漫谈差分LC振荡器：被遗忘的LC振荡器

Aline744

传统的晶体管超外差收音机，电子元件很多，调试起来很麻烦。80年代后，出现了一批调幅收音机芯片，例如LA1600、TA7641、ULN2204等等。这些芯片都有一个共同特征：本振只使用一个引脚，且起振非常容易。那么这些芯片是怎么做到使用一个引脚就完成本振的搭建的呢？

一、单管LC振荡器的缺陷
单个晶体管，可以构成三种放大器：共基、共集、共射放大电路。这三种电路都有各自的缺点，共基只能放大电压、共集只能放大电流，因此都需要LC网络来调整电压和电流才能起振。共集虽然既能放大电压又能放大电流，但是偏偏是个反向放大器，而反向放大是不符合起振的相位条件的，需要LC网络将相位调转180度才能工作。
以上的三种电路构成的放大器，其工作都依赖于LC网络的设计。LC网络要满足两个条件：1、环路增益大于一，2、相位差0度，即必须是正反馈。这就导致单个晶体管做成的振荡电路，常常无法起振，或者起振了波形也不好。

二、差分放大器

差分对管组成的放大电路相比于单管放大电路，其性能得到了巨大的提升。对于振荡器来说，差分放大器有一个非常好的性质：可以同向放大。例如图中的放大电路，T1基极和T2集电极的相位是相同的。如果条件合适，将这两个极短路，然后接一个LC回路就能够起振。此时LC回路的反馈和能量提供都由一个引脚完成，不需要任何抽头或匹配网络。

三、差分LC振荡器
我们以MC1648为例，来看看单个引脚如何实现本振电路的构建。

Q7和Q8构成了差分放大器，上面我们分析过，这个是一个同向放大器，既给LC回路供能，由作为放大器的输入引脚。起振后，信号由Q4Q5放大，再经过D1检波，加到Q8上，这是典型的AGC电路，能够实现增益的自动调节。Q3、Q2、Q1是输出放大器，起到缓冲作用，避免Q6Q7因为带负载而停振。其他三极管或二极管均是偏置电路，负责为放大器提供合适直流工作点。
由此可见，相比于单管LC振荡器，集成电路振荡器增益更大、外围电路更简洁、波形更好。正是因为这样的优点，单管LC振荡器正在被淘汰，集成电路+外围分立元器件的LC振荡器取而代之，成为现在设计的主流。

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