3.3 LC 振荡器的频率稳定度
(1) 定义,频率稳定度又称频稳度，指 在规定时间
内,规定的温度、湿度、电源电压等变化范围内,振
荡频率的相对变化量 。
(2) 种类
按规定 时间的长短 不同，频稳度可分：
长期频稳度,一天以上乃至几个月内因元器件老化
而引起的频率相对变化量。
短期频稳度,一天内因温度、电源电压等外界因
素变化而引起的频率相对变化量。
瞬时 (秒级 )频稳度,电路内部噪声引起的频率相对
变化量。
通常指短期频稳度 。
(3) 表式
若将规定时间划分为 n 个等间隔，各间隔内实测
的振荡频率分别为,则当振荡频率规定为
(标称频率 )时,短期频稳度 的 定义为
nfff ???21,oscf
2
o s c
o s c
o s c
o s c
1o s c
o s c ]Δ)Δ([1limΔ
f
f
f
f
nf
f in
in
???
???
式中,为第 i 个时间间隔内实测的
绝对频差。
o s cio s c )( fff i ???
为绝对频差的平均值，称为
绝对频率准确度。 越小，频率准确度就越高。
)(1limΔ o s ci
1o s c
ffnf n
in
???
???
oscΔf
(4) 对频稳度的不同要求
高精度信号
发生器
510? 710? 54 1010 ?? ? 97 1010 ?? ?
用 途 中波电台 电视发射机信号发生器
频稳度
3.3.1 提高频稳度的基本措施
首先分析外界因素对 振荡频率变化 的影响。
一、频稳度的定性分析
1,振荡频率的图解
由相位平衡条件 0)(
O S CT ???
即 0)()()()(
fo s cZo s cfo s cAo s cT ????? ?????????
说明,(1) 主要取决于并联谐振回路的相
移,它在谐振频率附近随 ? 的变化十分剧烈；
)(A ??
)(z ??
(2) 随 ? 的变化相对地要缓慢的多，可近似认
为它与频率无关的常数，用 表示。
)(f ??
f?
得,fo s cZ )( ??? ??
osc?2,影响振荡频率 的参数
故,曲线与高度为 水平线相交点上所对应
的角频率 —— 振荡角频率 。
)(Z ?? f??
osc?
由
0
0
eo s cZ
)(2a r c t a n)(
?
???? ??? Q
知,影响振荡频率 的参数是 。因此，
讨论频稳度就是分析外界因素通过这三个参数对振荡
osc? fe0 ?? 和,Q
频率变化的影响。
(1) 若谐振回路的 L 和
C 变化，使谐振频率 产
生 的变化，则
曲线沿横坐标轴平移,
曲线形状不变。可见，由
此引起振荡频率的变化量
实际就是回路谐振频率的
变化量，即,
图 (a)。
0?
)(z ??
oscΔ? ?
0Δ?
0Δ?
0Δ?
(2) 若 负载和管子参数变
化，使谐振回路的 增加,
则 曲线变陡。 引起
振荡频率的变化量与 大小
有关。 。 图 (b)。
eQ
)(z ??
eQ?
f?
oscosc Δ'Δ ?? ?
eQ?
(3) 若 产生,则 曲
线形状不变，而交点移动。
f? f?? )(z ??
引起振荡频率的变化 与 的大小有关。
f?? f
? eQ
3,讨论
提高 LC 振荡器频稳度的措施
① 减小, 和,尤其是,为此必
须减小外界因素的变化和 对外界因素变化
的敏感度。
0Δ?
fe0 ?? 和,Q
fe0 ?? ??? Q
② 减小 和增大,目的是减小由,
引起的振荡频率变化量。
eQ? f??f? eQ
二、提高频稳度的基本措施
1,减小外界因素的变化
外界因素,温度、湿度、大气压力、电源电压、
周围磁场、机械振动及负载变化等，其中尤以温度的
影响最严重。
措施,减振、恒温、密封 (湿度、大气压 )、高稳定
度电源、屏蔽罩、振荡器与负载间播入跟随器。
2,提高振荡回路标准性
(1) 标准性,振荡回路在外界因素变化时保持固有
谐振频率不变的能力。
标准性越高，就越小。
0Δ?
(2) 与 的关系
0Δ? CL ??,
)
Δ
1)(
Δ
1(
1
)Δ)(Δ(
1
Δ 000
C
C
L
LCCLL
??
??
??
?? ???
将此式展开，忽略高阶小量，化简化为
00 Δ?? ?
C
C
L
L
C
C
L
L Δ
2
1Δ
2
1)
2
Δ1)(
2
Δ1(
0000 ???? ??????
)ΔΔ(
2
1
00 C
C
L
L ????? ??
(3) 措施
此式表明,为提高回路标准性，必须减小 L 和 C
的相对变化量。措施是，采用高稳定度的集总电容、
电感，减小不稳定的寄生量及其在 L,C 中的比重，
采用温度补偿。
① 采用温度补偿。电感和部分寄生参量有正值的
温度系数，选用有负温度系数的陶瓷电容器，且负温度
系数值合适，可补偿正系数变化，使 大大减小。?Δ
② 缩短引线，采用贴片元器件，减小分布参数 。
③ 增加 LC 总电容，减小管子极间电容在总电容
中的比重，减小管子输入和输出电阻及它们变化量对
的影响。
eQ
但，当频率一定时，增加电容势必减小回路电感，
使固有品质因数 及 降低，不利于频稳度的提高。
所以，增加总电容是有限度的。因此一般都串联电容，
减小管子与回路间耦合的方法。 如,clapp电路 。
0Q eQ
3.3.2 克拉泼 (clapp)振荡电路
1,电路
2,特点
clapp 电路 是电容三点式振荡器的改进型电路，与
电容三点式差别，仅在回路中多加了一个与, 串
联的电容 。 取值较小。满足 <<, <<,
回路总电容取决于 。
1C 2C
3C 3C 3C 1C 3C 2C
3C
3,原理
不稳定电容是极间电容,, 。它们并联
在, 上，不影响,结果减小了不稳定电容对
频率的影响，且 越小，影响越小，回路标准性越
高。比电容三点式高一个数量级。
ceC beC cbC
1C 2C
3C
3C
4,讨论
接入 后，虽反馈系数不变，但接在 A,B 两
端的电阻 折算到集电极间的数值
减小，
3C
)//(' e0LL RRR ? L"R
L"R
L
2
213
3
L
2 ')(' R
CC
CRn
、?
??
C1,2是, 极间电容的总和，因而环路增益减小。
越小，环路增益越小。可见，在这种振荡电路中，减
小 提高标准性是以牺牲环路增益为代价的。 过
小，就不会满足振幅起振条件，而停振。
1C 2C
3C
3C 3C
(1) 定义,频率稳定度又称频稳度，指 在规定时间
内,规定的温度、湿度、电源电压等变化范围内,振
荡频率的相对变化量 。
(2) 种类
按规定 时间的长短 不同，频稳度可分：
长期频稳度,一天以上乃至几个月内因元器件老化
而引起的频率相对变化量。
短期频稳度,一天内因温度、电源电压等外界因
素变化而引起的频率相对变化量。
瞬时 (秒级 )频稳度,电路内部噪声引起的频率相对
变化量。
通常指短期频稳度 。
(3) 表式
若将规定时间划分为 n 个等间隔，各间隔内实测
的振荡频率分别为,则当振荡频率规定为
(标称频率 )时,短期频稳度 的 定义为
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式中,为第 i 个时间间隔内实测的
绝对频差。
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为绝对频差的平均值，称为
绝对频率准确度。 越小，频率准确度就越高。
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1o s c
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(4) 对频稳度的不同要求
高精度信号
发生器
510? 710? 54 1010 ?? ? 97 1010 ?? ?
用 途 中波电台 电视发射机信号发生器
频稳度
3.3.1 提高频稳度的基本措施
首先分析外界因素对 振荡频率变化 的影响。
一、频稳度的定性分析
1,振荡频率的图解
由相位平衡条件 0)(
O S CT ???
即 0)()()()(
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说明,(1) 主要取决于并联谐振回路的相
移,它在谐振频率附近随 ? 的变化十分剧烈；
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(2) 随 ? 的变化相对地要缓慢的多，可近似认
为它与频率无关的常数，用 表示。
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故,曲线与高度为 水平线相交点上所对应
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讨论频稳度就是分析外界因素通过这三个参数对振荡
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频率变化的影响。
(1) 若谐振回路的 L 和
C 变化，使谐振频率 产
生 的变化，则
曲线沿横坐标轴平移,
曲线形状不变。可见，由
此引起振荡频率的变化量
实际就是回路谐振频率的
变化量，即,
图 (a)。
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0Δ?
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(2) 若 负载和管子参数变
化，使谐振回路的 增加,
则 曲线变陡。 引起
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有关。 。 图 (b)。
eQ
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线形状不变，而交点移动。
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引起振荡频率的变化 与 的大小有关。
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3,讨论
提高 LC 振荡器频稳度的措施
① 减小, 和,尤其是,为此必
须减小外界因素的变化和 对外界因素变化
的敏感度。
0Δ?
fe0 ?? 和,Q
fe0 ?? ??? Q
② 减小 和增大,目的是减小由,
引起的振荡频率变化量。
eQ? f??f? eQ
二、提高频稳度的基本措施
1,减小外界因素的变化
外界因素,温度、湿度、大气压力、电源电压、
周围磁场、机械振动及负载变化等，其中尤以温度的
影响最严重。
措施,减振、恒温、密封 (湿度、大气压 )、高稳定
度电源、屏蔽罩、振荡器与负载间播入跟随器。
2,提高振荡回路标准性
(1) 标准性,振荡回路在外界因素变化时保持固有
谐振频率不变的能力。
标准性越高，就越小。
0Δ?
(2) 与 的关系
0Δ? CL ??,
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(3) 措施
此式表明,为提高回路标准性，必须减小 L 和 C
的相对变化量。措施是，采用高稳定度的集总电容、
电感，减小不稳定的寄生量及其在 L,C 中的比重，
采用温度补偿。
① 采用温度补偿。电感和部分寄生参量有正值的
温度系数，选用有负温度系数的陶瓷电容器，且负温度
系数值合适，可补偿正系数变化，使 大大减小。?Δ
② 缩短引线，采用贴片元器件，减小分布参数 。
③ 增加 LC 总电容，减小管子极间电容在总电容
中的比重，减小管子输入和输出电阻及它们变化量对
的影响。
eQ
但，当频率一定时，增加电容势必减小回路电感，
使固有品质因数 及 降低，不利于频稳度的提高。
所以，增加总电容是有限度的。因此一般都串联电容，
减小管子与回路间耦合的方法。 如,clapp电路 。
0Q eQ
3.3.2 克拉泼 (clapp)振荡电路
1,电路
2,特点
clapp 电路 是电容三点式振荡器的改进型电路，与
电容三点式差别，仅在回路中多加了一个与, 串
联的电容 。 取值较小。满足 <<, <<,
回路总电容取决于 。
1C 2C
3C 3C 3C 1C 3C 2C
3C
3,原理
不稳定电容是极间电容,, 。它们并联
在, 上，不影响,结果减小了不稳定电容对
频率的影响，且 越小，影响越小，回路标准性越
高。比电容三点式高一个数量级。
ceC beC cbC
1C 2C
3C
3C
4,讨论
接入 后，虽反馈系数不变，但接在 A,B 两
端的电阻 折算到集电极间的数值
减小，
3C
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L"R
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2
213
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L
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C1,2是, 极间电容的总和，因而环路增益减小。
越小，环路增益越小。可见，在这种振荡电路中，减
小 提高标准性是以牺牲环路增益为代价的。 过
小，就不会满足振幅起振条件，而停振。
1C 2C
3C
3C 3C
