峭，稳频性能极好。

(4) 由于晶振的Q值和特性阻抗?都很高，所以晶振的谐振电阻也很高，一般可达1010?以上。这样即使外电路接入系数很小，此谐振电阻等效到晶体管输出端的阻抗 仍很大，使晶体管的电压增益能满足振幅起振条件的要求。

2. 密勒(Miller)振荡电路

右图是场效应管密勒振荡电路。石英晶体作为电感VDD 元件连接在栅极和源极之间。LC并联回路在振荡频率

61~122?H 300p 点等效为电感，作为另一电感元件连接在漏极和源极之

间，极间电容Cgd作为构成电感三点式电路中的电容元

Cgd 件。由于Cgd又称为密勒电容，故此电路有密勒振荡电路之称。

1MHz 10M? 密勒振荡电路通常不采用晶体管，原因是正向偏置

2.2k 0.02? 时晶体管发射结电阻太小，虽然晶振与发射结的耦合很弱，但也会在一定程度上降低回路的标准性和频率的稳

定性，所以采用输入阻抗高的场效应管。 密勒振荡电路

3. 泛音晶体振荡电路

并联型泛音晶体振荡电路，假设泛音晶振为五次泛音，标称频率为5MHz，基频为1MHz，则LC1回路必须调谐在三次和五次泛音频率之间。

在5MHz频率上，LC1回路呈容性，振荡电路满足组成法则，而对于基频和三次泛音频率来说，LC1回路呈感性，电路不符合组成法则，不能起振。而在七次及其以上泛音频率，LC1回路虽呈现容性，但等效容抗减小，从而使电路的电压放大倍数减小，环路增益小于1，不满足振幅起振条件。LC1回路的电抗特性如(b)图所示。

X

C1 L 4 5 6 7 0 1 2 3 f(MHz)

C3 C2

(a) 并联型泛音晶体振荡电路 (b) LC1回路的电抗特性

4.串联型晶体振荡器

串联型晶体振荡器是将石英晶振用于正反馈支路中，利用其串联谐振时等效为短路元件，电路反馈作用最强，满足振幅起振条件，使振荡器在晶振串联谐振频率fq上起振。 VCC R? 680 C3 R b1 C1 20k Cp 3.8?F L C? 300p

L

C1 Re C2 C3 Cb Rb2 2.2k Re C2 1600p 串联型晶体振荡电路

这种振荡器与三点式振荡器基本类似，只不过在正反馈支路上增加了一个晶振。

例6-3 图(a)是一个数字频率计晶振电路，试分析其工作情况。

解 先画出V1管高频交流等效电路，如图 (b)所示，0.01?F电容较大，作为高频旁路电路，V2管是射随器。

由高频交流等效电路可以看到，V1管的c、e极之间有一个LC回路，其谐振频率为f0?12?4.7?10?330?10?6?12?4.0MHz

所以在晶振工作频率5MHz处，此LC回路等效为一个电容。可见，这是一个皮尔斯振荡电路，晶振等效为电感，容量为3-10pF的可变电容起微调作用，使振荡器工作在晶振的标称频率5MHz上。

＋VCC C? c 20k b v 20p 10/3p e 200p c 5MHz b v 330p v 14.7?H 330p 4.7?? 5.6k e 200p 10/3p 1.5k 20p 0.01? 2.7k (b)

(a) 例6-4 已知石英晶体振荡电路如图所示，试求：

1) 画出振荡器的高频等效电路，并指出电路的振荡形式； 2) 若把晶体换为1MHz，该电路能否起振，为什么？ 3) 求振荡器的振荡频率；

4) 指出该电路采用的稳频措施。

330?F 10k ＋VCC 10pF 稳压 10?F 0.01?F b 20-5pF 4.7? 6.8pF 200pF 330pF 7MHz 100pF 2k4.2?? 330pF 7MHz 1k 200pF 20-5pF10pF 0.01?? 2.7k 解： (2) 要想电路起振，ce间必须呈现容性，4.7?H和330pF并联回路的谐振频率为，

f0?12?LC20pF ?12?4.7?10?6?330?10?12?1?109?4.04?106?4MHz6.28?39.4 4MHz=f0>1MHz，回路对于1MHz呈现感性，不满足三点法则，所以把晶体换为1MHz，该电路不能起振。

3）因为石英晶体的标称频率为7MHz所以该振荡器的工作频率即为7MHz。 4）该电路采用的稳频措施有： (a) 采用晶体振荡的克拉波电路； (b) 振荡与射级跟随器是松耦合； (c) 用射级跟随器进行隔离；

(d) 电源进行稳压，以保晶体管参数的稳定性

6.6 其它形式的振荡器

6.6.1 压控振荡器(VCO)

压控振荡器是以某一电压来控制振荡频率或相位大小的一种振荡器，常以符号VCO(Voltage Controlled Oscillator)代之。

在电子设备中，压控振荡器的应用极为广泛，如彩色电视接收机高频头中的本机振荡电路、各种自动频率控制(AFC)系统中的振荡电路、锁相环路(PLL)中所用的振荡电路等均为压控振荡器。振荡器输出的波形有正弦型的，也有方波型的。

1. 变容二极管压控振荡器的基本工作原理

在振荡器的振荡回路上并接或串接某一受电压控制的电抗元件后，即可对振荡频率实行控制。受控电抗元件常用变容二极管取代。 C4 C4 (隔直) C C 11 L L Cj Cj C2 C3 C2 C3 变容二极管的电容量Cj取决于外加控制电压的大小，控制电压的变化会使变容管的Cj变化，Cj的变化会导致振荡频率的改变。

对于图中，若C1、C2值较大，C4又是隔直电容，容量很大，则振荡回路中与L相并联的总电容为

C?Cj??C3串C2串C1??Cj?C1C2C3?Cj?C?

C1C2?C2C3?C1C4变容管是利用半导体PN结的结电容受控于外加反向电压的特性而制成的一种晶体二极管，它属于电压控制的可变电抗器件，其压控特性的典型曲线如图所示。图中，反向偏压从3V增大到30V时，结电容Cj从18pF减小到3pF，电容变化比约为6倍。

对于不同的Cj，所对应的振荡频率为

fmin?12?Cjmax?C?)(VR为最小)

fmax?1(VR为最大)

2?L(Cjmin?C?) Cj(pF) 20 18 15 10 5 3 –VR(V) 30 20 10 3 0 通常将fmax和fmin的比值称为频率覆盖系数，以符号Kf表示，上述振荡回路的频率覆盖系数为

Cjmax?C?fmaxKf??

fminCjmin?C?2. VCO的实际电路

某彩色电视接收机VHF调谐器中第6-12频段的本振电路如图所示电路中，控制电压VC为0.5-30V，改变这个电压，就使变容管的结电容发生变化，从而获得频率的变化。由图(b)可见，这是一典型的西勒振荡电路，振荡管呈共集电极组态，振荡频率约为170-220MHz ，这种通过改变直流电压来实现频率调节的方法，通常称为电调谐，与机

械调谐相比它有很大的优越性。

+VCC L? 1000pF 5.6k? 47pF L 1.5pF 6pF 15pF Cj 15pF 47pF 18pF 18pF 6pF L 15k? 47k? D 1.2k? Vc 0.5~30V

(a) 电视接收机VHF本振电路 (b)

6.6.2 集成电路振荡器

1. 差分对管振荡电路

在集成电路振荡器里，广泛采用如图 (a)所示的差分对管振荡电路，其中V2管集电极外接的LC回路调谐在振荡频率上。(b)图为其交流等效电路。(b)图中Rce为恒流源I0的交流等效电阻。

这是共集–共基反馈电路。由于共集电路与共基电路均为同相放大电路，且电压增益可调至大于1，根据瞬时极法判断，在V1管基极断开，有vb1?? vbe(ve2)??vc2??vb1?，所以是正反馈。在振荡频率点，并联LC回路阻抗最大，正反馈电压vf(vo)最强，且满足相位稳定条件。

VCC

V2 + C1 L V1 Rce L C RL vo + +

vi – V2 V1 – RL vo VBB

– Io （a） （b）

2. 运放振荡器

其振荡频率为f0?1

2?(L1?L2?2M)C Cb – – vo vo

+ + C1 C3 L2

C M C2 L1

(a)电感三点式运放振荡器 (b) 运放皮尔斯电路

运放三点式电路的组成原则与晶体管三端式电路的组成原则相似，即同相输入端与