高頻課件第三章33-授課老師賈志成

第3章正弦波振蕩器3.3

LC振蕩器的頻率穩(wěn)定度3.3.1

提高頻率穩(wěn)度的基本措施3.3.2

克拉潑振蕩電路3.3

LC振蕩器的頻率穩(wěn)定度(1)定義：

頻率穩(wěn)定度又稱為頻穩(wěn)度，為振蕩器最重要的指標(biāo)，指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的溫度、濕度、電源電壓等變化范圍內(nèi)，振蕩頻率的相對變化量。(2)種類

按規(guī)定時(shí)間的長短不同，頻穩(wěn)度可分為：

長期頻穩(wěn)度：一天以上乃至幾個(gè)月內(nèi)因元器件老化而引起的頻率相對變化量。

短期頻穩(wěn)度：一天內(nèi)因溫度、電源電壓等外界因素變化而引起的頻率相對變化量。

瞬時(shí)(秒級)頻穩(wěn)度：電路內(nèi)部噪聲引起頻率相對變化量。

通常指短期頻穩(wěn)度。

(3)表達(dá)式

絕對準(zhǔn)確度：fosc

=f

-

fosc

fosc：標(biāo)稱頻率相對準(zhǔn)確度：f：實(shí)測的振蕩頻率將規(guī)定時(shí)間劃分為

n個(gè)等間隔，各間隔內(nèi)實(shí)測的振蕩頻率為

fi，短期頻穩(wěn)度的定義：式中，(fosc)i=fi

-

fosc

，第

i個(gè)間隔內(nèi)實(shí)測的絕對準(zhǔn)確度；

為絕對準(zhǔn)確度的平均值，越小，頻率準(zhǔn)確度就越高。

(4)對頻穩(wěn)度的不同要求

高精度信號發(fā)生器用途中波電臺電視發(fā)射機(jī)信號發(fā)生器頻穩(wěn)度10-510-4~10-510-710-7~10-93.3.1

提高頻率穩(wěn)度的基本措施首先分析外界因素對振蕩頻率變化的影響。一、頻穩(wěn)度的定性分析

1．振蕩頻率的圖解由相位平衡條件

T(osc)=0即

①

A()主要取決于并聯(lián)諧振回路的相移z()，它在諧振頻率附近隨

的變化十分劇烈；

②

f()

隨

的變化相對要緩慢得多，可近似認(rèn)為它是與頻率無關(guān)的常數(shù)，用f表示。得：Z(osc)=-

f故：Z()曲線與高度為-f

水平線相交點(diǎn)上所對應(yīng)的角頻率——振蕩角頻率

osc

。

忽略晶體管相移Y(osc)

2．影響振蕩頻率osc的參數(shù)

圖3-3-1(a)由

可知：影響振蕩頻率osc的參數(shù)是0、Qe和f。故討論頻穩(wěn)度就是分析外界因素通過這三個(gè)參數(shù)對振蕩頻率變化的影響。

(1)諧振頻率

0

變化若

L、C

變化，0

產(chǎn)生0

的變化，則

z()曲線沿橫坐標(biāo)平移

0，曲線形狀不變。參看圖3-3-1(a)。圖3-3-1(b)(2)Qe變化若負(fù)載和管子參數(shù)變化，使諧振回路

Qe增加

Qe，則

z()曲線變陡。Qe引起振蕩頻率的變化量與f大小有關(guān)。參看圖3-3-1(b)。

(3)若

f

產(chǎn)生

f，則

z()曲線形狀不變，而交點(diǎn)移動。

f

引起振蕩頻率的變化與

f(同條曲線)、Qe的大小有關(guān)。3．討論提高LC振蕩器頻穩(wěn)度的基本措施：圖3-3-1(c)

①減小0、Qe和f，故應(yīng)減小外界因素變化引起0、Qe和f的變化。

②減小f和增大Qe，以減小由Qe、f

引起的振蕩頻率變化量。二、提高頻穩(wěn)度的基本措施1．減小外界因素的變化

外界因素：溫度、濕度、大氣壓、電源電壓、周圍磁場、機(jī)械振動及負(fù)載變化等，其中以溫度的影響最嚴(yán)重。

措施：減振、恒溫、密封(濕度、大氣壓)、高穩(wěn)定度電源、屏蔽罩、振蕩器與負(fù)載間插入跟隨器。

2．提高振蕩回路標(biāo)準(zhǔn)性(1)標(biāo)準(zhǔn)性振蕩回路在外界因素變化時(shí)保持固有諧振頻率不變的能力。標(biāo)準(zhǔn)性越高，0

就越小。(2)0

與

L、C的關(guān)系將此式展開，忽略高階小量，化簡為

(3)分析

可見，為提高回路標(biāo)準(zhǔn)性，必須減小

L、C的相對變化量。通常采取如下措施：①

溫度補(bǔ)償?；芈冯姼泻筒糠旨纳鷧⒘恳话阌姓档臏囟认禂?shù)，如選用有負(fù)溫度系數(shù)的陶瓷電容器，且數(shù)值合適，正負(fù)可補(bǔ)償。②縮短引線，采用貼片元器件，減小分布參數(shù)。③

使用穩(wěn)定度高的外接集總電容、電感，減小不穩(wěn)定的寄生量及其在

L、C

中的比重。

(4)討論

增加回路總電容可有效的減小管子極間不穩(wěn)定電容的影響，但是，fosc=(LC)-1/2一定，C↑→L↓→

Q0↓→Qe↓→頻穩(wěn)度↓，所以，增加總電容是有限度的。通常采用串聯(lián)電容減小管子與回路間耦合的方法。例如：clapp電路3.3.2

克拉潑clapp振蕩電路1．電路

圖3-3-2(b)2．特點(diǎn)

為電容三點(diǎn)式振蕩器的改進(jìn)型電路，其差別：與

C1、C2串聯(lián)的電容

C3。且C3取值較小。滿足

C3<<C1，C3<<C2，回路總電容取決于

C3。3．原理回路總電容取決于

C3，減小了極間電容

Cce、Cbe、Ccb(并聯(lián)在

C1、C2上)對頻率的影響。

C3越小，影響越小，回路標(biāo)準(zhǔn)性越高。比電容三點(diǎn)式高一個(gè)數(shù)量級。

4．討論接入

C3后，雖反饋系數(shù)不變(上節(jié)例2)，但接在

A、B兩端的電阻折算到集-基極間（主網(wǎng)絡(luò)輸出端）的數(shù)值減小，