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1、 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念4.2负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理本章小结本章小结第四章负反馈放大电路 4.1.1什么是反馈什么是反馈4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 反反馈：在放大：在放大电路中，从路中，从输出端把出端把输出信号的部分或全出信号的部分或全部通部通过一定的方式回送到一定的方式回送到输入端的入端的过程称程称为反反馈。 反反馈电路路：用于反向：用于反向传输信号的信号的电路称路称为反反馈电路或反路或反馈网网络。反反馈放大放大电路路：凡：凡带有反有反馈环节的放大的放大电路称路称为反反馈放放大大电路。路。净输入信号入
2、信号：输入信号与反入信号与反馈信号叠加得到信号叠加得到净输入信号。入信号。 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 反反馈放大器与基本放大器的区放大器与基本放大器的区别： （1）输入信号是信号源和反馈信号叠加后的净输入信号。）输入信号是信号源和反馈信号叠加后的净输入信号。（2）输出出信信号号在在输送送到到负载的的同同时，还要要取取出出部部分分或或全全部部再回送到原放大器的再回送到原放大器的输入端。入端。 （3）引引入入反反馈馈后后，使使信信号号既既有有正正向向传传输输也也有有反反向向传传输输，电电路形成闭合环路。路形成闭合环路。4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 1正反正反馈和和负反反馈 正反正反
3、馈：反：反馈信号起到增信号起到增强强输入信号的作用。入信号的作用。 负反反馈：反：反馈信号起到削弱信号起到削弱输入信号的作用。入信号的作用。采用瞬采用瞬时极性法判断是正反极性法判断是正反馈还是是负反反馈。瞬瞬时极极性性法法：先先在在放放大大器器输入入端端设定定输入入信信号号对地地的的极极性性为“+”或或“ ”，再再依依次次按按相相关关点点的的相相位位变化化情情况况推推出出各各点点信信号号对地地的的交交流流瞬瞬时极极性性，再再根根据据反反馈到到输入入端端的的反反馈信信号号对地地的的瞬瞬时极极性性判判断断，若若使使原原输入入信信号号减减弱弱是是负反反馈，使使原原输入信号增入信号增强强是正反是正反馈
4、。 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念4.1.2反反馈的基本的基本类型型 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念例例 4-1 试判断判断图所示所示电路的反路的反馈是正反是正反馈还是是负反反馈。解解假假定定两两级放放大大器器输入入端端信信号号极极性性为上上正正下下负，即即基基极极对地地的的极极性性为“+”，集集电极极倒倒相相后后对地地极极性性为“ ”，即即集集电极极输出出为“+”，通通过反反馈至至的的电压对地地极极性性为“+”，则净输入入量量减减小小，可可判断判断该反反馈为负反反馈。 例例 4-2 判判断断图所所示示电路路中中有有无无反反馈存存在在，如如有有，属属于于何种反何种反馈？ 4.1反馈的基
5、本概念反馈的基本概念 解解反反馈馈元元件件 Re 并并联联了了旁旁路路 C 电电容容，为为交交流流信信号号提提供供了了通路，消除了交流反馈的条件，所以放大器只有直流反馈。通路，消除了交流反馈的条件，所以放大器只有直流反馈。用瞬用瞬时极性法判断如下：极性法判断如下：设 VB 某一某一时刻上升。刻上升。4.1反馈的基本概念反馈的基本概念故为负反馈。故为负反馈。 2电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈4.1反馈的基本概念反馈的基本概念电压反反馈：反反馈信信号号取取自自输出出电压，并并与与输出出电压成成正正比。比。 电流反流反馈：反：反馈网网络的的输出信号与出信号与输出出电流成正比。流成正比。 判判断
6、断方方法法：设想想把把输出出端端短短路路，如如果果反反馈信信号号消消失失，则为电压反反馈。如反。如反馈信号依然存在，信号依然存在，则为电流反流反馈。 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 3串串联反反馈与并与并联反反馈 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念串串联联反反馈馈：放放大大器器的的净净输输入入电电压压是是由由信信号号源源电电压压与与反反馈馈电压串联得到的。电压串联得到的。 并并联反反馈：放放大大器器的的净输入入电压是是由由信信号号源源电压与与反反馈电压并并联得到的。得到的。判判断断方方法法：把把输输入入端端短短路路，如如果果反反馈馈电电压压为为零零，则则为为并并联反馈；如果反馈电压仍存在，
7、则为串联反馈。联反馈；如果反馈电压仍存在，则为串联反馈。4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 4反反馈放大器的四种基本放大器的四种基本类型型 电压并并联负反反馈 电流串流串联负反反馈 电流并流并联负反反馈4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 电压串串联负反反馈 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 例例 4-3 试判断判断图示示电路的反路的反馈类型。型。 解解判断思路判断思路： 分析分析电路中是否存在反路中是否存在反馈； 如如果果电路路中中确确有有反反馈，判判断断其其性性质是是正正反反馈还是是负反反馈； 从从输出出回回路路分分析析反反馈信信号号取取自自于于输出出电
8、压还是是输出出电流流，以判断是，以判断是电压反反馈还是是电流反流反馈。 从从输入入回回路路分分析析反反馈信信号号与与原原输入入信信号号是是串串联还是是并并联，以判断它是串，以判断它是串联反反馈还是并是并联反反馈。4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 具体分析：具体分析： 通通过 Re 的的不不仅有有输出出信信号号，而而且且也也有有输入入信信号号。因因而而它它能能将将输出出信信号号的的一一部部分分取取出出来来馈送送给输入入回回路路，从从而而影影响响原原输入入信号。由此，信号。由此，Re 是是该电路的反路的反馈元件，元件，电路存在着反路存在着反馈。 设信信号号源源瞬瞬时极极性性为上上正正下下负，加加
9、到到三三极极管管发射射极极电压亦亦为上上正正下下负，三三极极管管的的射射极极电压就就是是反反馈信信号号电压，它它使使加加到到发射射结的的纯输入信号入信号电压比原比原输入信号入信号电压小，故是小，故是负反反馈。根据以上分析，引入的根据以上分析，引入的为电流串流串联负反反馈。 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 将将负载电阻阻短短路路，则输出出回回路路并并不不因因负载短短路路而而使使反反馈电流消失，因此，从流消失，因此，从输入端看，反入端看，反馈属属电流反流反馈。 如将如将输入端短接，入端短接，则反反馈电压依然存在，故依然存在，故为串串联反反馈。 例例 4-4 图（a a）为另另一一负反反馈放放大
10、大电路路，图（b b）所所示示为它的交流通路，指出反它的交流通路，指出反馈类型。型。 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 解解从从输出端出端，反，反馈信号取自信号取自输出出电压，为电压反反馈。4.1反馈的基本概念反馈的基本概念从从输入端入端，Rf 与与输入入电路并路并联，为并并联反反馈。则该电路是一个路是一个电压并并联负反反馈电路路。 作业题：1、画出反馈放大器四种基本类型的电路图。2、比较四种负反馈电路的特点。 4.2.1降降低低放放大大器器的的放放大大倍倍数数，提提高高放放大大信信号号的的稳定性定性 4.2 负反馈对放大器性能的影负反馈对放大器性能的影响响开开环环放放大大倍倍数数：在在未未
11、接接入入反反馈馈之之前前，电电路路未未形形成成闭闭合合回回路时的放大倍数。这时，路时的放大倍数。这时，反反馈馈系系数数：接接入入负负反反馈馈后后，将将反反馈馈信信号号 Xf 与与输输出出信信号号 Xo 之比，定义为反馈系数之比，定义为反馈系数 F。 引引入入负反反馈后后，放放大大器器的的闭环放放大大倍倍数数降降低低了了，且且降降低低为原放大倍数的原放大倍数的 。当当 AF 1 时， 。说明明闭环放放大大倍倍数数仅与与反反馈系系数数有有关关，由由于于反反馈环节一一般般都都必必须是是由由线性性元元件件构构成成，性性能能稳定，因此定，因此闭环放大倍数放大倍数稳定。定。 4.2 负反馈对放大器性能的影
12、负反馈对放大器性能的影响响 表示净输入信号，它是输入信号与反馈信号的差值。表示净输入信号，它是输入信号与反馈信号的差值。闭闭环环放放大大倍倍数数：引引入入负负反反馈馈后后，环环路路闭闭合合后后输输出出信信号号与与环路输入信号之比。环路输入信号之比。 4.2.2减小非线性失真减小非线性失真原原理理：在在负反反馈放放大大电路路中中，净净输输入入信信号号 是是输输入入信信号号 vi与与失失真真输输出出信信号号的的反反馈馈量量 vf 相相减减的的结结果果，净净输输入入信信号号 的的波波形形与与原原输输出出失失真真信信号号的的畸畸变变方方向向相相反反。从从而而使使放放大大器器的的输输出出信信号波形得以改
13、善。如图所示。号波形得以改善。如图所示。4.2 负反馈对放大器性能的影负反馈对放大器性能的影响响 放放大大器器引引入入负反反馈后后，在在中中频频区区，放放大大器器的的放放大大倍倍数数下下降降多多，在在高高、低低频频区区，放放大大倍倍数数下下降降得得少少，结结果果是是放放大大器器的的幅幅频频特特性性变变得得平平坦坦，上上限限频频率率由由 fH 移移至至 fHf，下下限限频频率率由由 fL 移至移至 fLf 。如图所示。如图所示。4.2.3展宽频带展宽频带4.2 负反馈对放大器性能的影负反馈对放大器性能的影响响 （1）串串联负反反馈使使放放大大器器输入入电阻阻增增大大，并并联负反反馈使使放大器放大
14、器输入入电阻降低。阻降低。（2）电压负反反馈使使放放大大器器的的输出出电阻阻降降低低，电流流负反反馈使放大器的使放大器的输出出电阻增大。阻增大。 4.2.4对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响4.2 负反馈对放大器性能的影负反馈对放大器性能的影响响 4.3.1自激振荡原理和振荡平衡条件自激振荡原理和振荡平衡条件4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 1自激振荡的原理：自激振荡的原理：（1）开开关关拨拨 1，放放大大器器输输入入端端与与信信号号源源 vi 接接通通，在在 LC 回回路路产产生生信信号号电电压压，经经 L2 耦耦合合加加到到负负载载上上RL，称称为为“他他激
15、激”状态。状态。（2）开开关关突突然然拨 2，LC 回回路路的的电压通通过 L1和和 L2 互互感感耦耦合合，从从 L1 上上获得得感感应电压 vf 。如如果果选定定电感感的的同同名名端端的的匝匝数数比比，使使感感应电压 vf 与与输入入信信号号同同相相位位、同同幅幅度度，则反反馈信信号号 vf 即可取代即可取代输入信号入信号 vi 。 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 自自激激状状态态：无无需需外外加加信信号号而而靠靠振振荡荡器器内内部部反反馈馈作作用用维维持持振荡的工作状态。振荡的工作状态。自自激激振振荡荡器器：依依靠靠反反馈馈维维持持振振荡荡的的振振荡荡器器称称为为反反馈馈
16、式式自自激振荡器。激振荡器。自激振自激振荡器包括两个基本器包括两个基本环节：放大器和反放大器和反馈网网络。2自激振自激振荡的概念的概念4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 方框图如图所示。方框图如图所示。 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 3自激振自激振荡的条件的条件 （1）相位平衡条件）相位平衡条件 反反馈馈信信号号的的相相位位必必须须与与输输入入信信号号同同相相位位，即即反反馈馈极极性性必必须是正反馈。须是正反馈。（2）振幅平衡条件）振幅平衡条件反反馈信号信号 vf 的振幅的振幅应等于等于输入信号入信号 vi 的振幅。即的振幅。即 A AvF = = 1。 自自激激
17、振振荡器器在在电源源接接通通瞬瞬间还必必须满足足起起振振条条件件 1 1保保证 LC 回回路路的的振振荡从从无无到到有有，从从小小逐逐渐增增大大，直直到到满足足平平衡条件衡条件为止。止。 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 LC 振振荡荡器器是是由由电电感感 L 和和电电容容 C 组组成成的的振振荡荡电电路路。常常用用的的有有变变压压器器反反馈馈式式、电电感感反反馈馈式式、电容反馈式三种电容反馈式三种。4.3.2 LC 振振荡器器 1变变压压器器反反馈馈式式 LC 振振荡荡器器（1）电路结构电路结构反反馈网网络由由二二次次线圈圈 L2 和和 Cb 组成成， Cb 为隔隔直直流流的的
18、耦耦合合电容。容。 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 振振荡器器接接通通电源源瞬瞬间，电路路各各处电流流电压都都产生生一一个个冲冲击，这个个“电冲冲击”可可以以产生生一一个个包包含含频率率范范围很很宽的的微微弱弱信号。信号。 设设某某一一瞬瞬时时基基极极电电压压极极性性为为正正，则则集集电电极极应应为为负负，L2上上端端电电压压极极性性为为正正，反反馈馈回回基基极极的的电电压压极极性性为为正正，满满足足相相位位平平衡衡条条件件。只只要要变变压压器器 L1 与与 L2 匝匝数数比比恰恰当当，即即满满足足振振幅幅起起振条件。振条件。以以上上是是共共射射集集电电极极调调谐谐变变压压反反
19、馈馈式式振振荡荡电电路路，此此外外还还有有共基射极调谐等变压器反馈式振荡电路共基射极调谐等变压器反馈式振荡电路。（2）工作原理工作原理4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 （3）特点）特点变压器器反反馈式式振振荡电路路容容易易起起振振，振振荡频率率一一般般为几几千千赫到几百赫。赫到几百赫。 2电感反感反馈式振式振荡器器 又又称称电电感感三三点点式式振振荡荡器器。三三极极管管的的三三个个电电极极分分别别与与 LC回回路中路中L 的三个点相连，故而得名。的三个点相连，故而得名。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 （1）工作原理）工作原理4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念
20、与原理 振振幅幅条条件件：电电感感抽抽头头位位置置选选择择适适当当，就就能能满满足足振振幅幅起起振振条件。条件。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 相相位位条条件件：设设基基极极电电压压瞬瞬时时极极性性为为“ ”时时，则则集集电电极极为为“ ”，LC 回回路路另另一一端端为为“+”，反反馈馈回回基基极极为为“+”，满满足相位平衡条件。足相位平衡条件。电路能路能够起振，起振，电路振路振荡频率率为式中，式中，M 是是线圈圈 L1 与与 L2 之之间的互感系数。的互感系数。（2）特点）特点这这种种振振荡荡电电路路易易起起振振且且振振幅幅大大，振振荡荡频频率率可可达达几几十十兆兆赫赫。缺点
21、是振荡波形失真较大。缺点是振荡波形失真较大。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 3电容反馈式振荡器电容反馈式振荡器又又称称电电容容三三点点式式振振荡荡器器。在在图图（b）交交流流通通路路中中，三三极极管管的的三三个个电电极极与与电电容容支支路路的的三三个个点点相相接接，故故而而得得名名。电电容容三三点点式式振荡电路如图所示。振荡电路如图所示。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 （1 1）电路结构）电路结构 与与电电感感反反馈馈式式的的区区别别：一一是是 LC 回回路路中中，将将电电感感支支路路与与电电容容支支路路对对调调，且且在在电电容容支支路路中中将将电电容容 C1、
22、C2 接接成成串串联联分分压压形形式式，通通过过 C2 将将电电压压反反馈馈到到基基极极；二二是是在在集集电电极极加加接接电电阻阻Re ，用以提供集电极直流通路。，用以提供集电极直流通路。（2）工作原理）工作原理振振幅幅起起振振条条件件：适适当当的的选选择择 C1、C2 的的数数值值，改改变变反反馈馈量量，即可满足条件。即可满足条件。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 相相位位平平衡衡条条件件：如如果果基基极极电电位位瞬瞬时时极极性性为为“ ”，则则集集电电极极为为“ ”，LC 回回路路“1”端端为为“ ”， C1、C2 接接地地，LC 回回路路的的另另一一端端“3”为为“+”，
23、C2 上上的的电电压压反反馈馈到到基基极极为为正正，满足相位条件。满足相位条件。电路振路振荡频率率为 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 该该振振荡荡电电路路的的输输出出波波形形好好，振振荡荡频频率率可可高高达达 100 MHz 以上，缺点是频率范围较小。以上，缺点是频率范围较小。 三三点点式式振振荡荡器器的的组组成成法法则则：接接在在发发射射极极与与集集电电极极，发发射射极极与与基基极极之之间间的的电电抗抗必必须须为为同同性性质质电电抗抗，接接在在集集电电极极与与基基极极之之间间的的电电抗抗必必须须为为异异性性质质电电抗抗。此此法法测测可可用用来来检检查查实实际际的的三三点式振荡
24、电路是否正确。点式振荡电路是否正确。（3）特点）特点4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 4改进型电容反馈式振荡器改进型电容反馈式振荡器在在 LC 回路的电感支路串入小容量回路的电感支路串入小容量电容电容 C，如图所示。，如图所示。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 由由于于C C1、C C2 三三个个电电容容串串联联的的等等效效电电容容近近似等于似等于 C。振荡频率近似为：。振荡频率近似为： 这这种种电电路路振振荡荡波波形形好好，频频率率稳稳定定。缺缺点点是是用用作作频频率率可可调调式振荡器时，输出幅度随频率而下降。式振荡器时，输出幅度随频率而下降。 4.3振荡的基本概
25、念与原理振荡的基本概念与原理 例例 4-5 分分析析图图示示各各电电路路能能否否构构成成正正弦弦波波振振荡荡器器？试试说说明明原原因因。图图中中，Cb 、 Ce、 Cc 均均为隔隔直直电容容或或旁旁路路电容容，它它们在振在振荡频率上的容抗很小，近似短路。率上的容抗很小，近似短路。 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 解解（a）图图中中，没没有有基基极极偏偏置置电电路路，无无基基极极偏偏流流，故故三三极管不能进行放大，因此无法产生振荡。极管不能进行放大，因此无法产生振荡。（b）图图中中，集集电电极极的的直直流流通通路路被被阻阻断断，ICQ = 0，因因三三极极管不能进行放大，故不能产
26、生振荡。管不能进行放大，故不能产生振荡。 （c）图图中中，没没有有选选频频回回路路，而而且且 L2 并并接接在在 Rb2 上上，将将Rb2 短接，无法加偏置，因此不能形成正弦波振短接，无法加偏置，因此不能形成正弦波振荡器。器。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 例例 4-6试试画画出出图图中中各各电电路路的的交交流流通通路路。并并用用相相位位平平衡衡条条件件判判断断哪哪些些电电路路能能产产生生振振荡荡，哪哪些些不不能能，说说明明理理由由。对对于不能振荡的电路，应如何改接才能产生振荡。于不能振荡的电路，应如何改接才能产生振荡。 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 4.3振
27、荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 解解各电路的交流通路，如图所示。各电路的交流通路，如图所示。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 （a）图图中中 L2 ，为反反馈元元件件，可可判判断断为负反反馈电路路，故故不不能能产生生振振荡。只只有有将将变压器器的的引引出出线端端对换，同同名名端端连接接正确才有可能正确才有可能产生振生振荡。 （b）图图中中 L1 ，为为反反馈馈元元件件，可可判判断断为为负负反反馈馈。不不能能产产生振荡。将生振荡。将 L1 两端的外连接线对调，才有可能振荡。两端的外连接线对调，才有可能振荡。（c）图图中中 C1 ，为为反反馈馈元元件件，但但信信号号压压降降太
28、太大大，可可能能无无法起振。在法起振。在 Rb2 两端并联一只电容就有可能起振。两端并联一只电容就有可能起振。（d）图中中 L2 ，为反反馈元元件件，且且系系正正反反馈，如如满足足振振幅幅平衡条件，就可起振。平衡条件，就可起振。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 1RC 串并串并联电路的路的选频特性特性 桥式式振振荡器器电路路由由 RC 选频反反馈网网络和和两两级阻阻容容耦耦合合同同相放大器两部分相放大器两部分组成，其成，其电路路图和方框和方框图如如图所示。所示。 4.3.3RC 振荡器振荡器4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 将将 RC 串并串并联电路路单独画出，如独
29、画出，如图（a）所示。）所示。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 （1）输出出电压 v2 的幅的幅频特性特性 输入入信信号号频率率较低低时串串联网网络等等效效于于图（b）所所示示。可可以以看看出出，信信号号频率率越越低低，Xc1 越越大，大，R2 分分压越小，越小，v2 幅度就越小。幅度就越小。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 输入入信信号号频率率较高高时等等效效电路路如如图（c）所所示示。可可以以看看出出，信信号号频率率越越高高，Xc2 越越小小， 分分压越越小小，v2 幅幅度度就就越低。越低。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 RC 串串关关联电路路的
30、的幅幅频特特性性如如图（a）所所示示。只只有有在在谐振振频率率 f0 上上输出出电压振振幅幅最最大大，偏偏离离这个个频率率，输出出电压振振幅幅迅迅速速减减小小，这就就是是RC串并串并联网网络的的选频特性。特性。 （2）v1 与与 v2 的相的相频特性特性 相相频特特性性：输出出电压 v1 与与输入入信信号号电压 v2 的的相相位位随随信信号号频率率的的变化化关关系系，称称为相相频特特性性。如如图（b）所示。所示。 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 结论：当当信信号号频率率 f 等等于于 RC 电路路的的选频频率率 f0 时，输出出电压 v2 振振幅幅最最大大，且且与与 v1 同同
31、相相。如如果果放放大大器器为同同相相放放大大器器即即输出出电压与与输入入电压同同相相，则将将 RC 串串并并联电路路作作为反反馈网网络，当当振振荡频率率等等于于 f0 时，反反馈回回来来的的电压作作阻阻性性分分压，不不产生生相相移移，这样就就能能满足足自自激激振振荡的的相相位位条条件件而而可可能能产生生振振荡。当当R1 = R2 = R，C1 = C2 = C 时，RC 串串并并联选频电路路的的选频频率率为 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 RC 桥式式振振荡器器中中，将将 RC 选频网网络和和负反反馈电阻阻单独独画画出，即得出，即得电桥电路。又称文氏路。又称文氏电桥振振荡器。器
32、。 2RC 桥式振式振荡电路路4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 RC 串串并并联选频网网络改改接接成成如如图所所示示电路路，可可获得得振振荡频率范率范围宽且且连接可接可调的效果。的效果。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 1石英晶体的石英晶体的压电效效应与等效与等效电路路 （1）概念）概念石石英英晶晶体体：天天然然石石英英是是二二氧氧化化硅硅晶晶体体，将将它它按按一一定定方方位位角切成薄片，称为石英晶体。角切成薄片，称为石英晶体。4.3.4石英晶体振荡器石英晶体振荡器石英晶体外形石英晶体外形谐振器如振器如图所示。所示。 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理
33、压电效效应：在在晶晶片片上上施施加加机机械械压力力使使其其发生生形形变，将将在在相相应方向上方向上产生生电压，这种物理种物理现象称象称为压电效效应。压电谐振振：当当外外加加交交变电压的的频率率与与晶晶体体固固有有频率率相相等等时，通，通过晶体的晶体的电流达到最大，流达到最大，这就是晶体的振就是晶体的振荡频率。率。 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 石英晶体石英晶体谐振器的等效振器的等效电路和路和频率特性如率特性如图所示。所示。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 （2）等效）等效电路路等效等效电路中路中“等效元件等效元件”说明如下：明如下： C0：静：静态电容。一般容。
34、一般约几皮法到几十皮法。几皮法到几十皮法。 L：石英晶体振：石英晶体振动时的振的振动惯性，用性，用电感感 L 等效。等效。 C：相当于晶片的：相当于晶片的弹性，用性，用电容等效。容等效。 R：晶片振：晶片振动时因摩擦而造成的因摩擦而造成的损耗。耗。 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 （3）输出出频率率 当当 R、L、C 支支路路发生生串串联谐振振时，等等效效于于纯电阻阻 R，阻抗最小，串，阻抗最小，串联谐振振频率率为： 当当外外加加信信号号频率率高高于于时，R、L、C 支支路路呈呈感感性性，可可与与所在所在电容支路容支路发生并生并联谐振，其并振，其并联谐振振频率率为4.3振荡的基
35、本概念与原理振荡的基本概念与原理 2石英晶体振石英晶体振荡电路路（1）串）串联型石英晶体振型石英晶体振荡器器 串串联型石英晶体振型石英晶体振荡器如器如图所示。所示。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 原理：原理： 石英晶体石英晶体谐振器串振器串联在反在反馈电路中，具有路中，具有选频的功能。的功能。 振振荡器器频率率等等于于石石英英晶晶体体的的串串联谐振振频率率时，石石英英晶晶体呈阻性，体呈阻性，满足自激振足自激振荡条件。条件。 RS 的大小可以的大小可以调节，即可以，即可以调节反反馈量的大小。量的大小。 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 （2）并）并联型石英晶体振型石
36、英晶体振荡器器ZXB1 型石英晶体振型石英晶体振荡电路及交流等效路及交流等效电路如路如图所示。所示。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 V1 与与石石英英晶晶体体组成成并并联型型晶晶体体振振荡器器，V2 组成成共共射射级放放大大电路路用用来来放放大大振振荡信信号号，组 V3 成成射射极极输出出器器，输出出振振荡信信号。号。 振振荡频率率为： 式中式中4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 本章小结本章小结1瞬瞬时极极性性法法：先先在在放放大大器器输入入端端设定定输入入信信号号对地地的的极极性性为“+”或或“ ”，再再依依次次按按相相关关点点的的相相位位变化化情情况况推推出出
37、各各点点信信号号对地地的的交交流流瞬瞬时极极性性，再再根根据据反反馈到到输入入端端的的反反馈信信号号对地地的的瞬瞬时极极性性判判断断，若若使使原原输入入信信号号减减弱弱是是负反反馈，使使原原输入信号增入信号增强强是正反是正反馈。2反反馈的的四四种种基基本本类型型：电压串串联负反反馈、电压并并联负反反馈、电流串流串联负反反馈、电流并流并联负反反馈。 3负反反馈对放放大大器器的的性性能能影影响响：（1）降降低低放放大大器器的的放放大大倍倍数数，提提高高放放大大信信号号的的稳定定性性。（2）减减小小非非线性性失失真真。（3）展）展宽频带。（。（4）对输入入电阻和阻和输出出电阻的影响。阻的影响。 5振振幅幅平平衡衡条条件件：反反馈信信号号的的振振幅幅应等等于于输入入信信号号的的振振幅。幅。4自自激激振振荡的的相相位位平平衡衡条条件件：反反馈信信号号的的相相位位必必须与与输入信号同相位，即反入信号同相位，即反馈极性必极性必须是正反是正反馈。
