【文章內容簡介】 二、仿真頻譜 變壓器反饋式振蕩電路的實驗 如圖所示?? k121bR，?? ，? 001eR，nF47bC，10e? 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 12 ?C,uH3501 ?L， L2 有 1 圈。 （ 1）當反饋系數(shù) F=70，即 L1 由 70 圈時 波形圖如下圖所示： 頻譜圖如下圖所示： khz412f ?， ? 頻譜數(shù)據(jù)：當 f=410khz 時， U=2v 當 f=850khz 時， U= 當 f=1240khz 時， U=38mv 當 f=1650khz 時， U=12mv （ 2）當反饋系數(shù) F=60，即 L1 由 60 圈時 波形圖和頻譜圖如下圖所示： khz579f ?， ? 頻譜數(shù)據(jù)：當 f=410khz 時， U= 當 f=850khz 時， U= 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 13 當 f=1240khz 時， U= 當 f=1650khz 時， U= （ 3）當反饋系數(shù) F=60，即 L1 由 50 圈時 波形圖和頻譜圖如下圖所示： khz671f ?， ? 頻譜數(shù)據(jù)：當 f=670khz 時， U= 當 f=850khz 時， U= 當 f=1240khz 時， U= 當 f=1650khz 時， U= （ 4）當圈數(shù)401?M時，互感耦合振蕩器起振不了。 結論：有實驗可知，在 2不變的情況下，圈數(shù)M1增加，也就是反饋系數(shù)減小，振蕩電感增大，導致，振蕩頻率 增加，波形變好，諧波分量數(shù)目減少，諧波分量幅度也在減小，越來越趨向于正弦波。 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 14 第四章 三點式振蕩電路的仿真與實驗 三點式 LC 振蕩電路的簡介 三點式振蕩器是指 LC 回路的三個端點與晶體管的三個電極分別連接而組成的一種振蕩器。三點式振蕩器電路用電容耦合或自耦變壓器耦合代替互感耦合 , 可以克服互感耦合振蕩器振蕩頻率低的缺點 , 是一種廣泛應用的振蕩電路。 三點式振蕩器有兩種基本類型，分別是電容三點式振蕩器和電感三點式振蕩器。 其中圖 41 是電容三點式振蕩器，圖 42 是電感三點式振蕩器。 為了便于分析，怎忽略回路中的損耗，并將三點式振蕩器電路護城如圖 43 所示的一般形式。如果進一步忽三極管的輸入和輸出阻抗，則當回路諧振，及?? 0?時，諧振回路的總阻抗0321 ??? XXX,回路呈純電阻性。由于放大器的輸出電壓u0與其輸入電壓ui反相，即?? 0 ?）（A，而反饋電壓uf又是 0在X3和 2支 路中分配在X2上的電壓，即 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 15 )()(j j)()( uuuu O12O322if jwjwjwjw XXXX X ????? ）（ 為了滿足相位平衡條件，要求??? 0f ?）（，即uf與 o反相，由 上式可見，X2必須與X1為同性質電抗，而X3應為異性質電抗。這時，振蕩器的振蕩頻率可以利用諧振回路的諧振頻率來估計。 圖 41 圖 42 圖 43 如果考慮到回路損耗和三極管輸入及輸出阻抗的影響，那么上述結論仍可近似成立。在這種情況下，不同之處僅在于u0和 i不再反相，而是在 ?上附加了一個相移。因此，為了滿足相位平衡條件， 0對 0的相移也應在 上附加數(shù)值相等、符號反相的相移。為此，諧振回路對振蕩頻率必須是失諧的。換句話說，振蕩器的振蕩頻率不是簡單地等于回路的諧振頻率，而是稍有偏離。 綜上所述，三點式振蕩器構成的一般原則可歸納為： （ 1）晶體發(fā)射極所借的兩個電抗元件X1和 2性質相同，而不與發(fā)射極相接的電抗元件X3的電抗性質與前者相反。 （ 2）振蕩器的振蕩頻率可利用關系式|||| 321 XXX ??來估算。 三點式振蕩電路的分類及其特點 目前三點式振蕩電路主要分為電感三點式和電容三點式振蕩電路。 電感三點式振蕩電路是指原邊線圈的 3個段分別接在晶體 管的 3個極。又稱為電感反饋式振蕩電路或哈特萊振蕩電路。其特點是： 。 。采用可變電容可獲得較寬的頻率調節(jié)范圍，工作頻率不可以做得 u0 C1 i L f 2 u0 L1 i C f 2 ui X2 1 f 3 0 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 16 太高。一般用于產生幾十赫茲以下的正弦波。頻率穩(wěn)定度不高。 。 電容三點式振蕩電路是指兩個電容的 3個段分別接在晶體管的 3個極。又稱為電容反饋式振蕩電路或科皮茲式振蕩電路。其特點是： 。這是由于反饋電壓取自電容，而電容對于高次諧波阻抗較小。 ， 電路的頻率穩(wěn)定度較高。工作頻率可以做得較高，頻率覆蓋范圍較廣，可達到 幾十 MHz 到幾百 MHz 的甚高頻波段范圍。 振蕩回路工作頻率的改變，若用調 C1或 C2實現(xiàn)時，反饋系數(shù)也將改變。使 振蕩器的頻率穩(wěn)定度不高。 ，但同時會影響起振條件。因此，這種電路適用于固定頻率的振蕩。 電容式三點式振蕩電路 電容三點式振蕩電路簡介 電容三點式振蕩器是是指 LC 回路的三個端點與晶體管的三個電極分別連接而組成的一種振蕩器，用于產生高頻、穩(wěn)定的正弦波。反饋電壓中高次諧波分量很小，因而輸出波形好，接近正弦波。反饋系數(shù)因與回路電容有關，如果用該變回路的 方法來調整振蕩頻率，必將改變反饋系數(shù)，從而影響起振。 圖 44 是一電容三點式振蕩器的實際電路。圖中R1b、2b、e、Ce、b為偏置電阻和旁路電容或直流電容，如第三章互感耦合振蕩器一樣，這些數(shù)據(jù)都是決定的是電路起振初期的靜態(tài)工作點； 而圖 45 是其高頻等效電路，圖中忽略了大電阻Rb21b //的作用，與圖 44 相比，顯然滿足三點式振蕩器的相位平衡條件。 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 17 由圖可見：與發(fā)射極連接的兩個電抗元件為同性質的容抗元件 C1和 C2；與基極和集電極連接的為異性質的電抗元件 L，根據(jù)前面所述的判別準則，該電路滿足相位條件。 其工作過程是：振蕩器接通電源后，由于電路中的電流從無到有變化，將產生脈動信號，因任一脈沖信號包含有許多不同頻率的諧波，因振蕩器電路中有一個 LC 諧振回路，具有選頻作用，當 LC 諧振回路的固有頻率與某一諧波頻率相等時，電路產生諧振。雖然脈動的信號很微小，通過電路放大及正反饋使振蕩幅度不斷增大。當增大到一定程度時，導致晶體管進入非線性區(qū)域，產生自給偏壓，使放大器的放大倍數(shù)減小，最后達到平衡，即 AF=1，振蕩幅度就不再增大了。于是使振蕩器只有在某一頻率時才能滿足振蕩條件，于是得到單一頻率的振蕩信號輸出。 總的來說，反饋取自電容 2C ，輸出取自 1C 。該振蕩器的振蕩頻率 of 為： 121212o CCf LC C? ?? 反饋系數(shù) F 為： 12CF C? 電容三點式振蕩電路小信號模型分析 在高頻等效電路中，流過電容的電流遠大于流過電阻的電流，所以流過電阻的交 流電流可以忽略不計，所以高頻微變等效電路如圖 46 所示。 rbe ib? c1 L 2 圖 45 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 18 圖 46 反饋系數(shù) CCF 2112jw1 ??,回路總電容CCC2121??,回路的諧振頻率LC?2 1f 0 ?，可以近似的把回路的諧振頻率看成電路的振蕩頻率。 路的諧振頻率看成電路的振蕩頻率。 電容三點式振蕩電路 的仿真 仿真電路圖如圖 47 所示： 圖 47 仿真結果 （ 1）仿真波形： （ 2）頻譜圖： 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 19 電容三點式振蕩電路的實驗 如圖 47 所示?? k121bR，?? ，? 001eR，nF47bC，uFC?L nF10e ?C， uF0102,uH8L， 當nF101?，即反饋系數(shù)121 ??CF時， 波形圖如下圖所示： 頻譜圖如下圖所示： zf ?， ? 頻譜數(shù)據(jù)：當 f= 時， U= 當 f= 時， U= 當 f= 時， U= 當 f= 時， U=2mv 當 f= 時， U= 當nF51?C，即反饋系數(shù)2121 ?CCF時， 波形圖如下圖所示： 頻譜圖如下圖所示： 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 20 zf ?， ? 頻譜數(shù)據(jù)：當 f= 時， U= 當 f= 時， U=4mv 當 f= 時， U=4mv 當 f= 時， U=6mv 當?C，即反饋系數(shù)21 ??CCF時， 波形圖如下圖所示： 頻譜圖如下圖所示： zf ?， ? 頻譜數(shù)據(jù)：當 f= 時， U= 當 f=4,8Mhz 時， U=4mv 當 f= 時， U= 當 f= 時， U=3mv 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 21 當nF11?C，即反饋系數(shù)21 ??CCF時， 波形圖如下圖所示： 頻譜圖如下圖所示： ?， ? 頻譜數(shù)據(jù)：當 f= 時， U= 當 f=5Mhz 時， U=4mv 結論：有實驗可知，在C2不變的情況下，電容C1減小，也就是反饋系數(shù)減小，振蕩總電容減小，導致，振蕩頻率增加，波形 變好，諧波分量數(shù)目減少，諧波分量幅度也在減小，越來越趨向于正弦波。 電容三點式振蕩器的反饋電壓取自 2，二電容對晶體管非線性特性產生的高次諧波呈低阻抗，所以反饋電壓中高次諧波分量很少，因而輸出波形好，接近于正弦波。電容三點式振蕩電路能夠振蕩的最高頻率較高，因為極間電容與C 2并聯(lián)，頻率變化時阻抗性質不變，相位平衡不會被破壞。但因為反饋系數(shù)與回路電容有關，如果用改變回路電容的方法來調整振蕩頻率，必將改變反饋系數(shù)，從而影響起振。 電感式三點式振蕩電路 電感三點式振蕩電路簡介 圖 48 是一電感三點式振蕩器的實際電路。在高頻交流通路中，因電源Ec處于高江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 22 頻的電位，由于旁落電容Ce的作用，晶體管發(fā)射極度高 頻來說是與L 2的抽頭相連的。其高頻電路如圖 49 所示。圖中忽略了大電阻圖中RR bb 21//的作用，與圖 49（ a）相比，顯然滿足三點式振蕩器的