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1、三点式振荡电路乂：三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管 的三个电极分别连接而组成的反馈型振荡器。三点式振荡电路用电感耦合或电容耦合代替变压器耦合，可 以克服变压器耦合振荡器只适宜于低频振荡的缺点，是一种 广泛应用的振荡电路，其工作频率可从几兆赫到几百兆赫。1、三点式振荡器的构成原则图5 20三点式振荡器的原理图图5 20是三点式振荡器的原理电路（交流通路）为了 便于分析，图中忽略了回路损耗，三个电抗元件Xb、X和乂构成了决定振荡频率的并联谐振回路。bcbc要产生振荡，对谐振网络的要求：？必须满足谐振回路的总电抗X +X + X = 0，回路呈现纯阻 bcbc性。u反馈电压u f作为输入加
2、在晶体管的b、e极，输出加 在晶体管的c、e之间，共射组态为反相放大器，放大器的的输出电压u与输入电压；(即u )反相，而反馈oif电压u又是U在x、x支路中分配在x上的电压。fobcbebe要满足正反馈，必须有5.3.1)beu = be u(X + X ) o 厂 o be bcce为了满足相位平衡条件，u和u必须反相，由式(5.3.1)foX0可知必有xbe 0成立，即x和x必须是同性质电抗，而 bececeX = ( X + X ) 必为异性电抗。综上所述，三点式振荡器构成的一般原则：(1) 为满足相位平衡条件，与晶体管发射极相连的两个电抗元件Xb、X必须为同性， 而不与发射极相连的电
3、抗元件X的电 bc抗性质与前者相反，概括起来“射同基 反。此构成原则同样适用于场效应管电路，对应 的有“源同栅反。(2)振荡器的振荡频率可利用谐振回路的谐振频率来估算。若与发射极相连的两个电抗元件XbeXce为容性的，称为电容三点式振荡器,也称为考比兹 振荡器(CMpittiS)，如图5 21(a)所示；若与发射极相连的两个电抗元件%、x为 感性的，称为电感三点式振荡器，也称为哈特莱振荡器(Hartley)，如图5 21 (b)所Tl3(a) Colpittm(b) Hartley图5 21电容三点式与电感三点式振荡器电路原理图三点式振荡器的性能分析1电容三点式振荡器一考毕兹（Colpitts
4、）振荡器图1给出两种电容三点式振荡器电路。图中R、R和R为bl b 2e分压式偏置电阻，o岭X图1电容三点式振荡器电路图（a）电路中，三极管发射极通过c交流接地，是共射组态E图（b）电路中，三极管基极通过C交流接地，是共基组态b组态不同，但都满足“射同基反”的构成原则，即与发射极 相连的两个电抗性质相同，不与发射极相连的是性质相异的 电抗。高频耦合和旁路电容（C、C和C ）对于高频振荡信号可近似b cE认为短路，旁路和耦合电容的容值至少要比回路电容值大一 个数量级以上。L、C和C构成并联谐振回路，c和c称为回路电容（也工作电1 2 1 22电容三点式振荡器电路的起振条件以图5 22 （b）所示
5、共基组态的电容三点式电路为例分析 起振条件。（a）高频交流等效电路画高频振荡回路之前应仔细分析每个电容与电感的作用，应 处理好以下问题：画高频振荡回路时，小电容是工作电容，大电容是耦合电 容或旁路电容，小电感是工作电感，大电感是高频扼流 圈。画等效电路时保留工作电容与工作电感，将耦合电容 与旁路电容短路，高频扼流圈开路，直流电源与地短路, 通常高频振荡回路是用于分析振荡频率的，一般不需画出 偏置电阻。判断工作电容和工作电感，一是根据参数值大小。电路中 数值最小的电容伸感）和与其处于同一数量级的电容（电 感）均被视为工作电容（电感），耦合电容与旁路电容的数值 往往要大于工作电容几十倍以上，高频扼
6、流圈的电感数值 远远大于工作电感；二是根据所处的位置。旁路电容分别与晶体管的电极和交流地相连，旁路电容对 偏置电阻起旁路作用；耦合电容通常在振荡器负载和晶体管电路之间，起到高频 信号耦合及隔直流作用。这两种电容对高频信号都近似为短路。工作电容与工作电感是按照振荡器组成法则设置的。高频扼流圈对直流和低频信号提供通路，对高频信号起阻 隔作用。图1 (b)的交流等效电路rm陰L T图5 24 (a)电容三点式交流等效电路(b)起振条件和振荡频率起振条件包括振幅条件和相位条件。起振的相位条件已由“射同基反”满足。判断能否起振要解决的关键问题就是推出反馈放大器的环 路增益t(j)。T (j) = AF
7、= T ( ) e 沖T( )osc。振荡器起振的振幅条件T( OSC )=AF 1推导环路增益t（jo）时，需将闭合环路断开。断开点的选择并 不影响T（办）表达式的推导，断开点的选择一般以便于分 析为准则，通常选择在输入端， 环路断开后的等效电路（在这部分将给出一系列推导T （沁）的等效电路）本题在图5 24所示的X处断开，断开点的右面加环路的输 入电压v，断开点的左面应接入自左向右看进去的输入阻抗iZi，如下图（a）所示。rLC 禾口 C图中eo是并联谐振回路C2的谐振电阻,R LQ，式中q为回路固有品质因素。 e0osc 0Q可见由断开处向右看进去的输入阻抗Z 二 R / r / jo
8、Cie ebe兀将共基组态的晶体管用混合 型等效电路表示 当振荡频率远小于管子的特征频率T时，可忽略rbb、：e 和Cb，得到如图5 25 (b)所示的晶体管等效电路。bcerGr0b(b)可画出断开环路后的等效电路如下图(c)所示。ihL -rl匚丿图中虚线框内是晶体管共基极组态的简化等效电路,re为共基放大器的输入电阻,（5.3.2Arr = bj n r = （1+ 卩）r e 1 + pbeerbe为发射结电阻,卩为共射组态时晶体管的低频放大倍数。因为在放大区，发射结总是正偏的，所以，rbe通常很 小，一般在几百欧以下。而卩=gm7egm = (1+ ) re1 1，g (跨导g)mC
9、 re而共基放大器的输入电阻rGm：、(o)e 1 (mA)EQ将输出回路的等效电路简化为如图5 25 (d)，以便求出基 本放大器的增益 A和反馈系数F，最终得到环路增益T osc)。图中C2 = C2 + Cbe，输入阻抗Z i对谐振回路的接入系数Cn =1C + C，22通常1，即可求得振幅起振的条件:osc5.3.3)T(e)=AF =oscngmg + gLi5.3.4)15.3.5 b)11上式可改写为gm n(gL+n 2 gi)=ngL+笑(535 a)gm+ n 2 gi由图5 25 (c)可知，n2&,是gi经电容分压器折算集电极 输出回路上的电导值。谐振回路谐振时，集电极
10、输出回路的总电导为g；+ n2g, 回路谐振时，放大器的电压增益 Agm(g: + n2g.)，n是接入系数，也就是反馈系数。 ；i如何设置电路参数，满足振幅起振条件？A由式(535 b)可知，要满足振幅起振条件应增大 和F但增大尸(F = n)，n2g也随之增大，必将造成A减因此要使T)较大,oscT ()亠OSC 为 3 5，F小；反之，减小F，虽能提高A ，但不能增大丁 osc),必须合理选择 F 值。 一般要求1 1的取值一般为8 2。另外，提A高三极管集电极电流ICQ，可增大gm，从而提高，但是 I CQ 不宜过大，否则gi（ l 二 gm ）会过大,e造成回路有载品质因数过低，影响
11、振荡频率稳定度。一般 CQ 取值15mA通常选用f f，R； 反馈系数F取值适当，一般都能满足振幅起振条件。（3）工程估算法求起振条件和谐振频率 通过上述分析可知，采用工程估算法，可大大简化起振条件 的分析。现将基本步骤归纳如下： 选择断开点，画出推导t j）的高频等效电路； 求出谐振回路的 （近似由谐振回路决定）；osc 将输入阻抗中部分接入电阻折算到集电极输出回路中。 求出谐振回路谐振时基本放大器的增益A和反馈系数f（通常就是接入系数n），便可得到振幅起振条件；其中人输出电压输入电导口反馈电压VfA =F = f输入电压输出回路电导，输出电压 Vo3电感三点式振荡器一哈特莱（Hartely
12、）振荡器图5 26电感三点式振荡器电路图（a）中，三极管发射极通过c交流接地，是共射组态;E图（b）中，三极管基极通过C交流接地，是共基组态。B尽管两个振荡电路的组态不同，但都满足“射同基反”的构 成原则，即与发射极相连的两个电抗性质相同，不与发射极 相连的是性质相异的电抗。电路简单分析：图中RB1、RB2和re为分压式偏置电阻，C、C cB c和E为高频耦合和旁路电容，对于高频振荡信电阻,号可近似认为短路，C为集电极限流电阻，R L为输出负载 C、L1和L2构成并联谐振回路。电感三点式振荡器电路的起振条件前面电容三点式振荡器是以共基组态为例进行分析的， 电感三点式将以图5 26 (a)所示共射组态为例分析 因电感三点式振荡器应用较少，尤其在集成电路中更为少 见，故只对其进行简单分析，给出一些结论作为参考。(a)交流等效电路图5 27共射电感三点式交流等效电路(b)起振条件和振荡频率
