4.3.2 三点式振荡器 什么叫三点式振荡器? 所谓三点式振荡器就是对于 交流等效电路而言,由LC回路引出三个端点分别与 晶体管三个电极相连的振荡器。 依靠电容产生反馈电压构成的振荡器则称为电 容三点式振荡器,又称考毕兹振荡器。 依靠电感产生反馈电压构成的振荡器则称为电 感三点式振荡器,又称哈特莱振荡器。 构成三点式的基点是如何取出满足相位条件的 正反馈电 压。
应用范围:在发射机、接收机、测量仪器(信号发 生器)、计算机、医疗、仪器乃至电子手表等许多 方面振荡器 都存在广泛的应用。 主要技术指标: 1.振荡频率f及频率范围: 2.频率稳定度: 3.振荡的幅度和稳定度:
4. 两种改进型电容三点式振荡器 (1)克拉泼振荡器 它是在图4-9电容三点式振荡 器的电感支路中串入一个电容C3得到的,只要L和 C3串联等效为电感,该电路仍然是一个电容三点 式振荡器。
2. 提高振荡回路的标准性 (1) 采用高质量的回路元件 (2) 采取了温度补偿法 (3) 改进安装工艺 (4) 采用固体谐振器 (5) 减弱振荡管与振荡回路的耦合
LC振荡器 4.3.1互感耦合式振荡器 互感耦合式振荡器有3种形式: 调集型电路、 调基型电路 调发型电路。 它们是根据振荡回路是接在集电极、基极还是 发射极来区分的。
图4-5和图4-6分别画出了调基型和调发型振荡电路, 接线时一定要注意同名端的位置以满足自激振荡的相位 条件。 由于基极和发射极之间输入阻抗较小,为避免回路 值 降低过多,故在两电路中晶体管与振荡回路间采用部 分接入耦合。 调集型电路在高频输出方面比其他两种电路稳定,而 且幅度大,谐波成分小。调基型的振荡频率在较宽的 范围内变化时,振荡幅度比较平稳。互感耦合振荡器 在调整反馈时,基本不影响振荡频率,但由于分布电 容的影响,限制了振荡频率的提高,一般适合较低频 段。
1.电路组成 该电路由差分对管振荡电路、放大电路和偏置电路3 部分所组成。 (1)差分对管振荡电路(又称索尼振荡器) 在图422 中VT7 、VT8管与10、 12脚之间外接LC回路组成 差分对管振荡电路,其中VT9为可控恒流源。图4-23a 为差分对管振荡电路的部分电路图,图4-23b为其交 流等效电路。由图4-23b能够准确的看出,它是一个共集-共 基反馈式振荡电路,在LC回路的谐振频率时,共集共基级联放大电路为同相放大电路,且增益可设计为 大于1,因此电路满足相位和幅度平衡条件,可产生 正弦波振荡输出。
4.7 正弦波振荡器的选用 上面已介绍多种正弦波振荡器,各种正弦波振 荡器有不同的特性和应用限制范围。在电子设备中 如何选用正弦波振荡器,是一定要考虑的问题。 4.7.1 振荡器的类型选择 首先要考虑的是正弦波振荡器的工作频率范围 和频率的稳定度,其次要考虑电路结构和使用 的方便性。一般可参考表4-1常用正弦波振荡 器的主要特性来选用。
无线电发送设备需要高频载波,无线电接收设施需 要本振信号,很多电子设备中都需要用正弦波振 荡信号,它们都是由正弦波振荡器所产生。
振荡器(oscillator)和放大器一样,也是一种能量 转换电路,所不同的是振荡器无需外加输入信号, 本身就能自动地将直流电能转换为特定频率、波形、 幅度的交变电能输出。
6. RC振荡器分为移相式和电桥式两类,其中文氏电桥振荡器 在各种频率低的信号发生器中应用十分普遍。LC振荡器在低频工作 时,其选频网络将因电感量增大而变得体积大、重量重,故只 适用于高频。RC振荡器不存在类似问题,所以能很方便的工 作在低频。由于RC振荡器要求加深负反馈以提高振荡器的性能, 工作于高频时要求有高增益的宽带放大器,才可以获得深度负反 馈,这样会导致造价提高。所以,RC振荡器不宜工作于高频领 域。 7. 对于寄生振荡问题,运用振荡理论,分析了寄生振荡的产生 原因、表现形式,目的是在实际电路中防止和消除寄生振荡。 学习完本章之后,要求能够正确识别常用正弦波振荡器的类型, 并会分析判断电路能否正常工作,明确各种振荡电路的优缺点 及其应用场景范围,掌握振荡电路的分析、计算及调试方法。
可见,ωg只取决于L、C3,而与C1、C2基本无关。 于是能增加C1、C2(不必减小电感L)以减小晶体 管极间电容对频率的影响,提高了频率稳定度,改 变C3即可改变振荡频率
4.4 石英晶体振荡器 石英谐振器的符号和等效电路如图所示。其串联谐 振频率为
E1648单片集成振荡器振荡频率可达200MHz,有两个 输出端,3脚由内部VT1管发射极引出,另外可在1脚外 接振荡回路,由1脚输出。如在10和12脚外接包括变容 二极管在内的LC元件,则可构成压控振荡器;如果外 接石英晶体,则可构成石英晶体振荡器。 4.6.2 副载波恢复电路中的压控振荡器 压控振荡器是以电压来控制振荡频率的振荡器,其英文 缩写为VCO。在电子通信设施中,压控振荡器(VCO) 普遍的使用于自动频率控制(AFC)、自动相位控制 (APC)或锁相环路(PLL)系统中的振荡电路。彩色 电视机中要对色度信号解调,就要恢复基准色副载波。 副载波恢复电路中的压控振荡器(VCO)就是起这个作 用。 图4-25所示为副载波恢复电路中的压控振荡器,它是高 通型可变相移网络与石英晶体串联组成的压控振荡器。
4.4.4 振荡器的频率稳定度 一、振幅平衡的稳定条件 满足起振条件的环路增益
为了使振荡器的相位平衡条件稳定,必须使得 频率变化时产生相反方向的相位变化,以补偿 外因引起的相位变化。 因此,相位平衡的稳定条件是:
串联型晶体振荡器 图4-16所示为串联型晶体振荡器,如将晶体短 路,则该电路变为电容三点式振荡器。电路的 工作原理是,当振荡频率等于晶体串联谐振频 率fs时,晶体等效阻抗最小,正反馈最强,电 路满足起振的相位条件和振幅条件,电路能正 常工作。当频率远离晶体串联谐振频率fs时, 晶体等效阻抗增大,使正、反馈减弱,不满足 起振的相位条件和幅度条件,电路异常工 作。由于振荡频率主要根据晶体的串联谐振 频率,所以振荡频率稳定度较高。
满足相位振荡条件的判断: 射同基、集反 (交流通道) 射极接二个电抗性质相同的元件, 基极、集电极接二个电抗性质相反的元件
5.5.4 电容三点式与电感三点式振荡器比较 电容三点式: 1.输出波形好,接近于正弦波; 2.因晶体管的输入输出电容与回路电容 并联,可适当增加回路电容提高稳定性; 3.工作频率能做得较高(利用极间电 容) 缺点:调整频率困难,起振困难。 电感三点式:优点是起振容易,调整方便;缺点是 输出波形不好,在频率较高时,不易起振。
4.5 RC振荡器 当需要产生几十千赫以下的正弦波信号时,如果仍采 用LC振荡器,则所需要L、C数值较大,使它们的体 积增大,给振荡器的安装调试带来不便。因此,在需 要较低频率正弦波振荡器时,一般会用RC振荡器。 RC振荡器也是反馈型振荡器,它用电阻、电容构成选 频网络,由于RC选频网络的选频作用差,所以输出波 形和频率稳定度都较差。 根据RC选频网络的不同形式,RC振荡器可分为移相 式和桥式两种类型。 4.5.1 RC移相式振荡器 移相式振荡器由一级反相放大器和三节以上RC移相电 路组成,如图4-18所示。
集成电路振荡器应用介绍 集成电路振荡器是由集成电路加外接选频网络 构成的。由集成运放代替分立器件晶体管,可 以组成以上各节所介绍的正弦波振荡器,本节 不再重复介绍。下面重点介绍两种集成振荡器: ①单片集成振荡器E1648。②运用在彩色电视 机色度解码电路中作基准色副载波恢复电路的 压控振荡器(VCO)。 4.6.1 单片集成振荡器E1648 E1648是中规模集成电路 ,其内部电路如图422所示。
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