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《高頻電路基礎課件：第4章 高頻振蕩電路.pptx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第4章高頻振蕩電路高頻電路基礎2021/10/9高頻電路基礎2反饋振蕩器原理平衡條件：起振條件：2021/10/9高頻電路基礎3穩(wěn)定條件上電后，由于T>1，系統(tǒng)將自動起振。當由于某種原因使得vo脫離平衡點時，穩(wěn)定條件使得系統(tǒng)可以恢復。2021/10/9高頻電路基礎42021/10/9高頻電路基礎5互感耦合型LC振蕩器電路利用電感耦合構(gòu)成反饋，反饋極性與兩個電感的同名端接法有關根據(jù)諧振回路位于晶體管的哪個電極，有調(diào)集、調(diào)發(fā)、調(diào)基等不同接法2021/10/9高頻電路基礎6起振階段信號很小，可以用小信號等效模型
2、分析。起振條件分析2021/10/9高頻電路基礎7假設Z21為純電阻，令實部為0，有諧振頻率：令令虛部為0，有起振條件：2021/10/9高頻電路基礎8諧振頻率：令起振條件：其中為有載品質(zhì)因數(shù)很小時，（無耗近似）當互感為緊耦合（變壓器）時，起振條件演變?yōu)?021/10/9高頻電路基礎9互感耦合型LC振蕩器的平衡狀態(tài)分析從理論上說，振蕩器平衡的振幅條件是，但是實際上上述公式很難應用。對于振蕩器來說，由于起振時信號幅度很小，所以尚可以用晶體管小信號模型討論。但是到了穩(wěn)幅階段，信號幅度已經(jīng)大到可以使晶體管進入強
3、烈的非線性區(qū)，增益開始急劇下降，導致振蕩幅度增加趨勢減小，最終達到動態(tài)平衡。由于嚴格討論晶體管進入非線性區(qū)后的增益是困難的，所以實用上一般都采用實驗、圖解等方法。這里我們從振蕩器的工作狀態(tài)入手，給出一些一般性的定性討論結(jié)果：2021/10/9高頻電路基礎10在右圖電路中，基極的靜態(tài)（直流）電位基本上是固定的，反饋電壓在靜態(tài)電位上下波動。由于晶體管的非線性，隨著反饋電壓幅度增加集電極電流開始不對稱。反饋電壓幅度繼續(xù)增加，則Vbe的負半周進入截止區(qū)，集電極電流出現(xiàn)截止，晶體管進入C類放大狀態(tài)。振蕩器進入C類放
4、大狀態(tài)后，導通角變得極小，激勵電流中的基頻分量急劇下降，導致增益急劇下降，最后達到動態(tài)平衡，振蕩器就進入穩(wěn)定狀態(tài)。2021/10/9高頻電路基礎11另外，在這個電路中，由于不對稱的集電極電流同時流過發(fā)射極，在發(fā)射極電容上造成一個附加偏置電壓（上正下負）。這個附加的偏置電壓是抵消靜態(tài)偏置電壓的，當電路起振后，晶體管的直流電流會減小，所以會加快晶體管的工作狀態(tài)由A類向C類轉(zhuǎn)變的過程。需要說明的是，即使沒有發(fā)射極電容，晶體管也會進入C類放大狀態(tài)。振蕩器的平衡主要是由于晶體管進入C類放大狀態(tài)后的增益變化造成的。2
5、021/10/9高頻電路基礎122021/10/9高頻電路基礎13三點式振蕩器一般構(gòu)成法則：1、在諧振頻率上，必有X1+X2+X3=02、由于晶體管的vb與vc反相，而根據(jù)振蕩器的振蕩條件
6、T
7、=1，要求vbe＝－kvce，即iX1=iX2，所以要求X1與X2為同性質(zhì)的電抗。綜合上述兩個條件，可以得到晶體管LC振蕩器的一般構(gòu)成法則如下：在發(fā)射極上連接的兩個電抗為同性質(zhì)電抗，另一個為異性質(zhì)電抗。2021/10/9高頻電路基礎14電容三點式振蕩器（Colpitts電路）原理電路實際電路2021/10/9高頻電
8、路基礎15求T(jw)的等效電路晶體管LC諧振回路小信號等效模型分析。下圖的模型中忽略晶體管的基極電阻rbb′,也忽略晶體管反向傳輸系數(shù)。2021/10/9高頻電路基礎16在LC回路諧振點附近有起振條件為或2021/10/9高頻電路基礎17相位平衡條件為，即若忽略晶體管的相移，此式等效于所以振蕩頻率為實際振蕩頻率略高于上述計算值2021/10/9高頻電路基礎18例電容三點式振蕩器，已知RE=1kW,C1=110pF,C2=130pF,L=440nH,Q0=220。晶體管參數(shù)：Cb’c=2pF,Cb’e=9
9、7pF,rc≈20MW。試求振蕩頻率以及起振時的集電極電流。2021/10/9高頻電路基礎192021/10/9高頻電路基礎20電容三點式振蕩器的另一種接法與前面接法的區(qū)別在于：晶體管射極交流接地。由于此接法需要高頻扼流圈，在實際使用中較少采用此電路。由于電路交流結(jié)構(gòu)與基極接地電路一致，所以有關起振條件和振蕩頻率等分析過程以及分析結(jié)果與基極接地電路一致。2021/10/9高頻電路基礎21電感三點式振蕩電路（Hartley電路）接法1接法22021/10/9高頻電路基礎22高頻等效電路電感三點式電路的分析方
10、法與電容三點式電路的分析基本一致，只要注意反饋系數(shù)與n1、n2的相應關系即可。2021/10/9高頻電路基礎23振幅起振條件近似振蕩頻率實際振蕩頻率略低于上述計算值2021/10/9高頻電路基礎24我們還是從振蕩器的工作狀態(tài)入手，給出一些一般性的定性討論結(jié)果。為了說明方便，我們以下圖的電容三點式電路為例進行分析：在這個三點式電路中，由于流過基極的電流很小，即使晶體管工作狀態(tài)發(fā)生改變，基極電流的改變也很小，所以可以認為基極電位基
