Uo(s) US(s) Ui(s) 放大器 Uf(s)+ A（s）
反馈网络 F（s） 图.1 反馈型振荡器的原理框图
图中开环放大倍数为：
A(s)?Uo(s)Ui(s) （2.1）
因为：
F(s)?Uf(s)Uo(s) （2.2）
Ui(s)?US(s)?Uf(s) （2.3）
所以闭环放大倍数为：
Af(s)?Uo(s)US(s)?A(s)1?A(s)F(s) （2.4）
2.1.2振荡的建立与起振条件
实际振荡器的us?0，在电源接通的瞬间，上电冲击脉冲中频率等于振荡器的成分被放大器放大，在输出端形成输出电压。输出电压然后又反馈到振荡器的输入端，振荡器开始振荡。
振荡器在起振时的振幅较小。为了使振荡过程中输出幅度不断增加，应使反馈的信号Uf(s)比前次输入到放大器的信号大，振荡开始时应为增幅振荡。
因没有外加输入信号，Us?0，起振时应满足：
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Uf(s)?A(s)F(s)Ui(s)?Ui(s)
可知起振条件为：
A(s)F(s)?1 （2.5）
因为：
?UI?C1ZL?j?o????AFej(?y??L??F) AF?F?F?gmeyZLF??UUii （2.6）
所以起振的条件为：
AF?1 （2.7） ?y??L??F?2n? （n=0,1,2,?） (2.8)
振荡器的起振条件分为振幅条件和相位条件。
2.1.2 振荡的平衡和平衡条件
振荡器的输出幅度增加到一定大小后，输出幅度不再增加，振荡器即处于平衡状态，此时，Uf(s)?A(s)F(s)Ui(s)?Ui(s)，所以：
) A(s)F(s?A?F 1?n ? ?A??F??y??z??f2 n=0,1,2? （2.9）
上式分别为振荡平衡的振幅平衡条件和相位平衡条件。在平衡状态中，电源供给的能量正好抵消整个环路耗损的能量，平衡时输出幅度将不再变化，因此振幅平衡条件决定了振荡器输出振幅的大小。必须指出，环路只有再某一特定的频率上才能满足相位平衡条件，也就是说相位平衡条件决定了振荡器输出信号的频率大小。
2.1.3振荡平衡的稳定条件
处于平衡状态的振荡器应考虑其工作的稳定性，这是因为振荡器在工作的过
程中不可避免的要受到外界各种因素的影响，如温度的改变、电源电压的波动等等，这些变化将使放大器放大倍数和反馈系数改变，破坏了原来的平衡状态，对
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振荡器的正常工作将会产生影响。如果通过放大和反馈的不断循环，振荡器能在原平衡点附近建立起新的平衡状态，而且当外界因素消失后，振荡器能自动回到原平衡状态，则原平衡点使稳定的；否则，原平衡点为不稳定的。
振荡器的稳定分为振幅稳定条件和相位稳定条件。 （1）振幅稳定条件
??U?当振荡平衡时，Uif。若某种原因导致Ui增大，只有AF减小，进而使
应随Ui反向变化。
Ui减小。振荡器回到平衡状态，即在振荡平衡状态，AF所以在平衡点A，振幅稳定条件为：
?(AF)?UiUi?UiA?0 （2.10）
如果F为常量，则有：
?A?UiUi?UiA?0 （2.11）
(2) 相位稳定条件
当振荡平衡时，???y??L??F?2n?。若某种原因导致?瞬时增大，相当于?增大，只有减小?，才能使?减小。一般情况下，反馈网络为线性网络，?F为常数，所以相位稳定条件为：
???????0???L???0 （2.12）
即要求相位?随频率?的变化特性斜率为负值。假设晶体管的正向传输特性的相角为定值，则要求阻抗角?L随频率?的变化特性斜率为负值。
2.2变容二极管调频法 2.2.1二极管的电容效应
二极管在低频工作时，具有有很好的单向导电作用。当工作频率很高时，由
于PN结的电容效应(即二极管的电容效应)，往往使单向导电特性变得很差，这
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种电容效应可以归结为两种等效电容。
●势垒电容
我们知道，在P型和N型半导体的交界面((PN结)附近，由于载流子(空穴和
电子)的相互扩散，将形成势垒区，积累一定数量的空间电荷。这些空间电荷是一些不能移动的正负离子，在势垒区由于缺少导电的载流子，导电率很低，相当于介质。而势垒区(也称空间电荷区或耗尽层)两侧的P区和N区的导电率相对来说比较高，相当于金属极板。当外加电压改变时，势垒区的电荷量将随之改变，这种现象和电容的作用类似，所以称这个电容为势垒电容，记为CB。
当PN结两端加正向电压时，外加电场将使N区的电子和P区的空穴进人空
间电荷区，并中和一部分带正电荷的施主离子和带负电荷的受主离子，这就象有一部分电子和空穴“存人”PN结，相当于电子和空穴分别向势垒电容“充电”。而当外加电压降低，又有一部分电子和空穴离开空间电荷区，这就象电子和空穴分别从势垒电容“放电”，如图1所示。而当PN结加反向电压时，外加电场使多数载流子背离空间电荷区而运动，使空间电荷区变宽，相当于电子和空穴分别从势垒电容“放电”，如图2所示。这种充放电效应与普通电容在外加变化电压作用下的充放电效应相似，所不同的只是这个势垒电容是随外加电压的变化而改变的，当外加电压保持不变时，势垒区的空间电荷数目保持不变，势垒电容充放电也就停止了，因此，势垒电容只是在外加电压改变时才起作用。
从定量上，势垒电容可定义为
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CB?dQdU (2.13)
式中dQ是外加电压的变化dU所引起的空间电荷的变化量。实验表明，势垒电容CB和外加电压U之间的关系为:
n?U) (2.14) CB?a/(U?式中a是常数，U?是PN结的接触电位差，U是外加电压(正向偏压时，U为正值，反向偏压时，U为负值),n是电容变化指数，它的值可由1/3?3，决定于PN结附近的杂质分布情况。由以上公式可见，当反向电压增大时，结电容减小，反之，当反向电压减小时(绝对值)，结电容增大。
●扩散电容
由于PN结中载流子的扩散运动产生的电容效应可以等效为另一种PN结电
容—扩散电容，我们知道，PN结加正向偏压时，N区的电子和P区的空穴相互向对方扩散，形成一定的非平衡载流子分布，如图3中的曲线1所示。当正偏压升高时，PN结边界上的电子浓度按指数规律增大，电子浓度将由曲线I变到同图中的曲线H(图3中nP是P区少数载流子浓度，n(0)是P区和N区交界面处，即X?0处电子浓度，V1和V2表示PN结的不同正向偏置电压)。可以看出，正向偏置电压升高时(从V1升高为V2)，电子少数载流子的贮存将增加，而在正向电压减少时，贮存的电子少数载流子则将减少。也就是正向偏压的变化，会使贮存
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