《通信電子電路》全套PPT課件

《通信電子電路》全套PPT課件,通信電子電路,通信,電子電路,全套,PPT,課件 6.5 調(diào)頻波的解調(diào)調(diào)頻波的解調(diào)一、鑒頻器的質(zhì)量指標(biāo)一、鑒頻器的質(zhì)量指標(biāo)二、斜率鑒頻器二、斜率鑒頻器三、相位鑒頻器三、相位鑒頻器四、比例鑒頻器四、比例鑒頻器 6.5 6.5 調(diào)頻波的解調(diào)調(diào)頻波的解調(diào) 從調(diào)頻波中取出原來(lái)的調(diào)制信號(hào)，從調(diào)頻波中取出原來(lái)的調(diào)制信號(hào)，稱(chēng)為頻率檢波，又稱(chēng)鑒頻。完成鑒頻功稱(chēng)為頻率檢波，又稱(chēng)鑒頻。完成鑒頻功能的電路，稱(chēng)為鑒頻器。能的電路，稱(chēng)為鑒頻器。在調(diào)頻波中，調(diào)制信息包含在高頻在調(diào)頻波中，調(diào)制信息包含在高頻振蕩頻率的變化量中，所以調(diào)頻波的解振蕩頻率的變化量中，所以調(diào)頻波的解調(diào)任務(wù)就是要求調(diào)任務(wù)就是要求鑒頻器輸出信號(hào)與輸入鑒頻器輸出信號(hào)與輸入調(diào)頻波的瞬時(shí)頻移成線性關(guān)系。調(diào)頻波的瞬時(shí)頻移成線性關(guān)系?？捎梅娇驁D表示。其對(duì)應(yīng)各點(diǎn)波形如圖可用方框圖表示。其對(duì)應(yīng)各點(diǎn)波形如圖6-246-24所示。所示。由于信號(hào)的最后檢出還是利用高頻振幅的由于信號(hào)的最后檢出還是利用高頻振幅的變化，這就變化，這就要求輸入的調(diào)頻波本身要求輸入的調(diào)頻波本身“干凈干凈”不帶不帶有寄生調(diào)幅。有寄生調(diào)幅。否則，否則，這些寄生調(diào)幅將混在轉(zhuǎn)換后這些寄生調(diào)幅將混在轉(zhuǎn)換后的調(diào)幅調(diào)頻波中，使最后檢出的信號(hào)受到干擾。的調(diào)幅調(diào)頻波中，使最后檢出的信號(hào)受到干擾。調(diào)頻波的檢波，主要是限幅器和鑒頻器調(diào)頻波的檢波，主要是限幅器和鑒頻器 為此，在輸入到鑒頻器前的信號(hào)要經(jīng)過(guò)為此，在輸入到鑒頻器前的信號(hào)要經(jīng)過(guò)限幅、使其幅度恒定。限幅、使其幅度恒定。因此，調(diào)頻波的檢波，主要是限幅器和鑒頻因此，調(diào)頻波的檢波，主要是限幅器和鑒頻器兩個(gè)環(huán)節(jié)，可用圖器兩個(gè)環(huán)節(jié)，可用圖6-246-24（a a）方框圖表示。方框圖表示。其對(duì)應(yīng)各點(diǎn)波形如圖其對(duì)應(yīng)各點(diǎn)波形如圖6-24(b)6-24(b)所示。所示。有的鑒頻器（比例鑒頻器），本身具有有的鑒頻器（比例鑒頻器），本身具有限幅作用，則可以省掉限幅器。限幅作用，則可以省掉限幅器。鑒頻器的類(lèi)型很多，根據(jù)它們的工作原鑒頻器的類(lèi)型很多，根據(jù)它們的工作原理，可分為理，可分為斜率鑒頻器，相位鑒頻器和比例斜率鑒頻器，相位鑒頻器和比例鑒頻器。鑒頻器。思路思路鑒頻器實(shí)際上包含兩個(gè)部分鑒頻器實(shí)際上包含兩個(gè)部分1.1.線性變線性變換電路換電路-借助于借助于諧振電路諧振電路將等將等幅的調(diào)頻波轉(zhuǎn)換成幅度隨瞬時(shí)頻率變化幅的調(diào)頻波轉(zhuǎn)換成幅度隨瞬時(shí)頻率變化的調(diào)幅調(diào)頻波的調(diào)幅調(diào)頻波。2.2.幅度檢波電路幅度檢波電路-用二極管檢波器進(jìn)行用二極管檢波器進(jìn)行幅度檢波，以還原出調(diào)制信號(hào)。幅度檢波，以還原出調(diào)制信號(hào)。一一.鑒頻器的質(zhì)量指標(biāo)鑒頻器的質(zhì)量指標(biāo)1.1.鑒頻跨導(dǎo)鑒頻跨導(dǎo)gd 鑒頻器的輸出電壓鑒頻器的輸出電壓 與輸入調(diào)頻信號(hào)瞬與輸入調(diào)頻信號(hào)瞬時(shí)頻偏時(shí)頻偏 的關(guān)系，所謂鑒頻跨導(dǎo)，是指曲線的關(guān)系，所謂鑒頻跨導(dǎo)，是指曲線的中心頻率的中心頻率(圖圖6-256-25的的 處）附近輸處）附近輸 出電壓與頻偏的比值又叫鑒頻靈敏度。出電壓與頻偏的比值又叫鑒頻靈敏度。它表示單位頻偏所產(chǎn)生輸出電壓的大小。它表示單位頻偏所產(chǎn)生輸出電壓的大小。鑒頻曲線越陡，鑒頻靈敏度越高，說(shuō)明在較小鑒頻曲線越陡，鑒頻靈敏度越高，說(shuō)明在較小 的頻偏下就能得到一定電壓的輸出。因此鑒的頻偏下就能得到一定電壓的輸出。因此鑒 頻跨導(dǎo)大些好。頻跨導(dǎo)大些好。2.2.鑒頻頻帶寬度鑒頻頻帶寬度B 這指的鑒頻特性近于直線的頻率范圍。在這指的鑒頻特性近于直線的頻率范圍。在圖中就是兩彎曲點(diǎn)之間的范圍，我們稱(chēng)為頻圖中就是兩彎曲點(diǎn)之間的范圍，我們稱(chēng)為頻帶寬度帶寬度B。一般要求一般要求B 大于輸入調(diào)頻波頻偏大于輸入調(diào)頻波頻偏的兩倍。的兩倍。3.3.非線性失真非線性失真 在頻帶內(nèi)鑒頻特性只是近似線性，也存在著在頻帶內(nèi)鑒頻特性只是近似線性，也存在著非線性失真，我們希望非線性失真盡量小。非線性失真，我們希望非線性失真盡量小。4.4.對(duì)寄生調(diào)幅應(yīng)有一定的抑制能力對(duì)寄生調(diào)幅應(yīng)有一定的抑制能力二、斜率鑒頻器二、斜率鑒頻器 1.1.單失諧回路斜率鑒頻器單失諧回路斜率鑒頻器 1 1）電路）電路 2）工作原理工作原理 3）優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) 2.參差調(diào)諧鑒頻器參差調(diào)諧鑒頻器1.1.電路電路斜率鑒頻器由斜率鑒頻器由失諧單諧振回路失諧單諧振回路和和 二極管包絡(luò)檢波器二極管包絡(luò)檢波器組成。組成。其諧振電路不是調(diào)諧于調(diào)頻波的載波頻其諧振電路不是調(diào)諧于調(diào)頻波的載波頻率，而是比它高或低一些形成一定的失諧。率，而是比它高或低一些形成一定的失諧。2.工作原理工作原理 利用利用并聯(lián)并聯(lián)LCLC回路幅頻特性的傾斜部分回路幅頻特性的傾斜部分將將等幅等幅FM波波 AM-FM M波；波；再通過(guò)再通過(guò)二極管對(duì)調(diào)幅波檢波二極管對(duì)調(diào)幅波檢波，便可得到，便可得到調(diào)制信號(hào)。調(diào)制信號(hào)。這種鑒頻器是利用并聯(lián)回路幅頻特性的這種鑒頻器是利用并聯(lián)回路幅頻特性的傾斜部分傾斜部分將調(diào)頻波變換成將調(diào)頻波變換成調(diào)幅調(diào)頻波調(diào)幅調(diào)頻波，故稱(chēng)，故稱(chēng)為為斜率鑒頻器斜率鑒頻器。在實(shí)際調(diào)整時(shí)，為了獲得在實(shí)際調(diào)整時(shí)，為了獲得線性的線性的鑒頻特性鑒頻特性曲線，總是使輸入曲線，總是使輸入調(diào)頻波的中心頻率處于諧振調(diào)頻波的中心頻率處于諧振特性曲線中接近直線段的中點(diǎn)，特性曲線中接近直線段的中點(diǎn)，如圖如圖6-276-27所示所示 M(或或 )點(diǎn)。點(diǎn)。這樣，諧振電路這樣，諧振電路電壓幅度的變電壓幅度的變化將與頻率成線性關(guān)系，就可將調(diào)頻波轉(zhuǎn)換成化將與頻率成線性關(guān)系，就可將調(diào)頻波轉(zhuǎn)換成調(diào)幅調(diào)頻波。再通過(guò)二極管對(duì)調(diào)幅波的檢調(diào)幅調(diào)頻波。再通過(guò)二極管對(duì)調(diào)幅波的檢 波，便可得到調(diào)制信號(hào)波，便可得到調(diào)制信號(hào)。3.3.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：線性范圍與靈敏度矛盾缺點(diǎn)：線性范圍與靈敏度矛盾Q大大，靈敏度高，線性范圍窄；靈敏度高，線性范圍窄；Q小小，靈敏度低，但線性范圍寬。靈敏度低，但線性范圍寬。2.參差調(diào)諧鑒頻器參差調(diào)諧鑒頻器 可以改善斜率鑒頻器的線性可以改善斜率鑒頻器的線性 第一個(gè)回路的諧振頻率第一個(gè)回路的諧振頻率 高于調(diào)頻波的中心頻高于調(diào)頻波的中心頻 率率 ，第二個(gè)回路的諧振頻率第二個(gè)回路的諧振頻率 低于低于 ，它們相對(duì)于它們相對(duì)于 有一失諧量。有一失諧量。圖圖6-28 6-28 參差調(diào)諧鑒頻器參差調(diào)諧鑒頻器載波狀態(tài)載波狀態(tài)Uo1Uo2，Uo0；f fc時(shí)時(shí)，Uo1Uo2，Uo為正值；為正值；f fc時(shí)時(shí)，Uo1 Uo2 Uo 0當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，Uo1 Uo2 Uo 0 圖圖6-33 6-33 耦合系數(shù)耦合系數(shù)K K對(duì)對(duì)S S曲線的影響曲線的影響 圖圖6-346-34品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q對(duì)對(duì)S S曲線的影響曲線的影響 上述關(guān)系用曲線表示出來(lái)，與圖上述關(guān)系用曲線表示出來(lái)，與圖6-296-29相似，也呈相似，也呈S形，形，S 曲線表示了鑒頻特性。曲線表示了鑒頻特性。曲線表示了鑒頻特性。圖圖6-35 6-35 原邊諧振角頻率對(duì)原邊諧振角頻率對(duì)S S曲線的影響曲線的影響 圖圖6-36 6-36 副邊諧振角頻率對(duì)副邊諧振角頻率對(duì)S S曲線的影響曲線的影響 2 2電容耦合相位鑒頻器電容耦合相位鑒頻器 由于這種電路的結(jié)構(gòu)和調(diào)整比較簡(jiǎn)單，故用由于這種電路的結(jié)構(gòu)和調(diào)整比較簡(jiǎn)單，故用得較多。目前在移動(dòng)通信機(jī)中廣泛地應(yīng)用這種電得較多。目前在移動(dòng)通信機(jī)中廣泛地應(yīng)用這種電路。它與電感耦合相位鑒頻器主要有以下三個(gè)不路。它與電感耦合相位鑒頻器主要有以下三個(gè)不同點(diǎn)：同點(diǎn)：1)1)耦合回路改用電容耦合的形式。耦合回路改用電容耦合的形式。初次級(jí)線圈初次級(jí)線圈L1和和L2分別屏蔽。分別屏蔽。2)2)將兩個(gè)檢波電路的兩個(gè)負(fù)載電阻和旁路電容將兩個(gè)檢波電路的兩個(gè)負(fù)載電阻和旁路電容合成一個(gè)，并將中心接地改為單端接地。合成一個(gè)，并將中心接地改為單端接地。3)3)取消了作為直流通路的電感取消了作為直流通路的電感L3，而加了與檢而加了與檢波管并聯(lián)的電阻波管并聯(lián)的電阻R1和和R2。這兩個(gè)電阻可作為泄放這兩個(gè)電阻可作為泄放C3 上電荷的直流路。上電荷的直流路。圖圖6-37 6-37 電容耦合相位鑒頻器電容耦合相位鑒頻器 圖圖6-38 6-38 電容耦合部分電容耦合部分 、圖圖6-39 6-39 在不同頻率下、在不同頻率下、的相位關(guān)系的相位關(guān)系四、比例鑒頻器四、比例鑒頻器 使用相位鑒頻器時(shí)，在它的前級(jí)必須使用相位鑒頻器時(shí)，在它的前級(jí)必須加限幅器，以去掉調(diào)頻波的寄生調(diào)幅。加限幅器，以去掉調(diào)頻波的寄生調(diào)幅。能否對(duì)相位鑒頻器電路作一些改進(jìn)來(lái)能否對(duì)相位鑒頻器電路作一些改進(jìn)來(lái)獲得一定的限幅作用呢？獲得一定的限幅作用呢？比例鑒頻器就是這種鑒頻和限幅功能比例鑒頻器就是這種鑒頻和限幅功能的電路，如圖的電路，如圖6-406-40（a a）所示。圖所示。圖6-6-4040（b b）為其等效電路。為其等效電路。1.1.電路電路圖圖6-40 6-40 比例鑒頻器比例鑒頻器1)1)一個(gè)二極管一個(gè)二極管反接；反接；2)2)有一個(gè)大電容量有一個(gè)大電容量（一般（一般取取1010）跨接在電阻（跨接在電阻（R3+R4）兩端；兩端；3)3)輸出電壓取自輸出電壓取自、兩端，而不是取兩端，而不是取自自、兩端。兩端。2.2.電路特點(diǎn)電路特點(diǎn) 在比例鑒頻器中，加于兩個(gè)二極管的高頻電在比例鑒頻器中，加于兩個(gè)二極管的高頻電壓仍然是副邊電壓和上電壓的矢量和，所以從頻壓仍然是副邊電壓和上電壓的矢量和，所以從頻率變化轉(zhuǎn)換成幅度變化過(guò)程與相位鑒頻器相同。率變化轉(zhuǎn)換成幅度變化過(guò)程與相位鑒頻器相同。著重分析兩個(gè)問(wèn)題：著重分析兩個(gè)問(wèn)題：1)1)為什么檢波器輸出，可反映頻率的變化為什么檢波器輸出，可反映頻率的變化;2)2)為什么這種電路具有限幅作用。為什么這種電路具有限幅作用。3.3.工作原理工作原理 由于由于C5 很大，其放電時(shí)間常數(shù)很大，其放電時(shí)間常數(shù)C5(R3+R4)很大（約很大（約0.10.2s）。）。在音頻一周內(nèi)在音頻一周內(nèi)，C5上電上電壓可以認(rèn)為是恒定的，壓可以認(rèn)為是恒定的，并且不會(huì)因輸入信號(hào)幅并且不會(huì)因輸入信號(hào)幅度瞬時(shí)的變化而變化度瞬時(shí)的變化而變化。它們都是固定不變的。它們都是固定不變的。1)1)為什么檢波器輸出，可反映頻率的變化為什么檢波器輸出，可反映頻率的變化2）為什么這種電路具有限幅作用）為什么這種電路具有限幅作用 在于接入大電容在于接入大電容C ，當(dāng)接有當(dāng)接有C 時(shí)，前已時(shí)，前已分析分析，C3，C4 上電壓之和，等于一個(gè)常數(shù)上電壓之和，等于一個(gè)常數(shù)Uc ，其值決定于信號(hào)的平均強(qiáng)度。其值決定于信號(hào)的平均強(qiáng)度。今設(shè)高頻信號(hào)瞬時(shí)增大，本來(lái)今設(shè)高頻信號(hào)瞬時(shí)增大，本來(lái) Uo1 和和Uo2 ，要相應(yīng)地增大，要相應(yīng)地增大，但由于跨接了大電但由于跨接了大電容，額外的充電電荷幾乎都被吸去，使的電容，額外的充電電荷幾乎都被吸去，使的電壓總和升不上去。壓總和升不上去。這就造成在高頻一周期這就造成在高頻一周期中，充電時(shí)間要加長(zhǎng)，充電電流要加大。中，充電時(shí)間要加長(zhǎng)，充電電流要加大。這意味著，檢波電路此時(shí)要吸收更多的這意味著，檢波電路此時(shí)要吸收更多的高頻功率。而這部分功率是由諧振電路供給高頻功率。而這部分功率是由諧振電路供給的，的，故將造成諧振電路有效值故將造成諧振電路有效值 Q 的下降。的下降。這這將使諧振電路電壓隨之降低，這就對(duì)原來(lái)信將使諧振電路電壓隨之降低，這就對(duì)原來(lái)信號(hào)幅度的增大，起著抵消的作用號(hào)幅度的增大，起著抵消的作用。圖圖6-41 6-41 比例鑒頻器比例鑒頻器F，G，M點(diǎn)的電位變化點(diǎn)的電位變化 一、概述一、概述 在傳輸過(guò)程中，由于各種干擾的影響，將使在傳輸過(guò)程中，由于各種干擾的影響，將使調(diào)頻信號(hào)產(chǎn)生寄生調(diào)幅。這種帶有寄生調(diào)幅的調(diào)調(diào)頻信號(hào)產(chǎn)生寄生調(diào)幅。這種帶有寄生調(diào)幅的調(diào)頻信號(hào)通過(guò)鑒頻器（比例鑒頻器除外），使輸出頻信號(hào)通過(guò)鑒頻器（比例鑒頻器除外），使輸出電壓產(chǎn)生了不需要的幅度變化，因而造成失真，電壓產(chǎn)生了不需要的幅度變化，因而造成失真，使通信質(zhì)量降低。為了消除寄生調(diào)幅的影響，在使通信質(zhì)量降低。為了消除寄生調(diào)幅的影響，在鑒頻器（比例鑒頻器除外）前可加一級(jí)限幅器。鑒頻器（比例鑒頻器除外）前可加一級(jí)限幅器。對(duì)限幅器的要求是在消除寄生調(diào)幅時(shí)，不改變調(diào)對(duì)限幅器的要求是在消除寄生調(diào)幅時(shí)，不改變調(diào)頻信號(hào)的頻率變化規(guī)律，如圖頻信號(hào)的頻率變化規(guī)律，如圖6-466-46所示。所示。6.6 6.6 限幅器限幅器圖圖6-46 6-46 限幅器的作用限幅器的作用 由于限幅過(guò)程是一個(gè)非線性過(guò)程，在由于限幅過(guò)程是一個(gè)非線性過(guò)程，在輸出信號(hào)中必然產(chǎn)生許多新的頻率成分。輸出信號(hào)中必然產(chǎn)生許多新的頻率成分。所以需要用諧振回路或其他形式的帶通濾所以需要用諧振回路或其他形式的帶通濾波器將不需要的頻率成分濾掉，以得到恒波器將不需要的頻率成分濾掉，以得到恒定振幅的調(diào)頻正弦波。定振幅的調(diào)頻正弦波。因此，限幅器通常由非線性元件和諧因此，限幅器通常由非線性元件和諧振回路所組成，當(dāng)帶有寄生限幅的調(diào)頻信振回路所組成，當(dāng)帶有寄生限幅的調(diào)頻信號(hào)通過(guò)非線性元件后，便削去了幅度變化號(hào)通過(guò)非線性元件后，便削去了幅度變化部分；但此時(shí)波形產(chǎn)生了失真，即有新的部分；但此時(shí)波形產(chǎn)生了失真，即有新的頻率成分出現(xiàn)，需要靠諧振回路來(lái)濾除。頻率成分出現(xiàn)，需要靠諧振回路來(lái)濾除。限幅的特性曲線表示輸出限幅的特性曲線表示輸出電壓與輸入電壓關(guān)系。電壓與輸入電壓關(guān)系。在在OA段，段，輸出電壓隨輸入電壓增加而輸出電壓隨輸入電壓增加而增加；增加；A 點(diǎn)以后，輸入電壓點(diǎn)以后，輸入電壓增加，輸出電壓保持一個(gè)恒定增加，輸出電壓保持一個(gè)恒定值。值。A 點(diǎn)稱(chēng)為限幅門(mén)限，相應(yīng)點(diǎn)稱(chēng)為限幅門(mén)限，相應(yīng)的輸入電壓稱(chēng)門(mén)限電壓。顯然，的輸入電壓稱(chēng)門(mén)限電壓。顯然，只有輸入電壓超過(guò)門(mén)限電壓時(shí)，只有輸入電壓超過(guò)門(mén)限電壓時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生限幅作用。才會(huì)產(chǎn)生限幅作用。圖圖6-47 6-47 限幅特性曲線限幅特性曲線 圖圖6-486-48是兩個(gè)利用二極管限幅的電路。是兩個(gè)利用二極管限幅的電路。它是在調(diào)頻放大器的基礎(chǔ)上，加兩個(gè)二極它是在調(diào)頻放大器的基礎(chǔ)上，加兩個(gè)二極管構(gòu)成的。在管構(gòu)成的。在圖圖6-486-48（a a）中，中，V1、V2一正一正一反的并接在諧振電路兩端。一反的并接在諧振電路兩端。當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào)小時(shí)，諧振電路電壓低，如果其幅值小于小時(shí)，諧振電路電壓低，如果其幅值小于二極管的正向?qū)妷?，則二極管相當(dāng)于二極管的正向?qū)妷海瑒t二極管相當(dāng)于開(kāi)路，對(duì)放大輸出不影響。開(kāi)路，對(duì)放大輸出不影響。二、二極管限幅器二、二極管限幅器 如果信號(hào)有足夠大，諧振電路電壓高，如果信號(hào)有足夠大，諧振電路電壓高，則兩個(gè)二極管在正負(fù)半周的部分時(shí)間內(nèi)交則兩個(gè)二極管在正負(fù)半周的部分時(shí)間內(nèi)交替導(dǎo)通。因?yàn)槎O管的正向電阻隨所加的替導(dǎo)通。因?yàn)槎O管的正向電阻隨所加的電壓而變，電壓越大則正向電阻越小，故電壓而變，電壓越大則正向電阻越小，故信號(hào)越大，二極管內(nèi)阻越小，使諧振電路信號(hào)越大，二極管內(nèi)阻越小，使諧振電路Q(chēng) Q值下降，從而起到阻止輸出增大的作用。值下降，從而起到阻止輸出增大的作用。諧振電路電壓增幅將限制在二極管正向電諧振電路電壓增幅將限制在二極管正向電壓范圍內(nèi)。壓范圍內(nèi)。例如若是硅管，則諧振電路的例如若是硅管，則諧振電路的電壓幅值約為電壓幅值約為0.7V。圖圖6-48 6-48 二極管限幅電路二極管限幅電路 圖圖6-48 6-48 二極管限幅電路二極管限幅電路 利用三極管作削波元件組成的限幅電利用三極管作削波元件組成的限幅電路，如圖路，如圖6-496-49所示。從形式上看，它與一所示。從形式上看，它與一般的調(diào)諧放大器沒(méi)有什么區(qū)別，但其工作般的調(diào)諧放大器沒(méi)有什么區(qū)別，但其工作狀態(tài)卻有別于調(diào)諧放大器。狀態(tài)卻有別于調(diào)諧放大器。在輸入信號(hào)較在輸入信號(hào)較小時(shí)，限幅器處于放大狀態(tài)，起普通中頻小時(shí)，限幅器處于放大狀態(tài)，起普通中頻放大器的作用；放大器的作用；當(dāng)輸入信號(hào)加大時(shí)，工作當(dāng)輸入信號(hào)加大時(shí)，工作到截止和飽和區(qū)域，并且讓截止和飽和時(shí)到截止和飽和區(qū)域，并且讓截止和飽和時(shí)間基本相同，即可起到限幅的作用。間基本相同，即可起到限幅的作用。三、晶體管限幅器三、晶體管限幅器 實(shí)際上，一般的限幅電路，實(shí)際上，一般的限幅電路，只能在一只能在一定程度上限制輸出電壓的幅度，定程度上限制輸出電壓的幅度，不可能絕不可能絕對(duì)保持不變。特別是當(dāng)信號(hào)弱時(shí)，便失去對(duì)保持不變。特別是當(dāng)信號(hào)弱時(shí)，便失去限幅作用。限幅作用。因此因此要得到好的限幅效果，在要得到好的限幅效果，在限幅級(jí)前要求有高的信號(hào)增益，限幅級(jí)前要求有高的信號(hào)增益，并且不止并且不止一級(jí)上加以限幅。一級(jí)上加以限幅。圖圖6-49 6-49 晶體管限幅放大器晶體管限幅放大器 調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相這三種調(diào)制方式，調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相這三種調(diào)制方式，它們各有特點(diǎn)，在實(shí)際工作中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)它們各有特點(diǎn)，在實(shí)際工作中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體條件，確定適當(dāng)?shù)恼{(diào)制方式，下面僅具體條件，確定適當(dāng)?shù)恼{(diào)制方式，下面僅就用得較多的兩種主要方式就用得較多的兩種主要方式調(diào)頻和調(diào)調(diào)頻和調(diào)幅，作一比較。幅，作一比較。6.7 6.7 調(diào)制方式的比較調(diào)制方式的比較 通信的距離和可靠性，在相當(dāng)大的程度通信的距離和可靠性，在相當(dāng)大的程度上取決于抗干擾性能的好壞。上取決于抗干擾性能的好壞。一般的說(shuō)，調(diào)頻系統(tǒng)的抗干擾能力比調(diào)一般的說(shuō)，調(diào)頻系統(tǒng)的抗干擾能力比調(diào)幅系統(tǒng)強(qiáng)。但這是有條件的。當(dāng)收到的信號(hào)幅系統(tǒng)強(qiáng)。但這是有條件的。當(dāng)收到的信號(hào)干擾強(qiáng)度比小于某一臨界值時(shí)，調(diào)頻甚至比干擾強(qiáng)度比小于某一臨界值時(shí)，調(diào)頻甚至比調(diào)幅系統(tǒng)還要差些。調(diào)幅系統(tǒng)還要差些。1.1.抗干擾性能抗干擾性能 圖圖6-506-50表示在表示在不同的輸入信號(hào)不同的輸入信號(hào)干擾強(qiáng)度比的情干擾強(qiáng)度比的情況下調(diào)頻接收機(jī)況下調(diào)頻接收機(jī)輸出信號(hào)干擾強(qiáng)輸出信號(hào)干擾強(qiáng)度比的變化情況。度比的變化情況。圖圖6-50 6-50 不同信號(hào)干擾對(duì)不同信號(hào)干擾對(duì)調(diào)頻接收的影響調(diào)頻接收的影響 調(diào)頻信號(hào)所占據(jù)的頻帶寬度大于調(diào)調(diào)頻信號(hào)所占據(jù)的頻帶寬度大于調(diào)幅信號(hào)，即調(diào)幅制比較經(jīng)濟(jì)。幅信號(hào)，即調(diào)幅制比較經(jīng)濟(jì)。但發(fā)射機(jī)但發(fā)射機(jī)所能傳送的音頻頻帶越寬，聲音越逼真，所能傳送的音頻頻帶越寬，聲音越逼真，即音質(zhì)越好，從這個(gè)角度看，調(diào)頻信號(hào)即音質(zhì)越好，從這個(gè)角度看，調(diào)頻信號(hào)比調(diào)幅信號(hào)好。比調(diào)幅信號(hào)好。2.2.占用頻帶的寬度占用頻帶的寬度 由于調(diào)頻發(fā)射機(jī)發(fā)射的是等幅波，所以由于調(diào)頻發(fā)射機(jī)發(fā)射的是等幅波，所以調(diào)頻波的功率不因調(diào)制而增大，而調(diào)幅波的調(diào)頻波的功率不因調(diào)制而增大，而調(diào)幅波的功率隨著調(diào)制的深度而加大。功率隨著調(diào)制的深度而加大。當(dāng)當(dāng)m=1時(shí)，調(diào)時(shí)，調(diào)幅波的平均功率則達(dá)到載波功率的幅波的平均功率則達(dá)到載波功率的1.51.5倍，倍，最大工作點(diǎn)的峰值功率則達(dá)載波功率的最大工作點(diǎn)的峰值功率則達(dá)載波功率的4 4倍。倍。故故調(diào)頻發(fā)射機(jī)的功率和耗電量要比相同載波調(diào)頻發(fā)射機(jī)的功率和耗電量要比相同載波功率的調(diào)幅發(fā)射機(jī)小。功率的調(diào)幅發(fā)射機(jī)小。3.3.發(fā)射機(jī)所需的功率和耗電量發(fā)射機(jī)所需的功率和耗電量 在移動(dòng)通信中，由于傳輸距離差別懸殊，在移動(dòng)通信中，由于傳輸距離差別懸殊，接收到的信號(hào)強(qiáng)度也差別懸殊。接收到的信號(hào)強(qiáng)度也差別懸殊。在強(qiáng)信號(hào)情況下，接收機(jī)的載頻放大級(jí)常在強(qiáng)信號(hào)情況下，接收機(jī)的載頻放大級(jí)常工作于限幅狀態(tài)，使調(diào)幅波嚴(yán)重失真，甚至失去工作于限幅狀態(tài)，使調(diào)幅波嚴(yán)重失真，甚至失去調(diào)幅的特點(diǎn)，造成接收機(jī)在強(qiáng)信號(hào)情況下反而接調(diào)幅的特點(diǎn)，造成接收機(jī)在強(qiáng)信號(hào)情況下反而接收不好甚至完全不能接收的情況，這種情況稱(chēng)為收不好甚至完全不能接收的情況，這種情況稱(chēng)為強(qiáng)信號(hào)堵塞現(xiàn)象。假如強(qiáng)信號(hào)堵塞現(xiàn)象。假如采用調(diào)頻系統(tǒng)，則由于調(diào)采用調(diào)頻系統(tǒng)，則由于調(diào)頻接收不受限幅的影響，可以在一定程度上得到頻接收不受限幅的影響，可以在一定程度上得到改善。改善。4.4.強(qiáng)信號(hào)堵塞現(xiàn)象強(qiáng)信號(hào)堵塞現(xiàn)象 一、一、MC28332833調(diào)頻電路調(diào)頻電路 1 1內(nèi)部結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)指標(biāo)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)指標(biāo) MC2833833的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-516-51所示。它所示。它包括包括一個(gè)話筒放大器、射頻電壓控制振蕩一個(gè)話筒放大器、射頻電壓控制振蕩器、緩沖器和兩個(gè)輔助的晶體管放大器等器、緩沖器和兩個(gè)輔助的晶體管放大器等幾個(gè)主要部分。幾個(gè)主要部分。使用時(shí)需要外接晶體、使用時(shí)需要外接晶體、LC選頻網(wǎng)絡(luò)以及少量電阻、電容和電感。選頻網(wǎng)絡(luò)以及少量電阻、電容和電感。MC28332833的電源電壓范圍較寬的電源電壓范圍較寬,為為2.82.8 V9.09.0V。6.8 6.8 集成調(diào)頻、鑒頻電路芯片集成調(diào)頻、鑒頻電路芯片圖圖6-51 MC28336-51 MC2833內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 話筒產(chǎn)生的音頻信號(hào)從話筒產(chǎn)生的音頻信號(hào)從腳輸入腳輸入,經(jīng)經(jīng)放大后去控制可變電抗元件?？勺冸娍乖糯蠛笕タ刂瓶勺冸娍乖？勺冸娍乖闹绷髌珘河善瑑?nèi)參考電壓經(jīng)電阻分壓件的直流偏壓由片內(nèi)參考電壓經(jīng)電阻分壓后提供。由片內(nèi)振蕩電路、可變電抗元件、后提供。由片內(nèi)振蕩電路、可變電抗元件、外接晶體和外接晶體和1515、16 16 腳兩個(gè)外接電容組成的腳兩個(gè)外接電容組成的晶振直接調(diào)頻電路晶振直接調(diào)頻電路(皮爾斯電路皮爾斯電路)產(chǎn)生載頻產(chǎn)生載頻為為16.566716.5667MHz的調(diào)頻信號(hào)。的調(diào)頻信號(hào)。2 2MC28332833組成的調(diào)頻發(fā)射機(jī)電路組成的調(diào)頻發(fā)射機(jī)電路 與晶體串聯(lián)的與晶體串聯(lián)的33H33H電感用于擴(kuò)展最大電感用于擴(kuò)展最大線性頻偏。緩沖器通過(guò)線性頻偏。緩沖器通過(guò)1414腳外接三倍頻網(wǎng)腳外接三倍頻網(wǎng)絡(luò)將調(diào)頻信號(hào)載頻提高到絡(luò)將調(diào)頻信號(hào)載頻提高到49.7 MHz49.7 MHz，同時(shí)同時(shí)也將最大線性頻偏擴(kuò)展為原來(lái)的三倍，然也將最大線性頻偏擴(kuò)展為原來(lái)的三倍，然后從后從1313腳返回片內(nèi)，經(jīng)兩級(jí)放大后從腳返回片內(nèi)，經(jīng)兩級(jí)放大后從腳腳輸出。輸出。MC28332833輸出的調(diào)頻信號(hào)可以直接用天輸出的調(diào)頻信號(hào)可以直接用天線發(fā)射線發(fā)射,也可以接其他集成功放電路后再也可以接其他集成功放電路后再發(fā)射出去。發(fā)射出去。圖圖6-52 MC28336-52 MC2833組成的調(diào)頻發(fā)射機(jī)電路組成的調(diào)頻發(fā)射機(jī)電路 MC3361BMC3361B內(nèi)部功能框圖內(nèi)部功能框圖 圖圖6-53(a)6-53(a)是是MC3361BMC3361B內(nèi)部功能框圖，內(nèi)部功能框圖，(b)(b)是典是典型應(yīng)用電路。型應(yīng)用電路。從從1616腳輸入第一中頻為腳輸入第一中頻為10.710.7 MHz的調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻信號(hào)與與10.245MHz10.245MHz的晶振進(jìn)行第二次混頻的晶振進(jìn)行第二次混頻,產(chǎn)生的產(chǎn)生的455kHz455kHz調(diào)頻信號(hào)從調(diào)頻信號(hào)從腳外接的帶通濾波器腳外接的帶通濾波器FL1取取出出,然后由然后由腳進(jìn)入限幅放大器。腳進(jìn)入限幅放大器。腳外接的腳外接的LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和片內(nèi)的并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和片內(nèi)的10 10 pF小電容組成小電容組成9090頻相轉(zhuǎn)換頻相轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)。相位鑒頻器輸出低頻分量由片內(nèi)放大器放網(wǎng)絡(luò)。相位鑒頻器輸出低頻分量由片內(nèi)放大器放大后大后,由由腳外接腳外接RCRC低通濾波器取出。低通濾波器取出。二、二、MC3361B3361B解調(diào)電路解調(diào)電路圖圖6-536-53（a)MC3361Ba)MC3361B內(nèi)部功能框圖內(nèi)部功能框圖圖圖6-53(b)MC3361B6-53(b)MC3361B典型應(yīng)用電路典型應(yīng)用電路圖圖6-53(b)MC3361B6-53(b)MC3361B典型應(yīng)用電路典型應(yīng)用電路第第4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器4.1 4.1 概述概述 4.2 4.2 反饋型正弦波自激振蕩器基本原理反饋型正弦波自激振蕩器基本原理4.3 4.3 三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC振蕩器振蕩器4.4 4.4 改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器4.5 4.5 振蕩器的頻率穩(wěn)定問(wèn)題振蕩器的頻率穩(wěn)定問(wèn)題 4.6 4.6 石英晶體諧振器石英晶體諧振器4.7 4.7 石英晶體振蕩器電路石英晶體振蕩器電路4.8 4.8 陶瓷振子和陶瓷振子電路陶瓷振子和陶瓷振子電路 4.9 4.9 單片集成振蕩電路單片集成振蕩電路E1648 1648 返回總目錄返回總目錄本章內(nèi)容本章內(nèi)容本章重點(diǎn)與難點(diǎn)本章重點(diǎn)與難點(diǎn)（一）本章重點(diǎn)（一）本章重點(diǎn) 1.1.振蕩器的種類(lèi)及應(yīng)用；振蕩器的種類(lèi)及應(yīng)用；2.2.三點(diǎn)式振蕩器；三點(diǎn)式振蕩器；3.3.改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器，即克拉潑改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器，即克拉潑 電路和西勒電路；電路和西勒電路；4.4.振蕩器的頻率穩(wěn)定問(wèn)題；振蕩器的頻率穩(wěn)定問(wèn)題；5.5.壓電效應(yīng)，石英晶體諧振器；石英晶壓電效應(yīng)，石英晶體諧振器；石英晶 體振蕩器電路。體振蕩器電路。（二）本章難點(diǎn)（二）本章難點(diǎn) 克拉潑電路和西勒電路克拉潑電路和西勒電路4.1 4.1 概概 述述 振蕩器是指在沒(méi)有外加信號(hào)作用下的一種自振蕩器是指在沒(méi)有外加信號(hào)作用下的一種自動(dòng)將直流電源的能量變換為一定波形的交變振蕩動(dòng)將直流電源的能量變換為一定波形的交變振蕩能量的裝置。能量的裝置。一、正弦波振蕩器的應(yīng)用一、正弦波振蕩器的應(yīng)用 1.1.在信息傳輸系統(tǒng)的各種發(fā)射機(jī)中，就是在信息傳輸系統(tǒng)的各種發(fā)射機(jī)中，就是把主振器（振蕩器）所產(chǎn)生的載波，經(jīng)過(guò)放把主振器（振蕩器）所產(chǎn)生的載波，經(jīng)過(guò)放大、調(diào)制而把信息發(fā)射出去的。大、調(diào)制而把信息發(fā)射出去的。2.2.在超外差式的各種接收機(jī)中，是由振蕩在超外差式的各種接收機(jī)中，是由振蕩器產(chǎn)生一個(gè)器產(chǎn)生一個(gè)“本地振蕩本地振蕩”信號(hào)，送入混頻器，信號(hào)，送入混頻器，才能將高頻信號(hào)變成中頻信號(hào)。才能將高頻信號(hào)變成中頻信號(hào)。3.3.在研制、調(diào)測(cè)各類(lèi)電子設(shè)備時(shí)，常在研制、調(diào)測(cè)各類(lèi)電子設(shè)備時(shí)，常常需要信號(hào)源和各種測(cè)量?jī)x器，在這些儀常需要信號(hào)源和各種測(cè)量?jī)x器，在這些儀器中大多包含有振蕩器。器中大多包含有振蕩器。例如高頻信號(hào)發(fā)生器、音頻信號(hào)發(fā)生例如高頻信號(hào)發(fā)生器、音頻信號(hào)發(fā)生器、器、Q表以及各種數(shù)字式測(cè)量?jī)x表等。表以及各種數(shù)字式測(cè)量?jī)x表等。4.4.在工業(yè)生產(chǎn)中的高頻加熱、超聲焊在工業(yè)生產(chǎn)中的高頻加熱、超聲焊接以及電子醫(yī)療器械也都廣泛應(yīng)用振蕩器。接以及電子醫(yī)療器械也都廣泛應(yīng)用振蕩器?？梢?jiàn)正弦波振蕩器在電子技術(shù)領(lǐng)域里可見(jiàn)正弦波振蕩器在電子技術(shù)領(lǐng)域里有著廣泛的應(yīng)用。有著廣泛的應(yīng)用。1.1.“反饋式振蕩器反饋式振蕩器”和和“負(fù)阻式振蕩器負(fù)阻式振蕩器”兩大類(lèi)兩大類(lèi) 從所采用的分析方法和振蕩器的特性來(lái)看，我從所采用的分析方法和振蕩器的特性來(lái)看，我們只討論們只討論反饋式振蕩器反饋式振蕩器。2.2.RC振蕩器與振蕩器與LC振蕩器振蕩器 按選頻網(wǎng)絡(luò)（元件組成）來(lái)看按選頻網(wǎng)絡(luò)（元件組成）來(lái)看 3.3.正弦波振蕩器正弦波振蕩器與非正弦波振蕩器與非正弦波振蕩器 按振蕩器所產(chǎn)生的波形來(lái)看按振蕩器所產(chǎn)生的波形來(lái)看 本書(shū)只介紹本書(shū)只介紹LC正弦波振蕩器正弦波振蕩器。主要討論正弦波振。主要討論正弦波振蕩器的基本原理。將詳細(xì)分析各種正弦波振蕩器的振蕩蕩器的基本原理。將詳細(xì)分析各種正弦波振蕩器的振蕩與穩(wěn)頻原理，并與穩(wěn)頻原理，并對(duì)幾種典型振蕩電路進(jìn)行分析。對(duì)幾種典型振蕩電路進(jìn)行分析。二、振蕩器的種類(lèi)二、振蕩器的種類(lèi)4.2 4.2 反饋型正弦波自激振蕩器基本原理反饋型正弦波自激振蕩器基本原理 一、從調(diào)諧放大到自激振蕩一、從調(diào)諧放大到自激振蕩 圖為調(diào)諧放大器電路，圖為調(diào)諧放大器電路，輸入信號(hào)經(jīng)輸入信號(hào)經(jīng)互感互感M1耦合，耦合，加到晶體管基極和發(fā)射極之加到晶體管基極和發(fā)射極之 間，以間，以u(píng)be 表示，在諧振回路表示，在諧振回路 兩端得到已經(jīng)放大的信號(hào)兩端得到已經(jīng)放大的信號(hào)uce，再經(jīng)過(guò)再經(jīng)過(guò)互感互感M2 從線圈次從線圈次 圖圖4-2 4-2 調(diào)諧放大器調(diào)諧放大器 級(jí)得到輸出信號(hào)級(jí)得到輸出信號(hào)uo，如果把如果把uo再送回到輸入端，再送回到輸入端，uo的相位和大小同原來(lái)的輸入信號(hào)的相位和大小同原來(lái)的輸入信號(hào)ui一樣，就成為自激一樣，就成為自激振蕩器了。振蕩器了。二、自激振蕩的平衡二、自激振蕩的平衡1.1.反饋必須是正反饋反饋必須是正反饋 即即反饋到輸入端的反饋電壓（電流）必須反饋到輸入端的反饋電壓（電流）必須與輸入電壓（電流）同相。與輸入電壓（電流）同相。其中其中 總相移，總相移，n整數(shù)。整數(shù)。2.2.反饋必須反饋必須足夠大足夠大 如果從輸出端送回到輸入端的信號(hào)太弱，就不如果從輸出端送回到輸入端的信號(hào)太弱，就不會(huì)產(chǎn)生振蕩了，在圖會(huì)產(chǎn)生振蕩了，在圖4-34-3電路中，可以調(diào)整電路中，可以調(diào)整M、L的的數(shù)值以及放大量來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求。數(shù)值以及放大量來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求。滿足振蕩的幅度平衡條件為：滿足振蕩的幅度平衡條件為：KF=1 自激振蕩平衡條件的復(fù)數(shù)表達(dá)式為：自激振蕩平衡條件的復(fù)數(shù)表達(dá)式為：圖圖4-3 4-3 互感反饋振蕩器互感反饋振蕩器 4.3 4.3 三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC振蕩器振蕩器 一、組成原理一、組成原理 LCLC回路引出三個(gè)端點(diǎn)，分別同晶體管的三個(gè)回路引出三個(gè)端點(diǎn)，分別同晶體管的三個(gè)電極相連的振蕩器，稱(chēng)三點(diǎn)式振蕩器。電極相連的振蕩器，稱(chēng)三點(diǎn)式振蕩器。分為電容三點(diǎn)式和電感三點(diǎn)式。分為電容三點(diǎn)式和電感三點(diǎn)式。（1 1）電容三點(diǎn)式）電容三點(diǎn)式（2 2）電感三點(diǎn)式）電感三點(diǎn)式 射同集（基）反射同集（基）反與射極相連元件電抗與射極相連元件電抗性質(zhì)相同，與集電極、基極相連元件的電抗性性質(zhì)相同，與集電極、基極相連元件的電抗性質(zhì)相反。質(zhì)相反。該規(guī)律對(duì)于三點(diǎn)式電路有普遍意義。該規(guī)律對(duì)于三點(diǎn)式電路有普遍意義。圖圖4-9 4-9 電容三點(diǎn)式振蕩器電容三點(diǎn)式振蕩器圖圖4-12 4-12 電感三點(diǎn)式振蕩器電感三點(diǎn)式振蕩器假定在晶體管的假定在晶體管的b、e間有一輸入信號(hào)間有一輸入信號(hào) ，當(dāng)振蕩頻率等，當(dāng)振蕩頻率等于于LC回路諧振頻率時(shí)，回路諧振頻率時(shí)，與與 反相，電流反相，電流 滯后于滯后于 9090度。度。C2 上的反饋電壓滯后電流上的反饋電壓滯后電流 9090度，故度，故 與與同相，滿足相位平衡條件。同相，滿足相位平衡條件。二、電容三點(diǎn)式振蕩器二、電容三點(diǎn)式振蕩器 電容反饋三點(diǎn)線路，也叫電容反饋三點(diǎn)線路，也叫“考畢茲考畢茲”振蕩電路。振蕩電路。圖圖4-9 4-9 電容三點(diǎn)式振蕩器電容三點(diǎn)式振蕩器1.電路相位平衡條件的判斷電路相位平衡條件的判斷 滿足滿足“射同集（基）射同集（基）反反”1 1）與發(fā)射極相連的兩電抗）與發(fā)射極相連的兩電抗Xce和和Xbe性質(zhì)相同；性質(zhì)相同；2 2）Xcb和和Xce、Xbe性質(zhì)相反。性質(zhì)相反。注：對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)管振蕩器，將發(fā)射極改為源極即可。注：對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)管振蕩器，將發(fā)射極改為源極即可。從從C兩端取得兩端取得，送回放大器輸入端。由，送回放大器輸入端。由于它是利用電容將諧振回路的一部分電壓于它是利用電容將諧振回路的一部分電壓反饋到基極上，而且也是將反饋到基極上，而且也是將LC諧振回路的諧振回路的三個(gè)端點(diǎn)分別與晶體管三個(gè)電極相連，所三個(gè)端點(diǎn)分別與晶體管三個(gè)電極相連，所以這種電路又叫以這種電路又叫電容反饋三點(diǎn)式振蕩器。電容反饋三點(diǎn)式振蕩器。2.反饋信號(hào)從哪取得？反饋信號(hào)從哪取得？圖圖4-11 4-11 圖圖4-94-9的等效電路的等效電路 求出放大倍數(shù)求出放大倍數(shù)K 和反饋系數(shù)和反饋系數(shù)F，看它們的看它們的乘積是乘積是否大于否大于1 1。圖中：圖中：RS 晶體管輸出電阻；晶體管輸出電阻；Co 晶體管輸出電容；晶體管輸出電容；Ri 晶體管輸入電阻；晶體管輸入電阻；Ci 晶體管輸入電容；晶體管輸入電容；R0 回路諧振電阻回路諧振電阻3.起振條件起振條件 現(xiàn)把各元件都折合到現(xiàn)把各元件都折合到c-ec-e端。端。如果如果 則回路損耗可以忽略，得則回路損耗可以忽略，得通?？紤]易起振又不致使振蕩波形的非線性失真嚴(yán)通?？紤]易起振又不致使振蕩波形的非線性失真嚴(yán)重，都選得較小，大約在重，都選得較小，大約在0.010.5之間，之間，其中其中 4.振蕩器的振蕩頻率振蕩器的振蕩頻率 f0一、串聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)線路一、串聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)線路 （克拉潑電路）（克拉潑電路）二、并聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)線路二、并聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)線路 （西勒電路）（西勒電路）4.4 改進(jìn)型電容三點(diǎn)式電路改進(jìn)型電容三點(diǎn)式電路 LC振蕩器的振蕩頻率振蕩器的振蕩頻率不僅與諧振回路的不僅與諧振回路的LC元件的值有關(guān)，元件的值有關(guān)，而且還與晶體管的輸入電容而且還與晶體管的輸入電容以及輸出電容有關(guān)。以及輸出電容有關(guān)。當(dāng)工作環(huán)境改變或更換管當(dāng)工作環(huán)境改變或更換管子時(shí)，振蕩頻率及其穩(wěn)定性就要受到影響。子時(shí)，振蕩頻率及其穩(wěn)定性就要受到影響。例如，對(duì)于電容三點(diǎn)式電路，晶體管的電例如，對(duì)于電容三點(diǎn)式電路，晶體管的電容容Co、Ci 分別同回路電容分別同回路電容C1、C2 并聯(lián)，振蕩頻并聯(lián)，振蕩頻率可以近似寫(xiě)成：率可以近似寫(xiě)成：(4-22)如何減小如何減小Co、Ci 的影響，以提高頻率穩(wěn)定度的影響，以提高頻率穩(wěn)定度呢？呢？表面看來(lái)，加大回路電容表面看來(lái)，加大回路電容 C1與與C2 的電的電容量，可以減弱由于容量，可以減弱由于Co、Ci 的變化對(duì)振蕩頻的變化對(duì)振蕩頻率的影響。但是這只適用于頻率不太高，率的影響。但是這只適用于頻率不太高，C1 和和C2 較大的情況。較大的情況。當(dāng)頻率較高時(shí)，過(guò)分地增加當(dāng)頻率較高時(shí)，過(guò)分地增加C1 和和C2，必必然減小然減小L的值（維持振蕩頻率不變），這就的值（維持振蕩頻率不變），這就導(dǎo)致回路的導(dǎo)致回路的Q值下降，值下降，振蕩幅度下降，甚至振蕩幅度下降，甚至?xí)拐袷幤魍Ｕ瘛＿@就有待于改進(jìn)。會(huì)使振蕩器停振。這就有待于改進(jìn)。一、串聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)線路一、串聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)線路 （克拉潑電路）（克拉潑電路）把基本型的電容反饋三點(diǎn)線路把基本型的電容反饋三點(diǎn)線路集電極集電極-基基極支路的電感極支路的電感改用改用L-C串聯(lián)回路代替串聯(lián)回路代替，這正是，這正是它的名稱(chēng)的由來(lái)它的名稱(chēng)的由來(lái)串聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三串聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)線路，又叫點(diǎn)線路，又叫“克拉潑克拉潑”電路電路。1.1.電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)選選 ，時(shí)時(shí)，振蕩頻率可近似振蕩頻率可近似寫(xiě)成寫(xiě)成 這就使這就使Co和和Ci幾乎與幾乎與 值無(wú)關(guān)，它們的值無(wú)關(guān)，它們的變動(dòng)對(duì)振蕩頻率的穩(wěn)定性就沒(méi)有什么影響了，變動(dòng)對(duì)振蕩頻率的穩(wěn)定性就沒(méi)有什么影響了，提高了頻率穩(wěn)定度。提高了頻率穩(wěn)定度。（4-23）2.2.振蕩頻率振蕩頻率圖圖4-16 4-16 諧振電阻諧振電阻R R折合到晶體管輸出端折合到晶體管輸出端3.電容電容C1、C2 的選取的選取 成立的條件成立的條件是是C1 和和C2都要選得比較都要選得比較大。大。但是不是但是不是C1、C2愈大愈大愈好呢？愈好呢？為了說(shuō)明這個(gè)為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，問(wèn)題，我們我們從分析回路諧振電阻從分析回路諧振電阻入手。入手。n折合到晶體管端的電阻折合到晶體管端的電阻 式中式中 n 接入系數(shù)，也叫分壓比。接入系數(shù)，也叫分壓比。因?yàn)橐驗(yàn)?則則 諧振電阻可表示為諧振電阻可表示為又因又因 克拉潑振蕩器雖然克拉潑振蕩器雖然可以提高頻率穩(wěn)定度，可以提高頻率穩(wěn)定度，但存但存在以下在以下缺點(diǎn)缺點(diǎn)：1 1）C1、C2 如過(guò)大，則振蕩幅度就太低。如過(guò)大，則振蕩幅度就太低。2 2）當(dāng)減小當(dāng)減小C 來(lái)提高來(lái)提高 f0 時(shí)，振蕩幅度顯著下時(shí)，振蕩幅度顯著下降；當(dāng)降；當(dāng)C 減到一定程度時(shí)，可能停振。減到一定程度時(shí)，可能停振。3 3）用作頻率可調(diào)的振蕩器時(shí)，振蕩幅度隨頻率用作頻率可調(diào)的振蕩器時(shí)，振蕩幅度隨頻率增加而下降，在波段范圍內(nèi)幅度不平穩(wěn)，因此，頻增加而下降，在波段范圍內(nèi)幅度不平穩(wěn)，因此，頻率覆蓋系數(shù)率覆蓋系數(shù)（在頻率可調(diào)的振蕩器中，高端頻率和（在頻率可調(diào)的振蕩器中，高端頻率和低端頻率之比稱(chēng)為頻率覆蓋系數(shù)）低端頻率之比稱(chēng)為頻率覆蓋系數(shù)）不大，約為不大，約為1.21.3 。4.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)二、并聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)線路二、并聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)線路（西勒電路）（西勒電路）除了除了采用兩個(gè)容量較大的采用兩個(gè)容量較大的C1、C2外，主要是外，主要是把基把基本型的電容反饋線路本型的電容反饋線路集電極集電極-基極支路基極支路改用改用LC并聯(lián)回并聯(lián)回路再與路再與C3串聯(lián)，串聯(lián)，所以叫并聯(lián)改進(jìn)型，也叫所以叫并聯(lián)改進(jìn)型，也叫“西勒西勒”電電路。路。1.1.電路電路特點(diǎn)特點(diǎn) 2.2.諧振頻率諧振頻率3.折合到晶體管輸出端的諧振電阻折合到晶體管輸出端的諧振電阻求出分壓比求出分壓比 n 改變改變 C 時(shí)，時(shí)，n、L、Q 都是常數(shù)，則都是常數(shù)，則 僅隨僅隨 一次方增長(zhǎng)，易于起振，振蕩幅度增加，一次方增長(zhǎng)，易于起振，振蕩幅度增加，使在使在波段范圍內(nèi)幅度比較平穩(wěn)，頻率覆蓋系數(shù)較大波段范圍內(nèi)幅度比較平穩(wěn)，頻率覆蓋系數(shù)較大，可，可達(dá)達(dá)1.61.61.81.8。另外，另外，西勒電路頻率定性好，振蕩頻率可以較西勒電路頻率定性好，振蕩頻率可以較高。高。因此，在短波、超短波通信機(jī)，電視接收機(jī)等因此，在短波、超短波通信機(jī)，電視接收機(jī)等高頻設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。高頻設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。由上式可知，由上式可知，n 和和 C 無(wú)關(guān)，無(wú)關(guān)，當(dāng)調(diào)節(jié)當(dāng)調(diào)節(jié)C 來(lái)改變振來(lái)改變振蕩頻率時(shí)，蕩頻率時(shí)，n 不變。不變。把把 R 折合到折合到 c-e 端，端，振蕩器的頻率穩(wěn)定是一個(gè)十分重要的問(wèn)振蕩器的頻率穩(wěn)定是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。例如題。例如:通信系統(tǒng)的頻率不穩(wěn)，就會(huì)漏失信號(hào)通信系統(tǒng)的頻率不穩(wěn)，就會(huì)漏失信號(hào)而聯(lián)系不上；而聯(lián)系不上；測(cè)量?jī)x器的頻率不穩(wěn)，就會(huì)引起較大測(cè)量?jī)x器的頻率不穩(wěn)，就會(huì)引起較大的測(cè)量誤差；的測(cè)量誤差；在載波電話中，載波頻率不穩(wěn)，將會(huì)在載波電話中，載波頻率不穩(wěn)，將會(huì)引起話音失真。引起話音失真。4.5 4.5 振蕩器的頻率穩(wěn)定問(wèn)題振蕩器的頻率穩(wěn)定問(wèn)題 振蕩器的頻率穩(wěn)定度指標(biāo)是用頻率穩(wěn)定度振蕩器的頻率穩(wěn)定度指標(biāo)是用頻率穩(wěn)定度來(lái)衡量的。頻率穩(wěn)定度有兩種表示方法：來(lái)衡量的。頻率穩(wěn)定度有兩種表示方法：1.1.絕對(duì)頻率穩(wěn)定度絕對(duì)頻率穩(wěn)定度。它是指在。它是指在一定條件一定條件下實(shí)際振下實(shí)際振蕩頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率的偏差蕩頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率的偏差2.2.相對(duì)頻率穩(wěn)定度相對(duì)頻率穩(wěn)定度。它是指在一定條件下，絕對(duì)。它是指在一定條件下，絕對(duì)頻率穩(wěn)定度與標(biāo)準(zhǔn)頻率之間的比值頻率穩(wěn)定度與標(biāo)準(zhǔn)頻率之間的比值 常用的是相對(duì)頻率穩(wěn)定度，簡(jiǎn)稱(chēng)頻率穩(wěn)定度。常用的是相對(duì)頻率穩(wěn)定度，簡(jiǎn)稱(chēng)頻率穩(wěn)定度。注：注：“一定條件一定條件”可以指可以指一定的時(shí)間范圍或一定的溫度一定的時(shí)間范圍或一定的溫度或電壓變化范圍。或電壓變化范圍。一、振蕩器的頻率穩(wěn)定度一、振蕩器的頻率穩(wěn)定度 例如，在例如，在一定時(shí)間范圍內(nèi)一定時(shí)間范圍內(nèi)的頻率穩(wěn)定的頻率穩(wěn)定度可以分為以下幾種情況：度可以分為以下幾種情況：短期穩(wěn)定度短期穩(wěn)定度一小時(shí)內(nèi)的相對(duì)頻率一小時(shí)內(nèi)的相對(duì)頻率穩(wěn)定度。一般用來(lái)評(píng)價(jià)測(cè)量?jī)x器和通信設(shè)穩(wěn)定度。一般用來(lái)評(píng)價(jià)測(cè)量?jī)x器和通信設(shè)備中主振器的頻率穩(wěn)定指標(biāo)；備中主振器的頻率穩(wěn)定指標(biāo)；中期穩(wěn)定度中期穩(wěn)定度一天內(nèi)的相對(duì)頻率穩(wěn)一天內(nèi)的相對(duì)頻率穩(wěn)定度；定度；長(zhǎng)期穩(wěn)定度長(zhǎng)期穩(wěn)定度數(shù)月或一年內(nèi)的相對(duì)數(shù)月或一年內(nèi)的相對(duì)頻率穩(wěn)定度。頻率穩(wěn)定度。頻率穩(wěn)定度用頻率穩(wěn)定度用1010的負(fù)幾次方表示，的負(fù)幾次方表示，次方次方絕對(duì)值越大，穩(wěn)定度越高。絕對(duì)值越大，穩(wěn)定度越高。中波廣播電臺(tái)發(fā)射機(jī)的中期穩(wěn)定度是中波廣播電臺(tái)發(fā)射機(jī)的中期穩(wěn)定度是210210-5-5/日；日；電視發(fā)射臺(tái)是電視發(fā)射臺(tái)是510510-7-7/日；日；一般一般LC振蕩器是振蕩器是1010-3-31010-4-4/日；日；克拉潑和西勒振蕩器是克拉潑和西勒振蕩器是1010-4-41010-5-5/日。日。圖圖4-19 4-19 相頻特性曲線相頻特性曲線二、穩(wěn)頻措施二、穩(wěn)頻措施n減小溫度的影響減小溫度的影響n穩(wěn)定電源電壓穩(wěn)定電源電壓n減少負(fù)載的影響減少負(fù)載的影響n晶體管與回路之間的連接采用松耦合。晶體管與回路之間的連接采用松耦合。n提高回路的品質(zhì)因數(shù)提高回路的品質(zhì)因數(shù)n使振蕩頻率接近于回路的諧振頻率使振蕩頻率接近于回路的諧振頻率n屏蔽、遠(yuǎn)離熱源。屏蔽、遠(yuǎn)離熱源。