第三章-正弦波振荡器3课件.ppt

1、 瞬时瞬时(秒级秒级)频稳度：频稳度：电路内部噪声引起的频率相对电路内部噪声引起的频率相对变化量。变化量。通常指短期频稳度通常指短期频稳度。(3)表式表式 若将规定时间划分为若将规定时间划分为 n 个等间隔，各间隔内实测个等间隔，各间隔内实测的振荡频率分别为的振荡频率分别为 ，则当振荡频率规定为，则当振荡频率规定为 (标称频率标称频率)时，时，短期频稳度短期频稳度的的定义为定义为 nfff 21,oscf2oscoscoscosc1oscosc)(1limffffnffinin 式中，式中，为第为第 i 个时间间隔内实测的个时间间隔内实测的绝对频差。绝对频差。osciosc)(fffi 为绝对

2、频差的平均值，称为为绝对频差的平均值，称为绝对频率准确度。绝对频率准确度。越小，频率准确度就越高。越小，频率准确度就越高。)(1limosci1oscffnfnin oscf(4)对频稳度的不同要求对频稳度的不同要求 高精度信号高精度信号 发生器发生器510 710 541010 971010 用用 途途中波电台中波电台电视发射机电视发射机信号发生器信号发生器频稳度频稳度3.3.1 提高频稳度的基本措施提高频稳度的基本措施 首先分析外界因素对首先分析外界因素对振荡频率变化振荡频率变化的影响。的影响。一、频稳度的定性分析一、频稳度的定性分析 1.振荡频率的图解振荡频率的图解由相位平衡条件由相位平

3、衡条件 0)(OSCT 即即 0)()()()(foscZoscfoscAoscT 说明：说明：(1)主要取决于并联谐振回路的相主要取决于并联谐振回路的相移移 ，它在谐振频率附近随，它在谐振频率附近随 的变化十分剧烈；的变化十分剧烈；)(A )(z (2)随随 的变化相对地要缓慢的多，可近似认的变化相对地要缓慢的多，可近似认为它与频率无关的常数，用为它与频率无关的常数，用 表示。表示。)(f f 得：得：foscZ)(osc 2.影响振荡频率影响振荡频率 的参数的参数 故：故：曲线与高度为曲线与高度为 水平线相交点上所对应水平线相交点上所对应的角频率的角频率振荡角频率振荡角频率 。)(Z f

4、osc 由由 00eoscZ)(2arctan)(Q知：知：影响振荡频率影响振荡频率 的参数是的参数是 。因此，。因此，讨论频稳度就是分析外界因素通过这三个参数对振荡讨论频稳度就是分析外界因素通过这三个参数对振荡osc fe0 和和、Q频率变化的影响。频率变化的影响。(1)若谐振回路的若谐振回路的 L 和和 C 变化，使谐振频率变化，使谐振频率 产产生生 的变化，则的变化，则 曲线沿横坐标轴平移曲线沿横坐标轴平移 ，曲线形状不变。可见，由曲线形状不变。可见，由此引起振荡频率的变化量此引起振荡频率的变化量实际就是回路谐振频率的实际就是回路谐振频率的变化量，即变化量，即 ，图图(a)。0)(z o

5、sc 0 0 0 (2)若若负载和管子参数变负载和管子参数变化，使谐振回路的化，使谐振回路的 增加增加 ，则则 曲线变陡。曲线变陡。引起引起振荡频率的变化量与振荡频率的变化量与 大小大小有关有关。图图(b)。eQ)(z eQ f oscosc eQ (3)若若 产生产生 ，则，则 曲曲线形状不变，而交点移动。线形状不变，而交点移动。f f )(z 引起振荡频率的变化引起振荡频率的变化 与与 的大小有关。的大小有关。f f eQ3.讨论讨论 提高提高 LC 振荡器频稳度的措施振荡器频稳度的措施 减小减小 、和和 ，尤其是，尤其是 ，为此必，为此必须减小外界因素的变化和须减小外界因素的变化和 对外

6、界因素变化对外界因素变化的敏感度。的敏感度。0 fe0 和和、Qfe0 Q 减小减小 和增大和增大 ，目的是减小由，目的是减小由 、引起的振荡频率变化量。引起的振荡频率变化量。eQ f f eQ二、提高频稳度的基本措施二、提高频稳度的基本措施1.减小外界因素的变化减小外界因素的变化 外界因素：外界因素：温度、湿度、大气压力、电源电压、温度、湿度、大气压力、电源电压、周围磁场、机械振动及负载变化等，其中尤以温度的周围磁场、机械振动及负载变化等，其中尤以温度的影响最严重。影响最严重。措施：措施：减振、恒温、密封减振、恒温、密封(湿度、大气压湿度、大气压)、高稳定、高稳定度电源、屏蔽罩、振荡器与负载

7、间播入跟随器。度电源、屏蔽罩、振荡器与负载间播入跟随器。2.提高振荡回路标准性提高振荡回路标准性 (1)标准性：标准性：振荡回路在外界因素变化时保持固有振荡回路在外界因素变化时保持固有谐振频率不变的能力。谐振频率不变的能力。标准性越高，标准性越高，就越小。就越小。0(2)与与 的关系的关系 0 CL 、)1)(1(1)(1000CCLLCCLL 将此式展开，忽略高阶小量，化简化为将此式展开，忽略高阶小量，化简化为 00 CCLLCCLL2121)21)(21(0000 )(2100CCLL (3)措施措施 此式表明此式表明，为提高回路标准性，必须减小，为提高回路标准性，必须减小 L 和和 C的

8、相对变化量。措施是，采用高稳定度的集总电容、的相对变化量。措施是，采用高稳定度的集总电容、电感，减小不稳定的寄生量及其在电感，减小不稳定的寄生量及其在 L、C 中的比重，中的比重，采用温度补偿。采用温度补偿。采用温度补偿。电感和部分寄生参量有正值的采用温度补偿。电感和部分寄生参量有正值的温度系数，选用有负温度系数的陶瓷电容器，且负温度温度系数，选用有负温度系数的陶瓷电容器，且负温度系数值合适，可补偿正系数变化，使系数值合适，可补偿正系数变化，使 大大减小。大大减小。缩短引线，采用贴片元器件，减小分布参数缩短引线，采用贴片元器件，减小分布参数。增加增加 LC 总电容，减小管子极间电容在总电容总电

9、容，减小管子极间电容在总电容中的比重，减小管子输入和输出电阻及它们变化量对中的比重，减小管子输入和输出电阻及它们变化量对 的影响。的影响。eQ 但，当频率一定时，增加电容势必减小回路电感，但，当频率一定时，增加电容势必减小回路电感，使固有品质因数使固有品质因数 及及 降低，不利于频稳度的提高。降低，不利于频稳度的提高。所以，增加总电容是有限度的。因此一般都串联电容，所以，增加总电容是有限度的。因此一般都串联电容，减小管子与回路间耦合的方法。减小管子与回路间耦合的方法。如：如：clapp电路电路。0QeQ3.3.2 克拉泼克拉泼(clapp)振荡电路振荡电路 1.电路电路 2.特点特点 clap

10、p 电路电路是电容三点式振荡器的改进型电路，与是电容三点式振荡器的改进型电路，与 电容三点式差别，仅在回路中多加了一个与电容三点式差别，仅在回路中多加了一个与 、串联的电容串联的电容 。取值较小。满足取值较小。满足 ，回路总电容取决于，回路总电容取决于 。1C2C3C3C3C1C3C2C3C3.原理原理 不稳定电容是极间电容不稳定电容是极间电容 、。它们并联。它们并联在在 、上，不影响上，不影响 ，结果减小了不稳定电容对，结果减小了不稳定电容对频率的影响，且频率的影响，且 越小，影响越小，回路标准性越越小，影响越小，回路标准性越高。比电容三点式高一个数量级。高。比电容三点式高一个数量级。ceC

11、beCcbC1C2C3C3C4.讨论讨论 接入接入 后，虽反馈系数不变，但接在后，虽反馈系数不变，但接在 A、B 两两端的电阻端的电阻 折算到集电极间的数值折算到集电极间的数值 减小，减小，3C)/(e0LLRRR LRLRL22133L2)(RCCCRn、C1、2 是是 、极间电容的总和，因而环路增益减小。极间电容的总和，因而环路增益减小。越小，环路增益越小。可见，在这种振荡电路中，减越小，环路增益越小。可见，在这种振荡电路中，减小小 提高标准性是以牺牲环路增益为代价的。提高标准性是以牺牲环路增益为代价的。过过小，就不会满足振幅起振条件，而停振。小，就不会满足振幅起振条件，而停振。1C2C3C3C3C