南理工模电课件9-2

主要内容链接,9.3 LC正弦波振荡电路 1. LC并联谐振回路 2. 变压器反馈式LC振荡电路 3. 三点式LC振荡电路 4. 石英晶体振荡电路,9.3 LC正弦波振荡电路,1. LC并联谐振回路 (1) 并联谐振回路电路图,L的等效损耗电阻,(2) 并联谐振回路特性,(a) 回路谐振频率：,(b) 谐振时，回路阻抗最大，谐振阻抗呈纯电阻性质：,回路品质因数：,(c) 回路的频率响应,Q值越大，谐振曲线越尖锐，相角变化越快，选频性能好,2. 变压器反馈式LC振荡电路,旁路电容,可以选用较大的管子，增加互感M，或增加副边线圈的匝数(增大反馈信号的强度)，使正反馈的幅度条件得以满足，易于起振。,变压器反馈式LC振荡电路优缺点,优点： 调节频率方便，采用可变电容，可获得一个较宽的频率调节范围。 一般用于产生10MHZ以下的信号。 缺点： 结构复杂，有变压器，体积大。 L小，Q值小，选频性能差。,3. 三点式LC振荡电路,(1) 电感三点式LC振荡电路(电感反馈式或哈特莱Hartley振荡电路),反馈电压为电感L2上的电压,(2) 电感三点式LC振荡电路优缺点,优点： 调节频率方便，采用可变电容，可获得一个较宽的频率调节范围。 一般用于产生10MHZ以下的信号。 缺点： 反馈电压取自电感，而电感对高次谐波的阻抗大，不能将高次谐波滤掉，故输出波形差。 由于输出波形差，频率稳定度不高，故多用于要求不高的设备中。,(2) 电容三点式LC振荡电路,电容三点式LC振荡电路又称电容反馈式或科皮兹式振荡电路。,高频厄流圈,电容三点式LC振荡电路优缺点,优点： 反馈取自电容，电容对高次谐波分量阻抗很小，故反馈电压中高次谐波分量小，输出波形好。 C1、C2容量可选得较小，谐振频率高，可达100MHZ，多应用于高频电路。 缺点： 振荡频率受极间电容影响。 要改变振荡频率可调C1、C2 ，但影响起振条件，所以该电路适合产生固定频率的信号，要改变频率，通常在L一侧串联或并联一个小的可变电容。,4. 石英晶体振荡电路,实验证明Q值越大，振荡电路频率稳定度越高。由于石英晶体元件具有极高的Q值(104105)，因此往往用在频率稳定度要求高的场合，如通讯系统的射频振荡电路、数字系统的时钟产生电路等。 (1) 石英晶体的基本特性与等效电路,结构示意图,晶片,符号,敷银层,金属板,(a) 石英晶体的压电效应,在石英晶体两面施加机械力，会在相应的方向产生电场。,在石英晶体两面外加电场，晶片会产生形变，如果施加交变电压，则晶片会产生周期振动。,当外加电压的频率和石英晶体的固有频率相等时，石英晶体振动的幅度最大，这种现象称为压电谐振，因此石英晶体又称为石英晶体谐振器。,(b) 石英晶体的等效电路,Co 晶片静态电容(几 几十 pF) C 晶体的动态电容(10-4 10-1 pF)(小) L 晶体的动态电感(102 103m H)(大) R 等效摩擦损耗电阻(100)(小),串联谐振频率：,并联谐振频率：,(c) 石英晶体的谐振频率,通常利用石英晶体作为电感元件来代替LC回路中的电感，即石英晶体的工作频率在fs和fp之间,(d) 石英晶体的电抗特性,(e) 石英晶体谐振频率的调整,Cs是微调电容，使fs'在fs和fp之间的狭窄范围内变动,(2) 石英晶体振荡器,石英晶体振荡器分为并联晶体振荡器和串联晶体振荡器。,为了构成电容三点式LC振荡电路，石英晶体需要呈现电感性，即电路的振荡频率必须在fs和fp之间变动。,由于石英晶体的Q值很高，可达到几千以上，所以电路可以获得很高的振荡频率稳定性。,回路品质因数物理意义,回路品质因数谐振时电感支路电流或电容支路电流与总电流之比,由于Q1，所以谐振时总电流可忽略，L、C电流构成内部环流。,返回,作 业,432页：9.3.1(a)、(d) 432页：9.3.2 (a)、(c),