聊聊振蕩電路、功放電路等結(jié)構(gòu)和工作原理

實用的無線發(fā)射電路應(yīng)包括正弦波振蕩電路、調(diào)制電路、高頻功率放大電路和天線。

本章逐一討論振蕩電路、功放電路、天線等單元電路結(jié)構(gòu)、工作原理和特性，調(diào)制電路在第3章討論。

一、正弦波振蕩電路組成

X0-輸出正弦波電壓

Xf-反饋電壓,即放大電路的輸入電壓

接下來推導正弦波振蕩的平衡條件

電路達到穩(wěn)定后（即振蕩電路有穩(wěn)定的輸出）應(yīng)有：

反饋電壓等于：

由此求得：

稱為正弦波振蕩的平衡條件，表明正弦波振蕩電路形成穩(wěn)定輸出后，放大電路的放大倍數(shù)和反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)的乘積等于1。

是相量式 兩邊的模應(yīng)該相等，求得!稱為幅值平衡條件

兩邊相位也應(yīng)該相等，得稱為相位平衡條件

根據(jù)上述兩個平衡條件可以導出正弦波振蕩電路產(chǎn)生穩(wěn)定輸出所需要滿足的3個條件：

**（1）起振條件 **

振蕩電路接通電源以前以及剛接通電源時的輸出為零，這表明振蕩電路輸出電壓從零變化到穩(wěn)定值有一個逐漸升高的過程，這個過程即為振蕩電路的起振。

起振過程中，輸出電壓不斷升高，反饋系數(shù)和放大倍數(shù)幅值的乘積就應(yīng)該大于1，即

稱為振蕩電路起振條件。

既要滿足平衡條件，又要滿足起振條件，有矛盾嗎？

放大倍數(shù)A是一個隨工作狀態(tài)變化的量，起振時，放大電路工作于線性區(qū)，A的數(shù)值較大，隨輸出電壓的增加，進入非線性區(qū)域后，A的數(shù)值隨放大電路輸出信號振幅變化，振幅變大，A變小，穩(wěn)定時A滿足平衡條件，振幅趨于穩(wěn)定。

（2）形成正反饋

相位平衡條件式滿足時，振蕩電路的反饋電壓就會形成正反饋

假設(shè)初始時刻放大電路輸入電壓的極性為“正”，如圖，經(jīng)過放大電路，產(chǎn)生相位移動φA，經(jīng)過反饋網(wǎng)絡(luò)又產(chǎn)生相位移動φF，因此所形成的反饋電壓與初始輸入電壓之間的相位差等于φA+ φF，根據(jù)相位平衡條件，兩者之和等于2π的整數(shù)倍，這表明反饋電壓和初始電壓相位相同，因此振蕩電路所形成的為正反饋。

**（3）必須有一個選頻的環(huán)節(jié) **

按照相位和振幅平衡條件，各種不同頻率的信號都可能在輸出端形成穩(wěn)定的輸出，這樣一來，振蕩電路輸出的就不是正弦波電壓，而是各種頻率合成的振蕩信號。

為了獲得正弦波電壓輸出，就必須有一個選頻的環(huán)節(jié)。

高頻電子技術(shù)中用到多種選頻電路，我們以LC諧振回路為例進行說明。

LC并聯(lián)電路的特性曲線如下圖，(a)是LC并聯(lián)電路，(b)是幅頻特性曲線，(c)為相頻特性曲線。

(b)表示輸入信號頻率等于諧振頻率f0時，回路表現(xiàn)為很高的阻抗：

用LC回路組成反饋選頻網(wǎng)絡(luò)

圖中只有頻率等于f0的正弦波信號才在LC回路兩端形成最大的輸出電壓，對其他頻率的信號，LC回路是低阻抗，建立不起高的電壓，因此輸出端得到的就是頻率等于f0的正弦波電壓。

反饋電壓取自輸出電壓并進行倒相，形成的是正反饋

二、正弦波振蕩電路主要性能指標

高頻電子技術(shù)中主要通過以下三個指標來衡量正弦波振蕩電路的優(yōu)劣。

1、振蕩頻率

高頻電子技術(shù)所涉及的振蕩頻率都比較高，例如在獲得廣泛應(yīng)用的甚高頻至特高頻段，無線電波的頻率在30MHz至3000MHz之間。某種振蕩電路能否獲得應(yīng)用，決定于這個電路能否產(chǎn)生如此高頻的正弦波電壓輸出，因此振蕩電路的振蕩頻率自然就成為電路的重要特性指標。

2、振蕩頻率的穩(wěn)定度

振蕩電路的頻率穩(wěn)定性常用穩(wěn)定度表示。若振蕩器頻率為f0，由于溫度變化等原因發(fā)生了Δf的變化，則用（Δf/ f0）×100%來表示穩(wěn)定度。實用上，頻率穩(wěn)定度又分短期穩(wěn)定度和長期穩(wěn)定度。頻率的突變一般由電源電壓或外界干擾變化引起，緩慢的頻率變化，則由環(huán)境溫度變化、元件參數(shù)變化所致。因此，表示振蕩電路穩(wěn)定度時，有時用（Δf/ f0）/時，即一小時內(nèi)頻率變化百分之幾；有時也用（Δf/ f0）/月，即一個月內(nèi)頻率變化百分之幾。

3、振蕩頻率的可調(diào)節(jié)性

無線通信時，收發(fā)電路的頻率必須相等才會有較好的通信效果。在生產(chǎn)時卻很難做到這一點，完全相同的設(shè)計圖紙所生產(chǎn)出來的發(fā)射或接收電路的頻率也可能有較大的差異。如果振蕩電路的頻率可以通過某個元件，例如可變電容來調(diào)節(jié)，就可以方便地使發(fā)射電路和接收電路的頻率相等?？梢?，一個振蕩電路的頻率是否可調(diào)、調(diào)節(jié)范圍多大、調(diào)節(jié)是否方便等也是振蕩電路的重要指標之一。

三、振蕩電路的分類

常用的正弦波振蕩電路有以下5類，其中RC振蕩電路頻率過低，高頻電路中不使用，本章首先介紹LC振蕩電路、石英晶體諧振器振蕩電路和聲表面波諧振器振蕩電路。陶瓷諧振器組成的正弦波振蕩電路將在下一章介紹。

（1）RC振蕩電路

（2）LC振蕩電路

（3）石英晶體振蕩電路

（4）聲表面波諧振器振蕩電路

（5）陶瓷諧振器振蕩電路