三点式振荡器
（学号：）
（物理与电子信息学院 10级电子信息工程1班，内蒙古 呼和浩特 010022）
指导教师：
摘要：三点式振荡器是以LC谐振回路作为选频网络的反馈振荡器。本文主要介绍的是三点式振荡器的基本工作原理，对电感三点式及电容三点式振荡器的原理电路进行分析并讨论了三点式振荡器简化交流通路的画法和判断产生振荡的一般原则，并通过例子来对方法进行验证。
关键词：电感三点式；电容三点式；交流通路；振荡电路 中图分类号：TN752
1引言
振荡器用于产生一定频率和幅度的信号，它无需外部激励就能自动的将直流电源供给的功率转换为指定频率和振幅的交流信号功率输出。振荡器的种类很多，根据产生振荡波形的不同，可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。本文所讨论的三点式振荡器是一种反馈振荡器，它是正弦波振荡器的一种，利用正反馈原理构成。
振荡器在现代科学技术领域中有着广泛的应用，例如，在广播、电视、通信设备中振荡器用来产生所需要的载波和本机振荡信号；在各种信号源、测量仪器中用来产生各种频段的正弦信号等。它是不可缺少的的核心组成部分之一，是一种最基本的电子线路。
本文先讨论三点式振荡器的基本工作原理，然后分别对电感三点式和电容三点式电路进行分析，最后通过例子来对三点式振荡器简化交流通路的画法和判断产生振荡的一般原则进行验证。
2三点式振荡器的基本工作原理
我们应该要了解振荡器正常工作所需满足的三个条件即平衡条件、起振条件以及稳定条件，这样有利于后面我们对三点式振荡器原理的认识。
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物理与电子信息学院学年论文
图1 反馈振荡器的构成框图
2.1振荡的平衡条件
当反馈信号uf等于放大器的输入信号ui，或者说，反馈信号uf恰好等于产生输出电压uo所需的输入电压ui，这时振荡电路的输出电压不再发生变化，电路达到平衡状态，
??U?称为振荡的平衡条件。根据图1可知，放大器开环电压放大倍数A?和因此，将Ufi?分别为： 反馈网络的电压传输系数F??UUO??A?；F?f (1.1.1)
??UUiO所以
?U??F?U??F?A? (1.1.2) UfOi由此可得，振荡的平衡条件为
?F?F??A??|A?|ej(?a??f)?1 (1.1.3) T?|、?为放大倍数A?|、?为反馈系?的模和相角；|F?为反馈系统环路增益；|A式中，Taf?的模和相角。 数F由(1.1.3)式可知，振荡器正常工作时的相位平衡条件为
?T??a??f?2n? (n?0,1,2,?) (1.1.4)
振幅平衡条件为
?F?|?1 (1.1.5) T?|A 1
三点式振荡器
2.2振荡的起振条件
式(1.1.3)是维持振荡的平衡条件，是指振荡器已进入稳态振荡而言的。为使振荡器的输出振荡电压在接通直流电源后能够由小增大直到平衡，则要求在振荡幅度由小增大时，反馈电压相位必须与放大器输入电压同相，反馈电压必须大于输入电压的幅度，即
?T??a??f?2n? (n?0,1,2,?) (1.2.1)
?F?|?1 (1.2.2) T?|A式(1.2.1)称为相位起振条件，式(1.2.2)称为振幅起振条件。 2.3振荡的稳定条件
振荡器的稳定条件：当振荡器受到外部因素的扰动，破坏原平衡状态，振荡器所具有的自动恢复到原平衡状态的能力。
振幅稳定条件
图2满足起振和平衡条件的环路增益特性
根据满足起振和平衡条件的环路增益特性曲线图（如图2所示），因为振荡平衡点是稳定的，所以，图2所示的环路增益频率特性中A点不但是振幅平衡点，而且是稳定点，由此可得振幅稳定条件为
?T?Ui?0 (1.3.2.1)
Ui?UiA即在平衡点，T对Ui的变化率为负值。
相位稳定条件
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相位平衡的稳定条件是指相位平衡遭到破坏时，电路本身能重新建立起相位平衡的条件。
由于振荡的角频率等于相位的变化率，即??d?dt，所以，相位变化则频率也必然
变化，因此相位平衡的稳定条件实质上也就是频率稳定条件。
根据图3相位平衡条件所示，可知，在相位平衡点附近环路相位?T随频率的变化率为负值，即相位稳定条件为
??T?f
?0 (1.3.2.2)
f?f0A
图3相位平衡条件的图示
三点式振荡器的基本结构如图4所示，图中放大器采用晶体管，X1、X2、X3三个电抗元件组成LC谐振回路，回路有三个引出端点分别与晶体管的三个电极相连接，使谐振回路既是晶体管的集电极负载，又是正反馈选频网络，所以把这种电路称为三点式
?为放大器的输入电压，U?为放大器的输出电压，U?为反馈电压，I?为回路振荡器。Uiof谐振电流。
看了引言我们可以知道，要产生振荡首先应该使电路满足平衡条件。略去电抗元件的损耗及管子输入和输出阻抗的影响，当X1、X2、X3组成的谐振回路谐振，即
?与输入电压U?反相，X1?X2?X3?0时，回路等效阻抗为纯电阻，放大器的输出电压Uoi 3
三点式振荡器
?反相，U?同相，使电路满足相位平衡条件。 ?必须与U?才会与U电抗X2上的压降Uoiff
图4三点式振荡器的基本结构
由图4有
???jI?X ??jI?X,UUO1f2?反相，必须要求X1和X2为相同的电抗元件，即同为感性或?与U所以，为了使Uof容性电抗元件。
综上所述，三点式振荡器组成的一般原则可归纳为：X1与X2的电抗性质必须相同，
X2的电抗性质必须相异。X3与X1、根据这个法则可将三点式振荡器分为两种基本形式：
电感三点式和电容三点式。 3电感三点式振荡器
电感三点式振荡器又称哈脱莱振荡器，其原理电路如图5(a)所示。图中，RB1、RB2、
RBE组成分压式电流反馈偏置电路，CE为发射极旁路电容，CB、CC分别为基极和集电
极耦合电容，RC为集电极直流负载电阻，C和L1、L2构成谐振回路。它的交流通路如图5(b)所示。
?与输入电压U?反相，由图5(b)可见，当L1、L2、C并联回路谐振时，输出电压Uoi?反相，所以U?同相，电路在回路谐振频率上构成正反馈满足?与U?与U而反馈电压Uoiff的相位条件。由此可得电路的振荡频率f0为
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