 振荡电路的定义：振荡电路的定义： 振荡电路的特点：振荡电路的特点： （1）不需要输入信号控制，与电压放大器不同。）不需要输入信号控制，与电压放大器不同。（2）属于信号发生电路，不属于信号处理电路。）属于信号发生电路，不属于信号处理电路。 振荡器振荡器正弦波振荡器正弦波振荡器非正弦波振荡器非正弦波振荡器（三角波、方波、锯

2、齿波等）（三角波、方波、锯齿波等）第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器图图10.1 反馈放大器反馈放大器 10.1 振荡的基本原理振荡的基本原理 AFiUiUfUOUFAAUUAiof1FjofFeUUFAjioAeUUA第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器产生正弦波振荡的过程产生正弦波振荡的过程 当当K接在接在1端时，端时， ,如果使反馈电压如果使反馈电压 ,此时将此时将K接到接到2端，用反馈电压代端，用反馈电压代替替输入电压，则输出电压维持不变。这时放大电输入电压，则输出电压维持不变。这时放大电路就转变成了自激振荡电路。路就转变成了自激振荡电路。ioUAU ifUU 由放大到振荡的示意

3、框图由放大到振荡的示意框图放大电路放大电路 反馈网络反馈网络 oU fU iU 1 1 2 2 iUK第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器事实上，凡是振荡电路，均没事实上，凡是振荡电路，均没有外加输入信号，那么，电路接通有外加输入信号，那么，电路接通电源后是如何产生自激振荡的呢？电源后是如何产生自激振荡的呢？放大电路放大电路 反馈网络反馈网络 oUfUiU1 2 iU第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器放大电路放大电路 反馈网络反馈网络 oU fU iU 1 1 2 2 iU 1、由于在电路中在接通电源的瞬间、由于在电路中在接通电源的瞬间,存在一个电压或电流的存在一个电压或电流的突变扰动信

4、号突变扰动信号, 这个扰动信号可用傅氏级数展开成一个直流这个扰动信号可用傅氏级数展开成一个直流和多次谐波的正弦波叠加。和多次谐波的正弦波叠加。2、电路本身具有选频、放大及正反馈能力，电路会自动从、电路本身具有选频、放大及正反馈能力，电路会自动从扰动信号中选出适当的振荡频率分量，经正反馈，再放大扰动信号中选出适当的振荡频率分量，经正反馈，再放大，再正反馈，使，再正反馈，使 ，即，即 ，从而使微弱的，从而使微弱的振荡信号不断增大，自激振荡就逐步建立起来。振荡信号不断增大，自激振荡就逐步建立起来。ifUU 1 |FA|第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器一个正弦波振荡电路应由以下几个部分组成：一个

5、正弦波振荡电路应由以下几个部分组成： (1)放大电路。放大电路。放大部分使电路有足够的电压放大倍放大部分使电路有足够的电压放大倍数数 ，从而满足自激振荡的幅值条件。，从而满足自激振荡的幅值条件。 A(2)正反馈网络。正反馈网络。它将输出信号以正反馈形式引回到它将输出信号以正反馈形式引回到输入端，以满足相位条件。输入端，以满足相位条件。(3)选频网络。选频网络。由于电路的扰动信号是非正弦的，它由于电路的扰动信号是非正弦的，它由若干不同频率的正弦波组合而成，因此要想使电由若干不同频率的正弦波组合而成，因此要想使电路获得单一频率的正弦波，就应有一个选频网络，路获得单一频率的正弦波，就应有一个选频网络

6、，选出其中一个特定信号，使其满足自激振荡的相位选出其中一个特定信号，使其满足自激振荡的相位条件和幅值条件，从而产生振荡。条件和幅值条件，从而产生振荡。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器 (4)稳幅环节。稳幅环节。一般利用放大电路中三极管一般利用放大电路中三极管本身的非线性，可将输出波形稳定在某一幅值，本身的非线性，可将输出波形稳定在某一幅值，但若出现振荡波形失真，可采用一些稳幅措施，但若出现振荡波形失真，可采用一些稳幅措施，通常采用适当的负反馈网络来改善波形。通常采用适当的负反馈网络来改善波形。 第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器（1）起振条件）起振条件为了振荡起来必需满足的条件为了振

7、荡起来必需满足的条件 由振荡的建立过程可知，为了使振荡器能够起振，由振荡的建立过程可知，为了使振荡器能够起振，起振之初反馈电压起振之初反馈电压Uf与输入电压与输入电压Ui在相位上应同相在相位上应同相（即为正反馈）；在幅值上应要求（即为正反馈）；在幅值上应要求UfUi，即：，即： oUfU iUAF振幅起振条件：振幅起振条件：AF 1(使信号逐渐增大使信号逐渐增大)相位起振条件：相位起振条件：A+ F=2n（正反馈）（正反馈）第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器振幅平衡条件：振幅平衡条件：AF =1(使信号稳幅振荡使信号稳幅振荡)相位平衡条件：相位平衡条件：A+ F=2n（正反馈）（正反馈）为

8、维持等幅振荡所需满足的条件为维持等幅振荡所需满足的条件（2）平衡条件）平衡条件 oUfU iUAF第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器判断电路是否产生正弦波振荡的步骤：判断电路是否产生正弦波振荡的步骤：（1）是否为正反馈）是否为正反馈（2）是否有选频网络，且选频网络是否满）是否有选频网络，且选频网络是否满足相位条件足相位条件（3）是否）是否AF1（4）是否有稳幅电路）是否有稳幅电路（5）是否满足稳定条件。）是否满足稳定条件。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器R2c1R1R5R4R6RLC1Uf.R3C3V1V2c2C2UoUCCUi.反馈网络e1b1+iU判断下面电路是否能产生正弦波振荡

9、：判断下面电路是否能产生正弦波振荡：无选频网络无选频网络第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器R2c1R1R5R4R6RLC1Uf.R3C3V1V2c2C2UoUCCUi.反馈网络e1b1+iU判断下面电路是否能产生正弦波振荡：判断下面电路是否能产生正弦波振荡：选频网络无法实现选频选频网络无法实现选频第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器R2c1R1R5R4R6RLC1Uf.R3C3V1V2c2C2UoUCCUi.反馈网络e1b1+iU判断下面电路是否能产生正弦波振荡：判断下面电路是否能产生正弦波振荡：可以产生正弦波振荡可以产生正弦波振荡第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器根据选频网络不同，

10、振荡器的分类：根据选频网络不同，振荡器的分类：（1）RC振荡器振荡器（2）LC振荡器振荡器（3）石英晶体振荡器）石英晶体振荡器第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器10.2 RC正弦波振荡器正弦波振荡器10.2.2 RC选频振荡器选频振荡器 选频网络由选频网络由RC网络实现。网络实现。ARCCRUfUoRftUitR1ARCRfR1RC(a)(b)图图3.22 文氏电桥振荡器文氏电桥振荡器 第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器UoRCCRUf(a)01RC13H(0(9090(b)(c)图图10.20 RC串并联网络串并联网络 首先讨论正反馈网络：首先讨论正反馈网络：CRCRjCRjRCjR

11、CRjRCjRCjRCjRUUFOF131111111第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器UoRCCRUf(a)01RC13H(0(9090(b)(c)图图10.20 RC串并联网络串并联网络 CRCRjUUFOF131RC10ooOFjUUF31令：令：第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器幅频特性和相频特性表达式为幅频特性和相频特性表达式为 4210 313210 912.arctan)(.)(FooFoo RCo1 其中其中UoRCCRUf(a)01RC13H(0( 90 90(b)(c)RC10图图3.21 RC串并联网络的频率特性曲线串并联网络的频率特性曲线 振荡角频率振荡角频率为

12、：为：RCog1 第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器ARCCRUfUoRftUitR1ARCRfR1RC(a)(b)将正反馈环断开得到开环电路：同相放大器将正反馈环断开得到开环电路：同相放大器11RRAf 根据振幅起振条件根据振幅起振条件AF 1 ：131 A得到：得到：A312RRf因此：因此：第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器ARCCRUfUoRftUitR1ARCRfR1RC(a)(b)通常通常R1或者或者Rf为热敏电阻。起到外稳幅的为热敏电阻。起到外稳幅的作用：作用：R1是正温度系数是正温度系数, Rf是负温度系数是负温度系数。稳幅过程：稳幅过程：UO负反馈电流负反馈电流 T

13、R1、 Rf负反馈负反馈 UORf和和R1引入的电压串联负引入的电压串联负反馈有助于改善波形减小反馈有助于改善波形减小失真。失真。 文氏电桥振荡器信号波文氏电桥振荡器信号波形质量和稳定性好，故得形质量和稳定性好，故得到了广泛的应用。到了广泛的应用。 第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器R2V1V2R3例：电路中例：电路中V1和和V2的作用是什么？为使电路的作用是什么？为使电路起振起振R1、R2和和R3应满足什么条件？应满足什么条件？V1和和V2: 易于起振易于起振,自动稳幅。自动稳幅。R2+R32R1。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器例：下图电路能否产生正弦波振荡？说明理由例：下图电路

14、能否产生正弦波振荡？说明理由解：不能，因为解：不能，因为A=1，F=1/3，AF1,不能起不能起振。振。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器10.3 LC正弦波振荡器正弦波振荡器 LC正弦波振荡器电路构成的原则正弦波振荡器电路构成的原则 凡采用凡采用LC谐振回路作为选频网络的反馈谐振回路作为选频网络的反馈式振荡器称为式振荡器称为LC正弦波振荡器。正弦波振荡器。LC振荡电路的形式很多，按反馈网络的形振荡电路的形式很多，按反馈网络的形式来分，有变压器耦合反馈式及三点式振荡电式来分，有变压器耦合反馈式及三点式振荡电路两种。路两种。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器10.3.1 变压器耦合反馈式

15、振荡变压器耦合反馈式振荡器器选频网络：选频网络： LC并联谐振回路并联谐振回路反馈网络：变压器耦合电路。反馈网络：变压器耦合电路。相位平衡条件：依靠变压器的初次级相位平衡条件：依靠变压器的初次级线圈的同名端保证的。线圈的同名端保证的。特点：特点：第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器预备知识预备知识: LC并联谐振的选频特性并联谐振的选频特性 )CL( jRCLZ 1 (a)CIL.LRZIS.Uo.LR 通常通常LjRCj)LjR(Cj)LjR/(CjZ 111时时当当LC/o1 RCLZ 0RCLCRRLQ 001 CQLQRCLZ000 因此因此:第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器z

16、o / zQ 大Q 小1ffo(b)并联电路阻抗的幅频率特性和相频特性并联电路阻抗的幅频率特性和相频特性 90ffo电容性190电感性Q 大Q 小(c)Q值越大，值越大，R值越小，谐振时阻抗值越大，相角随频值越小，谐振时阻抗值越大，相角随频率变化的程度越急剧，说明选频效果越好。率变化的程度越急剧，说明选频效果越好。 ooooQjZjQZjZ 21100第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器TrUfUoUi(a)(b)TrUfUoUiTrUfUoUi(c)共射接法共射接法共基接法共基接法第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器 10.3.2 三点式振荡器三点式振荡器 (a)C1C2C3LRGgds

17、(b)L2C3C2C1L1(02)(01)(c)L2L3C2C1L1(01)(02)X2X3X1+_Ui=UfUO+_X1,X2,X3组成并联组成并联LC谐振网络。谐振谐振网络。谐振网络中的三个引出网络中的三个引出点分别接至三极管点分别接至三极管的三个极。因此称的三个极。因此称为三点式振荡器。为三点式振荡器。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器X2X3X1+UO+_(b)_UiUf+_讨论：讨论：X1,X2,X3放置何种电抗元件放置何种电抗元件，才能满足相位条件？，才能满足相位条件？(a)C1C2C3LRGgds(b)L2C3C2C1L1(02)(01)(c)L2L3C2C1L1(01)(0

18、2)X2X3X1+_UO+_Ui=Uf第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器X2X3X1+UO+_UiUf+_ 为了满足相位为了满足相位条件，条件，Uf与与UO呈呈反相关系。反相关系。0 OfUU0323 XXX X2、X3代表的电抗元代表的电抗元件极性必须相反。即一件极性必须相反。即一个为电容，则另一个必个为电容，则另一个必为电感。为电感。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器谐振时，谐振时，LC回路呈现纯电阻特性，即：回路呈现纯电阻特性，即：X1+X2+X3=0,因此，因此，X2+X3= X1，带入上式：，带入上式：013 XXX1与与X3的电抗特性相同。的电抗特性相同。X2X3X1+UO

19、+_UiUf+_第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器CL2L1+UO+_UiUf+_(a )RLC1C2CC1000 pFRE700 RB22 kCB0.033 FRB1*L1.3 H0.033 FEC( 15 V)2000 pF(a )RLC1C2CC1000 pFRE700 RB22 kCB0.033 FRB1*L1.3 H0.033 FEC( 15 V)2000 pF_IC电感反馈式振荡器电感反馈式振荡器 CLLg211 第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器C1C2L+UO+_UiUf+_IL电容反馈式振荡器电容反馈式振荡器21211CCCCLg 第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡

20、器三点式：三点式：电容反馈式振荡器电容反馈式振荡器电感反馈式振荡器电感反馈式振荡器(a)C1C2C3LRGgds(b)L2C3C2C1L1(02)(01)(c)L2L3C2C1L1(01)(02)LC2C1+_UO+_(a )RLC1C2CC1000 pFRE700 RB22 kCB0.033 FRB1*L1.3 H0.033 FEC( 15 V)2000 pF(a)C1C2C3LRGgds(b)L2C3C2C1L1(02)(01)(c)L2L3C2C1L1(01)(02)CL2L1+_UO+_(a )RLC1C2CC1000 pFRE700 RB22 kCB0.033 FRB1*L1.3 H

21、0.033 FEC( 15 V)2000 pF(a )RLC1C2CC1000 pFRE700 RB22 kCB0.033 FRB1*L1.3 H0.033 FEC( 15 V)2000 pF满足相位条件的原则：满足相位条件的原则：“射同基反射同基反”,射极接的是射极接的是相同性质的电抗元件相同性质的电抗元件,而基极接的是相反性质的电而基极接的是相反性质的电抗元件。抗元件。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器(a)C1C2C3LRGgds(b)L2C3C2C1L1(02)(01)(c)L2L3C2C1L1(01)(02)例：判断下面电路振荡频率例：判断下面电路振荡频率g满足何种条件，满足何种

22、条件，电路才能振荡？电路才能振荡？O2gO1gmin(O1、O2)不能振荡不能振荡第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器 10.3.2 电容三点式振荡器电路电容三点式振荡器电路图图10.25 电容三点式振荡器电容三点式振荡器 (a)电路图电路图(a)RLC1C2CC1000 pFRE700 RB22 kCB0.033 FRB1*L1.3 H0.033 FEC(15 V)2000 pF第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器 1)画出该振荡器的交流等效电路，判断其画出该振荡器的交流等效电路，判断其电路类型电路类型 (b)交流通路交流通路(b)REUiUoLRe0C1C2UfRL第第10章章 正弦波

23、振荡器正弦波振荡器 2) 求该振荡器的工作角频率求该振荡器的工作角频率g 012121gC CLCC3 )求反馈系数求反馈系数F112b eCFCCC 当当Cbefg条件下，条件下，晶体管极间电容晶体管极间电容的影响可忽略不的影响可忽略不计。振荡器的工计。振荡器的工作频率作频率121()gLL C第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器Uf Ub Uo IL IC RBRLcL1L2Cbe(b)(c)RBRLcL1L2Cerbeb+-Ui+-UfgmUi(b)交流通路交流通路)9 . 2 .10(1212LLLjILjIUUFLcof第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器 10.3.4其他其他L

24、C振荡器电路振荡器电路 1.克拉拨振荡器和席勒振荡器克拉拨振荡器和席勒振荡器图图3.13 克拉拨振荡器及交流等效电路克拉拨振荡器及交流等效电路 (a)原理图；原理图；(b)交流等效电路交流等效电路(a)(b)RLC1C2RERB2CBRB1ECRCC3LABRCC1C2RECcbBCceCbeebRe0RLLcC3A第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器图图3.14 席勒振荡器及交流等效电路席勒振荡器及交流等效电路 (a)原理图；原理图；(b)交流等效电路交流等效电路RLC1C2RELVC4C3(a)(b)RLC1C2RERB2CBRB1 ECRCLVC4C3第第10章章 正弦波振荡器正弦波振

25、荡器 2. LC差分振荡器差分振荡器 图图3.15 (a)差分振荡器原理图差分振荡器原理图CCC2LRLRBV1V2UiCC1UfC1C2UoL ECCBRBV3IoRE EE(a)第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器图图3.15 (b) 差分振荡器交流等效电路差分振荡器交流等效电路(b)CLRLV1V2UiUfC1C2Uo第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器 通过耦合电容通过耦合电容CC2输出，外负载为输出，外负载为RL。V1集电极外集电极外接的接的LC回路作为输出带通滤波器，不参与振荡器的工回路作为输出带通滤波器，不参与振荡器的工作，所以外负载不影响振荡器的工作，从而提高了振作，所以外

26、负载不影响振荡器的工作，从而提高了振荡器的稳定性。该振荡器的工作频率荡器的稳定性。该振荡器的工作频率12121gC CLCC反馈系数反馈系数 212CFCC第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器 根据起振条件根据起振条件AF1，可求得满足起振条件的恒流，可求得满足起振条件的恒流源源Io的数值范围的数值范围(3.221)RL是是V2管集电极等效交流负载电阻管集电极等效交流负载电阻,ri是是V1管的基极输入管的基极输入电阻。差分振荡器与单个晶体管的振荡器相比，有很多优电阻。差分振荡器与单个晶体管的振荡器相比，有很多优点。参见书本点。参见书本P49。FRUILTo4eoiLRFrR/2其中其中第第1

27、0章章 正弦波振荡器正弦波振荡器10.4 石英晶体振荡器石英晶体振荡器 10.4.2 石英谐振器的物理特性和电特性石英谐振器的物理特性和电特性 1. 石英谐振器的物理特性石英谐振器的物理特性 石英晶体是石英晶体是SiO2的天然晶体。的天然晶体。ZXXZ(a)(b)YYXXYXY图图3.31 晶体的形状及横断面晶体的形状及横断面 (a)晶体外形；晶体外形；(b)横断面横断面天然的石英晶体天然的石英晶体第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器图图10.29 石英谐振器的结构石英谐振器的结构 管座电极石英片 石英晶片的不同切角：通过控制石英晶片的不同切角：通过控制材料的不同切角，能够控制晶片的材料的不

28、同切角，能够控制晶片的振动速率或频率。振动速率或频率。管座电极石英片管座电极石英片第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器1）具有压电效应）具有压电效应 正压电效应是指在晶体片两个侧面上施加正压电效应是指在晶体片两个侧面上施加压力时，晶体片因为机械变形在两侧产生大小压力时，晶体片因为机械变形在两侧产生大小相等、符号相反的电荷。相等、符号相反的电荷。正压电效应是将正压电效应是将机械能转变为电能。机械能转变为电能。反压电效应是指在晶体片两个表面上施加反压电效应是指在晶体片两个表面上施加电压，晶体会产生机械振动。一般来说，机械电压，晶体会产生机械振动。一般来说，机械振动的幅度很小，但振动频率很稳定。振

29、动的幅度很小，但振动频率很稳定。反压电效应把反压电效应把电能转换成机械能。电能转换成机械能。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器当外加电压的频率等于晶体的固有频当外加电压的频率等于晶体的固有频率时，振动幅度最大，称为率时，振动幅度最大，称为谐振谐振。因此称为因此称为石英谐振器。石英谐振器。石英谐振器产生机械振动时，有基音石英谐振器产生机械振动时，有基音振动，还有各种奇次泛音振动。晶体机械振动，还有各种奇次泛音振动。晶体机械振动的泛音与电气谐波不同，电气谐波与振动的泛音与电气谐波不同，电气谐波与基波是整数倍关系可以同时存在基波是整数倍关系可以同时存在,而泛音与而泛音与基音是近似奇数倍。基音是近

30、似奇数倍。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器C0为晶片与金属为晶片与金属板之间的静电容板之间的静电容 2. 石英谐振器的电特性石英谐振器的电特性 图图3.33 石英晶体的等效电路和电抗特性石英晶体的等效电路和电抗特性(a)晶体符号；晶体符号；(b) 等效电路；等效电路；(a)(b)晶体C0Cq1rq1Lq1Cq3rq3Lq3Lq,Cq和和rq为晶片基为晶片基音或某个泛音的串音或某个泛音的串联谐振参数。联谐振参数。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器图图10.30 石英晶体的等效电路和电抗特性石英晶体的等效电路和电抗特性(c)某一频率等效电路；某一频率等效电路；感性感性容性容性容性容性(c

31、)(d )C0CqrqLqZ(j)Xe0sp220202011()1111()1sqqepqqjLCj CjXj CjLCj C 由于由于rq很小，当忽略它的影响时，等效电路两端的电抗很小，当忽略它的影响时，等效电路两端的电抗式中式中 1sqqL C称为晶体的串联谐振角频率。称为晶体的串联谐振角频率。 001pqqqC CLCC称为晶体的并联谐振角频率。称为晶体的并联谐振角频率。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器1sqqL C(d)电抗特性电抗特性CoLCRXOfsfp电感性电容性电容性f(a)(b)(c)001pqqqC CLCC因为因为C0Cq，所以，所以，fp与与fs极为接近。极为接

32、近。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器10.4.3 石英晶体振荡器电路石英晶体振荡器电路 石英晶体振荡器电路有两种：并联型石英石英晶体振荡器电路有两种：并联型石英晶体振荡器，串联型石英晶体振荡器。晶体振荡器，串联型石英晶体振荡器。 1. 并联型石英晶体振荡器并联型石英晶体振荡器 并联型石英晶体振荡器的工作原理与三点并联型石英晶体振荡器的工作原理与三点式式LC振荡器相同，只是把石英晶体当做电感振荡器相同，只是把石英晶体当做电感元件使用。元件使用。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器(a)C1C2C3LRGgds(b)L2C3C2C1L1(02)(01)(c)L2L3C2C1L1(01)(0

33、2)CL1+_UO+_(a )RLC1C2CC1000 pFRE700 RB22 kCB0.033 FRB1*L1.3 H0.033 FEC( 15 V)2000 pF(a)C1C2C3LRGgds(b)L2C3C2C1L1(02)(01)(c)L2L3C2C1L1(01)(02)C2C1(b)振荡频率一定满足：振荡频率一定满足：s p第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器图图3.34 并联型石英晶体振荡器并联型石英晶体振荡器 (a)原理电路原理电路(a)RLC1RERB2CBRB1LCECCCC2第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器(b)RELqrqRLCqC0C1C2晶体Le qLqLq

34、gCCCCCCL 001 CeEc(a)C1C2C3(b)C1VCEBC2Ub.gmUb.C3CqLqrqC0等效谐振回路等效谐振回路负载电容负载电容CL2121CCCCCL 第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器说说 明明生产厂家给出的石英晶体的振荡频生产厂家给出的石英晶体的振荡频率，即标称频率，是指石英晶体并接率，即标称频率，是指石英晶体并接CL后后的的fg值。厂家在产品说明书上对负载电容值。厂家在产品说明书上对负载电容有具体的规定值，通常基频晶体的有具体的规定值，通常基频晶体的CL在在3050pF。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器图图3.35 用电抗曲线说明稳频原理用电抗曲线说明稳

35、频原理 Xegpg1C1 C2C1C2C1 C2C1C2 1s石英晶体的稳频原理：石英晶体的稳频原理：CeEc(a)C1C2C3(b)C1VCEBC2Ub.gmUb.C3CqLqrqC0等效为电感等效为电感第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器泛音晶振原理泛音晶振原理以上的晶体振荡器的标称频率为石以上的晶体振荡器的标称频率为石英晶体的基频，为了提高晶体振荡器的英晶体的基频，为了提高晶体振荡器的工作频率，可使电路振荡在晶体的奇次工作频率，可使电路振荡在晶体的奇次谐波上，此时为泛音晶体振荡器。谐波上，此时为泛音晶体振荡器。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器图图3.36 泛音晶振的原理电路及泛音

36、晶振的原理电路及L1C1回路电抗曲线回路电抗曲线 (a)交流电路；交流电路；(b)电抗曲线电抗曲线X基音3次5次7次C2C1L101(a)(b)第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器 10.4.3 串联型石英晶体振荡器串联型石英晶体振荡器 串联型石英晶体振荡器是把石英谐振器串联型石英晶体振荡器是把石英谐振器做一根短路线用。晶体接在正反馈回路中，做一根短路线用。晶体接在正反馈回路中，当振荡器的工作频率当振荡器的工作频率g等于晶体的串联谐振等于晶体的串联谐振频率频率s时，晶体谐振器的阻抗近似为零；正时，晶体谐振器的阻抗近似为零；正反馈最强。反馈最强。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器 EcVL

37、C2C1(a)C1C2LVJT(b) 基本原则：基本原则：提供正反馈通路提供正反馈通路 晶体串联在谐振回路上，当晶体串联在谐振回路上，当fg=fs时，晶体相当于短时，晶体相当于短路，构成一个电容三点式电路，而当频率偏离路，构成一个电容三点式电路，而当频率偏离fs时，时，晶体相当于很大的阻抗，破坏了振幅条件，不能振荡。晶体相当于很大的阻抗，破坏了振幅条件，不能振荡。第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器图图10.31 (a) 串联型晶体振荡器原理电路；串联型晶体振荡器原理电路；CBRB2RB1REC1C2C3LLECC EC(a)第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器图图10.31 (b)串联型晶体振荡器电路的交流通路串联型晶体振荡器电路的交流通路REC1C2C3L(b)第第10章章 正弦波振荡器正弦波振荡器分析下面电路是何种类型的振荡器分析下面电路是何种类型的振荡器: EcVC2LCeC1并联型晶体振荡器并联型晶体振荡器