1、1.1.振蕩器振蕩器 不需外加輸入信號，自動地將直流電能轉不需外加輸入信號，自動地將直流電能轉換為交流電能的裝置。換為交流電能的裝置。2.2.振蕩器的振蕩器的用途用途 信號發生器、數字式頻率計、無線電發送信號發生器、數字式頻率計、無線電發送設備、超外差式接收機等。設備、超外差式接收機等。音 頻 放 大高 頻 振 蕩倍 頻高 頻 放 大調 制緩 沖傳 輸 線話 筒聲 音（ 直 流 電 源 未 畫 ） 高頻放大 fs fs 本地振蕩 fo 混頻 fofs=fi fi 低頻放大 檢波 中頻放大 F F 高頻電路高頻電路3.3.振蕩器的分類振蕩器的分類正弦波振蕩器正弦波振蕩器非正弦波振蕩器非正弦波振蕩

2、器振蕩器振蕩器波形波形產生機理產生機理反饋式振蕩器反饋式振蕩器負阻式振蕩器負阻式振蕩器反饋型反饋型LC振蕩器振蕩器反饋型反饋型RC振蕩器振蕩器石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器反饋式振蕩器反饋式振蕩器反饋型反饋型RC振蕩器振蕩器反饋型反饋型LC振蕩器振蕩器石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器01idtCRidtdiL, 022022idtdidtid為固有角頻率。為回路衰減系數其中：LCLR1,20)2()2(202202CLRCLR即即teLViCLRtsin)2(202時，即202j其中：1）一套振蕩回路。一套振蕩回路。包含兩個（或兩個以上）儲能元件。包含兩個（或兩個以上）儲能元件。在這兩個元件中，當一

3、個釋放能量時，另一個就接收能量。在這兩個元件中，當一個釋放能量時，另一個就接收能量。釋放與接收能量可以往返進行，其頻率決定于元件的數值。釋放與接收能量可以往返進行，其頻率決定于元件的數值。2）一個能量來源。一個能量來源。補充由振蕩回路電阻所產生的補充由振蕩回路電阻所產生的能量損失。在晶體管振蕩器中，這個能源就是直流電能量損失。在晶體管振蕩器中，這個能源就是直流電源。源。3）一個控制設備一個控制設備。可以使電源功率在正確的時刻補可以使電源功率在正確的時刻補充電路的能量損失，以維持等幅振蕩。這是由有源器件充電路的能量損失，以維持等幅振蕩。這是由有源器件和正反饋電路完成的。和正反饋電路完成的。-+0

4、) 1(1)(122LibbLfbbibribLirhhLCdtdiMhhLhCLChdtidrbfbibobbhhhhh其中：很小時）（當rLCrhhLCibb1) 1(100XXFf反饋系數：idXXA00增益：fidXX01100FAFA或 Xo 基本放大基本放大 電路電路 Xid A Xf+Xi反饋網絡反饋網絡F0FAAAf001fA（從無到有）（從無到有）（由弱到強）（由弱到強）10FA（由增到穩）（由增到穩）10FA10FAbcVVA111max11()()(1 cos)ccPCcPcbccPVI RiRg VR )()cos1)(101cccPcARgA)cos1)(110ccc

5、PcRgA）（；為小信號線性放大倍數式中：0,24.AA一般取工作強度系數8/12/1F一般取1AF), 2 , 1 , 0(2nnFA10FA1FA), 2 , 1 , 0(2nnFZY 以上分析了保證振蕩器由弱到強地建立起振蕩的以上分析了保證振蕩器由弱到強地建立起振蕩的起振條件；保證振蕩器進入平衡狀態、產生等幅振蕩起振條件；保證振蕩器進入平衡狀態、產生等幅振蕩的平衡條件。的平衡條件。 實際上，平衡狀態下的振蕩器仍然受到外界因素實際上，平衡狀態下的振蕩器仍然受到外界因素變化的影響而可能引起幅度和頻率不穩。因此，還應變化的影響而可能引起幅度和頻率不穩。因此，還應該分析保證振蕩器的平衡狀態不因外

6、界因素變化而受該分析保證振蕩器的平衡狀態不因外界因素變化而受到破壞的穩定條件。到破壞的穩定條件。 穩定條件也分為穩定條件也分為振幅穩定振幅穩定與與相位穩定相位穩定兩種。以兩種。以下分別討論之。下分別討論之。 (a) 不穩定平衡不穩定平衡 (b) 穩定平衡穩定平衡 兩種平衡條件舉例兩種平衡條件舉例1 1、振幅平衡的穩定條件、振幅平衡的穩定條件 振幅穩定是指振幅平衡條件遭到破壞時，振幅平振幅穩定是指振幅平衡條件遭到破壞時，振幅平衡能重新建立，且仍能保持相對穩定的振蕩幅度。衡能重新建立，且仍能保持相對穩定的振蕩幅度。0omQomomVVVA振幅平衡的穩定條件：振幅平衡的穩定條件：2 2、相位平衡的穩

7、定條件、相位平衡的穩定條件 相位穩定條件是指相位平衡條件遭到破壞時，相位相位穩定條件是指相位平衡條件遭到破壞時，相位平衡能重新建立，且仍能保持相對穩定的振蕩頻率。平衡能重新建立，且仍能保持相對穩定的振蕩頻率。外部擾外部擾動動 穩定原理：穩定原理： 頻率頻率 相位相位 頻率頻率 tttd)()(相位平衡的穩定條件：相位平衡的穩定條件： 12QQ 從上面的討論可知，要使反饋振蕩器能夠產生持從上面的討論可知，要使反饋振蕩器能夠產生持續的等幅振蕩，必須滿足振蕩的起振條件、平衡條件續的等幅振蕩，必須滿足振蕩的起振條件、平衡條件和穩定條件，它們是缺一不可的。因此，反饋型正弦和穩定條件，它們是缺一不可的。因

8、此，反饋型正弦波振蕩器應該包括：波振蕩器應該包括：1 AF1AF幅度穩定幅度穩定相位穩定相位穩定(+)(+)(+)(+) 由于三極管結電容和其它分布電容的存在，在頻由于三極管結電容和其它分布電容的存在，在頻率較高而率較高而LC回路電容較小時，將影響穩定性。回路電容較小時，將影響穩定性。(-)(+)(+)(+)(+)(+)(+)(-)(-)(+) 正反饋網絡由正反饋網絡由LC諧振回路中的電感分壓電路將諧振回路中的電感分壓電路將輸出信號送回輸入回路，所形成的是電感反饋式三端輸出信號送回輸入回路，所形成的是電感反饋式三端振蕩器。振蕩器。MLMLF12L1L2CMLMLF1212LL電路的特點電路的特

9、點: :4容易起振容易起振FA1改變電容不影響改變電容不影響F。4調整頻率方便調整頻率方便4振蕩波形不夠好振蕩波形不夠好高次諧波反饋較強，高次諧波反饋較強，波形失真較大。波形失真較大。4不適于很高頻率工作不適于很高頻率工作分布電容和極間電容并聯于分布電容和極間電容并聯于L1與與L2兩端，兩端，F隨頻率變化而改變。隨頻率變化而改變。ieCoeCL1L2CoVfV)(HPF 高通CpI21CCF 如果正反饋網絡由如果正反饋網絡由LC諧振回路中的電容分壓電路將諧振回路中的電容分壓電路將輸出信號送回輸入回路，所形成的是電容反饋式三端輸出信號送回輸入回路，所形成的是電容反饋式三端振蕩器。振蕩器。C1C2

10、LC1C2L電路的特點電路的特點: :ieCoeCoVfV改變電容影響改變電容影響F，變電感不便。，變電感不便。4調整頻率不太方便調整頻率不太方便4輸出波形較好輸出波形較好高次諧波反饋較弱，高次諧波反饋較弱，波形接近正弦波。波形接近正弦波。4頻率穩定度較好頻率穩定度較好分布電容和極間電容并聯于分布電容和極間電容并聯于C1與與C2兩端，被較大兩端，被較大C1與與C2 吸收。吸收。4適用于較高的工作頻率適用于較高的工作頻率甚至可只利用器件的輸入電容甚至可只利用器件的輸入電容和輸出電容。和輸出電容。)(LPF 低通L1L2CC1C2L 為簡便起見，假定諧振回為簡便起見，假定諧振回路三個元件都是純電抗

11、，即：路三個元件都是純電抗，即：振蕩器的振蕩頻率等于回路的固有諧振頻率，即振蕩器的振蕩頻率等于回路的固有諧振頻率，即0cbcebeXXX結論結論: :4三端式振蕩器組成原則：三端式振蕩器組成原則：Xbe與與Xce同性質，同性質，Xcb和和Xbe、Xce性質相反性質相反 。4成立成立cbcebeXXXce1jXZ be2jXZ cb3jXZ 舉例舉例: : 振蕩器的振蕩頻率應低于振蕩器的振蕩頻率應低于L1和和C1支路的串聯諧振頻率，此支路的串聯諧振頻率，此時，該支路呈容性，整個回路滿足電容三端的相位條件。時，該支路呈容性，整個回路滿足電容三端的相位條件。振蕩器的振蕩頻率振蕩器的振蕩頻率21212

12、10)(1CCCCLL 一、頻率穩定問題一、頻率穩定問題 主要指標主要指標:準確度與穩定度準確度與穩定度。1、準確度、準確度振蕩器實際工作頻率振蕩器實際工作頻率f與標稱頻率與標稱頻率 f 0之間的偏差。之間的偏差。2、穩定度、穩定度根據所指定的時間間隔不同，頻率穩定度可分根據所指定的時間間隔不同，頻率穩定度可分為長期頻率穩定度、短期頻率穩定度和瞬間頻率穩為長期頻率穩定度、短期頻率穩定度和瞬間頻率穩定度三種。定度三種。影響振蕩頻率的有如下三種因素（影響振蕩頻率的有如下三種因素（P283 7.4.7）振蕩回路參數）振蕩回路參數與與;）回路電阻）回路電阻；）有源器件的參數。）有源器件的參數。穩定頻率

13、的措施穩定頻率的措施1）減小溫度的影響）減小溫度的影響;2）穩定電源電壓；）穩定電源電壓；3）減小負載的影響；）減小負載的影響；4 4）管子與回路之間的連接采用松耦合；管子與回路之間的連接采用松耦合；5）提高回路的品質因數。）提高回路的品質因數。二、克拉潑電路二、克拉潑電路3211111CCCC21CCF131ceCCCCp特點：特點：311LCLC1.提高頻率穩定度；提高頻率穩定度；2.C1、C2不能過大，否則振蕩幅度太低；不能過大，否則振蕩幅度太低；3.頻率調節不方便。頻率調節不方便。)(1143CCLLC三、西勒電路三、西勒電路LC1C2C3C4AB131ceCCCCp特點：特點：1.提

14、高頻率穩定度提高頻率穩定度;4.C3的大小要適當，否則影響電路性能。的大小要適當，否則影響電路性能。3.頻率調節方便；頻率調節方便；2.振蕩頻率可以較高；振蕩頻率可以較高；21211CCCCLCMLL)2(12131LC)(143CCL21CC21CC21CCMLML12212CCC211LLL13CC13CCcepLC1C2C3C4ABL1L2CC1C2L一般一般LC振蕩器的頻率穩定度振蕩器的頻率穩定度f /f0只能達到只能達到10-3 10-5。若要求頻率穩定度超過。若要求頻率穩定度超過10-5，需用石英，需用石英晶體振蕩器。晶體振蕩器。1. 石英晶體濾波器的特點石英晶體濾波器的特點2.

15、石英晶體濾波器的應用石英晶體濾波器的應用 O X容性容性 容性容性 感感性性 sfpf4作電感用作電感用4工作于串聯諧振狀態工作于串聯諧振狀態振蕩電路可分為兩類：振蕩電路可分為兩類：(1)并聯諧振型晶體振蕩器并聯諧振型晶體振蕩器；(2) 串聯諧振型晶體振蕩器串聯諧振型晶體振蕩器。 C0 (a) (b) Cq Lq rq C0 Cq1 Lq1 rq1 Cq3 Lq3 rq3 Cq5 Lq5 rq5 Cqk Lqk rqk (c) 石英晶體諧振器(a) 符號 (b) 基頻等效電路 (c) 完整等效電路 除了以上基頻振動模式外，石英片的振動還會除了以上基頻振動模式外，石英片的振動還會產生奇次（產生奇

16、次（2n-1）諧波的泛音振動。）諧波的泛音振動。基頻振動模式時，基頻振動模式時，產生奇次諧波諧振的支路因阻抗較高可忽略。產生奇次諧波諧振的支路因阻抗較高可忽略。4奇次諧波的泛音振動奇次諧波的泛音振動將晶體置于反饋網絡的振蕩回路之中，作為將晶體置于反饋網絡的振蕩回路之中，作為一個感性元件，并與其他回路元件一起按照三端一個感性元件，并與其他回路元件一起按照三端電路的基本準則組成三端振蕩器。電路的基本準則組成三端振蕩器。 若若上的電位升方向與上的電位升方向與電流方向相同，呈負電阻，電流方向相同，呈負電阻，故此負電阻相當于發電機作故此負電阻相當于發電機作用，它不但不消耗功率，反用，它不但不消耗功率，反

17、而向外界輸出功率。注意，而向外界輸出功率。注意，以上針對以上針對交流電阻交流電阻。串聯型負串聯型負阻振蕩器線路和并聯型負阻振蕩器線路。阻振蕩器線路和并聯型負阻振蕩器線路。snRr pnGg 1. 寄生振蕩的危害寄生振蕩的危害2. 寄生振蕩的類型及產生原因寄生振蕩的類型及產生原因3. 寄生振蕩寄生振蕩的排除和防止措施的排除和防止措施1. 間歇振蕩間歇振蕩2. 自偏壓的建立過程自偏壓的建立過程電電路路的的偏偏置置電電壓壓EeCC2b1b2bEBBEIRVRRRVVV3. 頻率占據（或牽引）頻率占據（或牽引）4. 頻率拖曳現象頻率拖曳現象1. RC相移網絡相移網絡jiFeRCjRCjCjRRVVFa11)(0圖：RCRCRCF1arctan)(12jiFeRCjVVFb11)(0圖：RCRCFarctan)(112（1）隨著頻率的變化，單節）隨著頻率的變化，單節RC電路產生電路產生的相移在的相移