压控振荡器
AN5620x集成电路内的压控振荡器包括两部分：一是由IC内T\(_{135}\)～T156等组成的正反馈放大器（见上期第16页图1）；二是IC、、外接的晶体移相网络。经简化后的压控振荡器电路及其工作原理示意方框图如图13所示。当满足振荡条件时，该电路振荡信号电压从、输入IC内，然后经三路放大和迭加，其合成信号电压从脚输出，再经外部移相网络又送回到、。下面分别介绍外部移相网络和IC内电路信号电压、电流的向量关系。
外部移相网络信号电压、电流的向量关系
假设IC的、、对地电压分别为V·、V·、V·因副载波信号是一个向量、即不仅有量的大小，而且具有方向，故称之为向量，用复数表示）。又假设流过晶体L\(_{X}\)和电容Ca（C\(_{a}\)=C617＋C\(_{618}\)）的电流为I1，它在C\(_{a}\)、LX上的压降分别为V\(_{ca}\)、V·X；流过电阻R\(_{1}\)（即R180）、电容C\(_{b}\)（Cb=C\(_{614}\)＋C615）的电流为I\(_{2}\)，它在R1上的压降为V·\(_{R1}\)；流过C616的电流为I·\(_{3}\)（见图13b）。根据回路电压和节电流定律，可列出电路上各电压、电流向量之间的关系式：V·=V·＋V·cx=V·(刘胜利)+（V·\(_{x}\)+V·ca），V·=V··\(_{R1}\)，I·1=I·\(_{2}\)+I·3。当振荡频率接近4.43MHz时，晶体的感抗远大于电容C\(_{a}\)的容抗，即jωLX》1/jωC\(_{a}\)，故晶体上的压降V·X》V·\(_{ca}\)，使V·cx=V·\(_{x}\)+V·ca≈V·\(_{x}\)，因此，V·≈V·+V·x。如以向量V·参考基准即初相角为0°，则可画出图14所示外部移相网络的向量关系图。
因电容C\(_{b}\)上电压V·后其电流I·290°，而电阻上压降V·\(_{R1}\)与其电流同相、故取V·相角为0°时I·2、V·\(_{R1}\)向量指向正上方；向量V·由V·V·R1合成，适当选择C\(_{b}\)值，可使副载波频率时的阻抗与容抗相等，即R1=jωCb，|V·\(_{R1}\)|=|V·1\(\sqrt{2}\)|V·|，此时V·超前V·°；因电容 C616上电压相位滞后其电流I·\(_{3}\)90°，故I·3超前V·90°；I·\(_{2}\)与I·3又合成晶体电流I·\(_{1}\)；通常晶体工作在感性区，它等效于一个大电感，因电感Lx上压降V·\(_{x}\)超前其电流I·190°，故可画出向量V·\(_{x}\)的位置；又因IC输出端电压V·由输入端电压V·与晶体压降V·x合成，于是便可确定V·的方向和大小。可见V·超前V·一个角度ф1。当振荡频率升高使晶体感抗增加、压降变大时，V·超前V·的角度也增大。
IC内电路信号电压、电流的向量关系
振荡信号电压由、输入分别加到T\(_{153}\)、T152和T\(_{151}\)基极，如图13a所示。因加到T153的B－E间电压为V·-V··\(_{R1}\)，故I·c153与V·\(_{R1}\)同相，而T141导通时I·\(_{c141}\)与I·c153又同相，则T\(_{141}\)集电极输出电压V·c141与V·\(_{R1}\)反相。同理，因加到T152的B－E间电压为V··=V·\(_{Rl}\)，故I·c152与V·\(_{R1}\)反相，而I·c139又与I·\(_{152}\)同相，则V·c139与V·\(_{R1}\)同相。可见两输出信号电压V·c139与V·\(_{c141}\)互为反相，同时加到T138基极。另外，T\(_{151}\)的输出信号电压V·c151与输入V·好反相，它也加到T\(_{138}\)基极。因三个信号电流I·c151、I·\(_{c139}\)、I·c141流过同一负载电阻R\(_{162}\)，故得到三个信号的合成电压V·M，它经射防器T\(_{138}\)从脚输出，于是有向量关系式V·=（V·c139＋V·\(_{c141}\)）＋V·c151=V·\(_{M}\)。因鉴相输出电压加到双差分放大器T139～T\(_{142}\)的基极，使Ic139与I\(_{c141}\)按反方向变化，故由VAPC可控制T\(_{139}\)、T141的共基电压放大倍数K\(_{139}\)与K141，即改变V·\(_{c139}\)、V·c141的幅值，从而改变IC内部电路的移相量，使输出信号电压V·的幅值和相位也变化，起到调节振荡频率的作用。如果输入信号电压V·、V·IC内部移相放大后，其合成电压V·\(_{M}\)的相位与输出端电压V·同相，则可满足内部移相量等于外部移相量、闭合回路总移相量为零的振荡条件。下面分三种情况讨论鉴相电压VAPC对IC内部移相电路的影响，其向量示意图如图15所示。
（1）当V\(_{APC}\)=0（即V⑤=V⑥）时：因Lc139=I\(_{c141}\)，且Ic139=12I\(_{c152}\)，Ic141=1;2I\(_{c153}\)，Ic152与I\(_{c153}\)大小相等、方向相反，故信号电流I·c139=-I·\(_{c141}\)。又因IC内各晶体管参数一致性好，K139=K\(_{141}\)，K152=K\(_{153}\)，使V·c139与V·\(_{141}\)大小相等、方向相反、互相抵消，故脚只输出信号电压V·c151，即V·=V·\(_{c151}\)，两向量方向相同，如图15（a）。
（2）当V\(_{APC}\)≠0（即V⑤≠V⑥）时，因Ic139≠I\(_{c141}\)，K139≠K\(_{141}\)，使V·c139与V·\(_{c141}\)不能互相抵消，故IC输出信号电压V·=（V·c139+V·\(_{c141}\)）+V·c151，与向量V·\(_{c151}\)方向不同。当VAPC＞0（即V⑤＞V⑥）时，I·\(_{c141}\)>I·c139，K\(_{141}\)>K139，合成电流与I·\(_{c141}\)同相，使合成电压（V·cl4l＋V·\(_{c139}\)）与V·c141同相，它指向正下方，因此输出电压V·超前输入电压V·的角度大于135°，如图 15（b）所示。为了维持振荡，外部移相网络也应使V·滞后V·的角度大于135°，这只有晶体工作在感抗大于V\(_{APC}\)=0时的新频率上才能实现，于是振荡频率升高。VAPC越大振荡频率越高，当V\(_{APC}\)增大到使T139截止（I·\(_{c139}\)=0）时，I·c141则最大，使向量V·\(_{c141}\)最长，即V·超前V·的角度最大，此时振荡频率最高。
当V\(_{APC}\)＜0（即V⑤＜V⑥）时，I·c141＜I·\(_{c139}\)，K141＜K\(_{139}\)，合成电流与I·c139同相，使合成电压与V·\(_{c139}\)同相（指向正上方），因此输出电压V·超前输入电压V·角度小于135°，如图15（c）所示。为了维持振荡，外部移相网络也应使V·滞后V·的角度小于135°，即晶体工作在感抗小于VAPC=0时的新频率上，于是振荡频率降低。V\(_{APC}\)越小振荡频率越低，当VAPC减小到使T\(_{141}\)截止时I·c141=0，I·\(_{c139}\)则最大，使向量V·c139最长，即V·超前V·的角度最小，此时振荡频率最低。
总之，当振荡频率偏离正确值（4.43MHz）时，鉴相器则自动使V\(_{APC}\)≠0，从而改变原有偏离频率的振荡条件，直到把新的振荡频率牵引到正确值时为止。(刘胜利)