正弦波振蕩器總結(jié)

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1、專業(yè)資料整理分享正弦波振蕩器總結(jié)模塊參數(shù)要求：設(shè)計(jì)制作20MHZ石英晶體振蕩器、30MHZ克拉潑（串聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器）震蕩器，40MHZ西勒（并聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器）震蕩器頻率，工作電壓+5V。模塊完成情況：設(shè)計(jì)制作了20MHZ石英晶體振蕩器、24.1MHZ--38.7MHZ克拉潑震蕩器、38.9MHZ--40.5MHZ西勒震蕩器。模塊涉及的理論知識(shí)：振蕩器是一種能自動(dòng)地將直流電源能量轉(zhuǎn)換為一定波形的交變振蕩信號(hào)能量的轉(zhuǎn)換電路，它無(wú)需外加激勵(lì)信號(hào)。為了使振蕩器在接通直流電源后能夠自動(dòng)起振，要求反饋電壓在相位上與放大器輸入電壓同相在幅度上則要求Uf>Ui

2、，即n=0，1，2，…式中，A0為振蕩器起振時(shí)放大器工作于甲類狀態(tài)時(shí)的電壓放大倍數(shù)。振蕩建立起來(lái)之后，振蕩幅度會(huì)無(wú)限制地增長(zhǎng)下去嗎？不會(huì)的，因?yàn)殡S著振蕩幅度的增長(zhǎng)，放大器的動(dòng)態(tài)范圍就會(huì)延伸到非線性區(qū)，放大器的增益將隨之下降，振蕩幅度越大，增益下降越多，最后當(dāng)反饋電壓正好等于原輸入電壓時(shí)，振蕩幅度不再增大而進(jìn)入平衡狀態(tài)。綜上所述，為了確保振蕩器能夠起振，設(shè)計(jì)的電路參數(shù)必須滿足A0F>1的條件。而后，隨著振蕩幅度的不斷增大，A0就向A過(guò)渡，直到AF=1時(shí)，振蕩達(dá)到平衡狀態(tài)。顯然，A0F越大于1，振蕩器越容易起振，并且振蕩幅度也較大。但A0F過(guò)大，放大管進(jìn)入非線性區(qū)的程

3、度就會(huì)加深，那么也就會(huì)引起放大管輸出電流波形的嚴(yán)重失真。所以當(dāng)要求輸出波形非線性失真很小時(shí)，應(yīng)使A0F的值稍大于1。當(dāng)振蕩器受到外部因素的擾動(dòng)（如電源電壓波動(dòng)、完美WORD格式編輯專業(yè)資料整理分享溫度變化、噪聲干擾等），將引起放大器和回路的參數(shù)發(fā)生變化破壞原來(lái)的平衡狀態(tài)。如果通過(guò)放大和反饋的不斷循環(huán)，振蕩器越來(lái)越偏離原來(lái)的平衡狀態(tài)，從而導(dǎo)致振蕩器停振或突變到新的平衡狀態(tài)，則表明原來(lái)的平衡狀態(tài)是不穩(wěn)定的。反之，如果通過(guò)放大和反饋的不斷循環(huán)，振蕩器能夠產(chǎn)生回到原平衡點(diǎn)的趨勢(shì)，并且在原平衡點(diǎn)附近建立新的平衡狀態(tài)，則表明原平衡狀態(tài)是穩(wěn)定的。一個(gè)振蕩器除了它的輸出信號(hào)要滿足

4、一定的幅度和頻率外，還必須保證輸出信號(hào)的幅度和頻率的穩(wěn)定，而頻率穩(wěn)定度更為重要。評(píng)價(jià)振蕩器頻率的主要指標(biāo)有兩個(gè)，即準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度。LC振蕩器振蕩頻率主要取決于諧振回路的參數(shù)，也與其它電路元器件參數(shù)有關(guān)。因此，任何能夠引起這些參數(shù)變化的因素，都將導(dǎo)致振蕩頻率的不穩(wěn)定。這些因素有外界的和電路本身的兩個(gè)方面。其中，外界因素包括：溫度變化、電源電壓變化、負(fù)載阻抗變化、機(jī)械振動(dòng)、濕度和氣壓的變化、外界磁場(chǎng)感應(yīng)等。這些外界因素的影響，一是改變振蕩回路元件參數(shù)和品質(zhì)因數(shù)；二是改變晶體管及其它電路元件參數(shù)，而使振蕩頻率發(fā)生變化的。因此要提高振蕩頻率的穩(wěn)外界因素定度可以從兩方面入手

5、：一是盡可能減小外界因素的變化；二是盡可能提高振蕩電路本身抵御外界因素變化影響的能力。設(shè)計(jì)考慮：1．振蕩器電路選擇LC振蕩器一般工作在幾百千赫茲至幾百兆赫茲范圍。振蕩器線路主要根據(jù)工作的頻率范圍及波段寬度來(lái)選擇。在短波范圍，電感反饋振蕩器、電容反饋振蕩器都可以采用。在中、短波收音機(jī)中，為簡(jiǎn)化電路常用變壓器反饋振蕩器做本地振蕩器。2．晶體管選擇從穩(wěn)頻的角度出發(fā)，應(yīng)選擇fT較高的晶體管，這樣晶體管內(nèi)部相移較小。通常選擇fT>(3～10)fmax。同時(shí)希望電流放大系數(shù)β大些，這既容易振蕩，也便于減小晶體管和回路之間的耦合。3．直流饋電線路的選擇為保證振蕩器起振的振幅條件

6、，起始工作點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在線性放大區(qū)；從穩(wěn)頻出發(fā)，穩(wěn)定狀態(tài)應(yīng)在截止區(qū)，而不應(yīng)在飽和區(qū)，否則回路的有載品質(zhì)因數(shù)QL將降低。所以,通常應(yīng)將晶體管的靜態(tài)偏置點(diǎn)設(shè)置在小電流區(qū)，電路應(yīng)采用自偏壓。4．振蕩回路元件選擇完美WORD格式編輯專業(yè)資料整理分享從穩(wěn)頻出發(fā),振蕩回路中電容C應(yīng)盡可能大，但C過(guò)大，不利于波段工作；電感L也應(yīng)盡可能大，但L大后，體積大，分布電容大，L過(guò)小，回路的品質(zhì)因數(shù)過(guò)小，因此應(yīng)合理地選擇回路的L、C。在短波范圍，C一般取幾十至幾百pF，L一般取0.1至幾十μH。5．反饋回路元件選擇由前述可知,為了保證振蕩器有一定的穩(wěn)定振幅以及容易起振，在靜態(tài)工作點(diǎn)通常應(yīng)按下

7、式選擇當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)確定后，yf的值就一定，對(duì)于小功率晶體管可以近似為反饋系數(shù)的大小應(yīng)在下列范圍選擇F=0.01-0.5克拉潑振蕩器：圖2.4.1(a)為克拉潑振蕩器原理電路，(b)為其交流等效電路。它的特點(diǎn)是在前述的電容三點(diǎn)式振蕩諧振回路電感支路中增加了一個(gè)電容C3，其取值比較小，要求C3<

8、)完美WO