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振蕩電路
來源：作者：日期：2017-12-12 16:58:11點(diǎn)擊：6711次
振蕩電流是一種大小和方向都隨周期發(fā)生變化的電流，能產(chǎn)生振蕩電流的電路就叫做振蕩電路。其中最簡(jiǎn)單的振蕩電路叫LC回路。
目錄
1、振蕩電路的條件
2、振蕩電路的原理
3、振蕩電路的技術(shù)應(yīng)用
4、振蕩電路的分類
5、基本的振蕩電路
振蕩電路的條件：
振蕩電流是一種交變電流，是一種頻率很高的交變電流，它無法用線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生，只能由振蕩電路產(chǎn)生。
振蕩電路物理模型（即理想振蕩電路）的滿足條件
①整個(gè)電路的電阻R=0（包括線圈、導(dǎo)線），從能量角度看沒有其它形式的能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，即熱損耗為零。
②電感線圈L集中了全部電路的電感，電容器C集中了全部電路的電容，無潛布電容存在。
③LC振蕩電路在發(fā)生電磁振蕩時(shí)不向外界空間輻射電磁波，是嚴(yán)格意義上的閉合電路，LC電路內(nèi)部只發(fā)生線圈磁場(chǎng)能與電容器電場(chǎng)能之間的相互轉(zhuǎn)化，即便是電容器內(nèi)產(chǎn)生的變化電場(chǎng)，線圈內(nèi)產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)也沒有按麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論激發(fā)相應(yīng)的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，向周圍空間輻射電磁波。
振蕩電路的原理：
充電完畢（放電開始）：電場(chǎng)能達(dá)到最大，磁場(chǎng)能為零，回路中感應(yīng)電流i=0。
放電完畢（充電開始）：電場(chǎng)能為零，磁場(chǎng)能達(dá)到最大，回路中感應(yīng)電流達(dá)到最大。
充電過程：電場(chǎng)能在增加，磁場(chǎng)能在減小，回路中電流在減小，電容器上電量在增加。從能量看：磁場(chǎng)能在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化。
放電過程：電場(chǎng)能在減少，磁場(chǎng)能在增加，回路中電流在增加，電容器上的電量在減少。從能量看：電場(chǎng)能在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化。
在振蕩電路中產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷，通過線圈的電流，以及跟電流和電荷相聯(lián)系的磁場(chǎng)和電場(chǎng)都發(fā)生周期性變化，這種現(xiàn)象叫電磁振蕩。
振蕩電路的技術(shù)應(yīng)用：
正弦波振蕩器在量測(cè)、自動(dòng)控制、無線電通訊及遙控等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如調(diào)整放大器時(shí)，我們用一個(gè)"正弦波信號(hào)發(fā)生器"和生一個(gè)頻率和振幅均可以調(diào)整的正弦信號(hào)，作為放大器的輸入電壓，以便觀察放大器輸出電壓的波形有沒有失真，并且量測(cè)放大器的電壓放大倍數(shù)和頻率特性。這種正弦信號(hào)發(fā)生器就是一個(gè)正弦波振蕩器。它在各種放大電路的調(diào)整測(cè)試中是一種基本的實(shí)驗(yàn)儀器。在無線電的發(fā)送和接收機(jī)中，經(jīng)常用高頻正弦信號(hào)作為音頻信號(hào)的"載波"，對(duì)信號(hào)進(jìn)行"調(diào)制"變換，以便于進(jìn)行遠(yuǎn)距離的傳輸。高頻振蕩還可以直接作為加工的能源，例如焊接半導(dǎo)體器件引腳時(shí)使用的"超聲波壓焊機(jī)"，就是利用60KHz左右的正弦波（即超聲波）作為焊接的"能源"。
那么一個(gè)正弦波振蕩器為什么能夠自己產(chǎn)生一個(gè)正弦波的振蕩呢？它產(chǎn)生的正弦振蕩又怎么能夠滿足我們所提出來一定頻率和振幅的要求呢？最后，這個(gè)正弦振蕩在外界干擾之下又怎么能夠維持其確定的振蕩頻率和振幅呢？這些就是下面我們要討論的基本問題。放大電路是典型的兩端口網(wǎng)絡(luò)，振蕩電路是一個(gè)典型的單端口網(wǎng)絡(luò)，只有一個(gè)射頻信號(hào)的輸出端口。從能量轉(zhuǎn)化的角度來看射頻放大電路和射頻振蕩電路都是直流電的能量轉(zhuǎn)換到特定頻率射頻信號(hào)的能量。兩者的區(qū)別就在于振蕩電路沒有射頻信號(hào)的輸入而放大電路必須有射頻信號(hào)的輸入。振蕩電路的技術(shù)指標(biāo)包括：出射頻信號(hào)頻率的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度；②輸出射頻信號(hào)振幅的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定度；③輸出射頻信號(hào)的波形失真度；④射頻信號(hào)輸出端口的阻抗和最大輸出功率。對(duì)于射頻振蕩電路的設(shè)計(jì)都需要按照上述技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行。通常在射頻信號(hào)源的參數(shù)中也可以找到上述技術(shù)指標(biāo)。
反饋型振蕩電路是由含有兩端口的射頻晶體管兩端口網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。如使用雙極型晶體管或者場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的振蕩電路采用在射頻放大電路中引入正反饋網(wǎng)絡(luò)和頻率選擇網(wǎng)絡(luò)形成振蕩電路。
負(fù)阻型振蕩電路由射頻負(fù)阻有源器件和頻率選擇網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，如使用雪崩二極管﹑隧道二極管﹑耿氏二極管等構(gòu)成射頻信號(hào)源。在負(fù)阻型振蕩電路中通常不出現(xiàn)反饋網(wǎng)絡(luò)，而反饋型振蕩電路必須包含正反饋網(wǎng)絡(luò)。因此，反饋網(wǎng)絡(luò)是區(qū)分兩種類型振蕩電路的標(biāo)志。通常反饋型振蕩電路的工作頻率為射頻的中低端頻段，負(fù)阻振蕩電路的工作頻率為射頻的高端頻段。負(fù)阻振蕩電路更適合于工作在微波﹑毫米波等頻率更高的頻段。
振蕩電路的分類：
能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做振蕩電路。一般由電阻、電感、電容等元件和電子器件所組成。一種不用外加激勵(lì)就能自行產(chǎn)生交流信號(hào)輸出的電路。它在電子科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中得到廣泛地應(yīng)用，如通信系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)的載波振蕩器、接收機(jī)中的本機(jī)振蕩器、醫(yī)療儀器以及測(cè)量儀器中的信號(hào)源等。
振蕩器的種類很多，按信號(hào)的波形來分，可分為正弦波振蕩器和非正弦波振蕩器。正弦波振蕩器產(chǎn)生的波形非常接近于正弦波或余弦波，且振蕩頻率比較穩(wěn)定；非正弦波振蕩器產(chǎn)生的波形是非正弦的脈沖波形，如方波、矩形波、鋸齒波等。非正弦振蕩器的頻率穩(wěn)定度不高。
在正弦波振蕩器中，主要有LC振蕩電路、石英晶體振蕩電路和RC振蕩電路等幾種。這幾種電路，以石英晶體振蕩器的頻率最穩(wěn)定，LC電路次之，RC電路最差。RC振蕩器的工作頻率較低，頻率穩(wěn)定度不高，但電路簡(jiǎn)單，頻率變化范圍大，常在低頻段中應(yīng)用。 在通信、廣播、電視等設(shè)備中，振蕩器正逐步實(shí)現(xiàn)集成化，這些集成化正弦波振蕩器的工作原理、電路分析、設(shè)計(jì)方法等原則上與分立元件振蕩電路相一致。由于集成電路的集成度愈來愈高，并在向系統(tǒng)功能發(fā)展，其內(nèi)部電路日趨復(fù)雜，如果不從系統(tǒng)組成和單元電路原理這兩方面同時(shí)著手，那是很難弄清某一集成芯片的，振蕩器也不例外。
基本的振蕩電路：
5.1.最簡(jiǎn)單的振蕩器
這種振蕩器特點(diǎn)是：T≈（1.4～2.3）R*C
電源波動(dòng)將使頻率不穩(wěn)定，適合小于100KHz的低頻振蕩情況。
5.2.加補(bǔ)償電阻的振蕩
T≈（1.4～2.2）R*C，電源對(duì)頻率的影響減小，頻率穩(wěn)定度可控制在5%。
5.3.環(huán)行振蕩器
5.4.采用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的振蕩器
5.5.采用兩三極管構(gòu)成的振蕩器
| 中文名 | 外文名 | 分類 |
| 振蕩電路 | oscillating circuit | LC回路 |
目錄
1、振蕩電路的條件
2、振蕩電路的原理
3、振蕩電路的技術(shù)應(yīng)用
4、振蕩電路的分類
5、基本的振蕩電路
振蕩電路的條件：
振蕩電流是一種交變電流，是一種頻率很高的交變電流，它無法用線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生，只能由振蕩電路產(chǎn)生。
振蕩電路物理模型（即理想振蕩電路）的滿足條件
①整個(gè)電路的電阻R=0（包括線圈、導(dǎo)線），從能量角度看沒有其它形式的能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，即熱損耗為零。
②電感線圈L集中了全部電路的電感，電容器C集中了全部電路的電容，無潛布電容存在。
③LC振蕩電路在發(fā)生電磁振蕩時(shí)不向外界空間輻射電磁波，是嚴(yán)格意義上的閉合電路，LC電路內(nèi)部只發(fā)生線圈磁場(chǎng)能與電容器電場(chǎng)能之間的相互轉(zhuǎn)化，即便是電容器內(nèi)產(chǎn)生的變化電場(chǎng)，線圈內(nèi)產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)也沒有按麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論激發(fā)相應(yīng)的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，向周圍空間輻射電磁波。
振蕩電路的原理：
充電完畢（放電開始）：電場(chǎng)能達(dá)到最大，磁場(chǎng)能為零，回路中感應(yīng)電流i=0。
放電完畢（充電開始）：電場(chǎng)能為零，磁場(chǎng)能達(dá)到最大，回路中感應(yīng)電流達(dá)到最大。
充電過程：電場(chǎng)能在增加，磁場(chǎng)能在減小，回路中電流在減小，電容器上電量在增加。從能量看：磁場(chǎng)能在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化。
放電過程：電場(chǎng)能在減少，磁場(chǎng)能在增加，回路中電流在增加，電容器上的電量在減少。從能量看：電場(chǎng)能在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化。
在振蕩電路中產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷，通過線圈的電流，以及跟電流和電荷相聯(lián)系的磁場(chǎng)和電場(chǎng)都發(fā)生周期性變化，這種現(xiàn)象叫電磁振蕩。
振蕩電路的技術(shù)應(yīng)用：
正弦波振蕩器在量測(cè)、自動(dòng)控制、無線電通訊及遙控等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如調(diào)整放大器時(shí)，我們用一個(gè)"正弦波信號(hào)發(fā)生器"和生一個(gè)頻率和振幅均可以調(diào)整的正弦信號(hào)，作為放大器的輸入電壓，以便觀察放大器輸出電壓的波形有沒有失真，并且量測(cè)放大器的電壓放大倍數(shù)和頻率特性。這種正弦信號(hào)發(fā)生器就是一個(gè)正弦波振蕩器。它在各種放大電路的調(diào)整測(cè)試中是一種基本的實(shí)驗(yàn)儀器。在無線電的發(fā)送和接收機(jī)中，經(jīng)常用高頻正弦信號(hào)作為音頻信號(hào)的"載波"，對(duì)信號(hào)進(jìn)行"調(diào)制"變換，以便于進(jìn)行遠(yuǎn)距離的傳輸。高頻振蕩還可以直接作為加工的能源，例如焊接半導(dǎo)體器件引腳時(shí)使用的"超聲波壓焊機(jī)"，就是利用60KHz左右的正弦波（即超聲波）作為焊接的"能源"。
那么一個(gè)正弦波振蕩器為什么能夠自己產(chǎn)生一個(gè)正弦波的振蕩呢？它產(chǎn)生的正弦振蕩又怎么能夠滿足我們所提出來一定頻率和振幅的要求呢？最后，這個(gè)正弦振蕩在外界干擾之下又怎么能夠維持其確定的振蕩頻率和振幅呢？這些就是下面我們要討論的基本問題。放大電路是典型的兩端口網(wǎng)絡(luò)，振蕩電路是一個(gè)典型的單端口網(wǎng)絡(luò)，只有一個(gè)射頻信號(hào)的輸出端口。從能量轉(zhuǎn)化的角度來看射頻放大電路和射頻振蕩電路都是直流電的能量轉(zhuǎn)換到特定頻率射頻信號(hào)的能量。兩者的區(qū)別就在于振蕩電路沒有射頻信號(hào)的輸入而放大電路必須有射頻信號(hào)的輸入。振蕩電路的技術(shù)指標(biāo)包括：出射頻信號(hào)頻率的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度；②輸出射頻信號(hào)振幅的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定度；③輸出射頻信號(hào)的波形失真度；④射頻信號(hào)輸出端口的阻抗和最大輸出功率。對(duì)于射頻振蕩電路的設(shè)計(jì)都需要按照上述技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行。通常在射頻信號(hào)源的參數(shù)中也可以找到上述技術(shù)指標(biāo)。
反饋型振蕩電路是由含有兩端口的射頻晶體管兩端口網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。如使用雙極型晶體管或者場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的振蕩電路采用在射頻放大電路中引入正反饋網(wǎng)絡(luò)和頻率選擇網(wǎng)絡(luò)形成振蕩電路。
負(fù)阻型振蕩電路由射頻負(fù)阻有源器件和頻率選擇網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，如使用雪崩二極管﹑隧道二極管﹑耿氏二極管等構(gòu)成射頻信號(hào)源。在負(fù)阻型振蕩電路中通常不出現(xiàn)反饋網(wǎng)絡(luò)，而反饋型振蕩電路必須包含正反饋網(wǎng)絡(luò)。因此，反饋網(wǎng)絡(luò)是區(qū)分兩種類型振蕩電路的標(biāo)志。通常反饋型振蕩電路的工作頻率為射頻的中低端頻段，負(fù)阻振蕩電路的工作頻率為射頻的高端頻段。負(fù)阻振蕩電路更適合于工作在微波﹑毫米波等頻率更高的頻段。
振蕩電路的分類：
能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做振蕩電路。一般由電阻、電感、電容等元件和電子器件所組成。一種不用外加激勵(lì)就能自行產(chǎn)生交流信號(hào)輸出的電路。它在電子科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中得到廣泛地應(yīng)用，如通信系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)的載波振蕩器、接收機(jī)中的本機(jī)振蕩器、醫(yī)療儀器以及測(cè)量儀器中的信號(hào)源等。
振蕩器的種類很多，按信號(hào)的波形來分，可分為正弦波振蕩器和非正弦波振蕩器。正弦波振蕩器產(chǎn)生的波形非常接近于正弦波或余弦波，且振蕩頻率比較穩(wěn)定；非正弦波振蕩器產(chǎn)生的波形是非正弦的脈沖波形，如方波、矩形波、鋸齒波等。非正弦振蕩器的頻率穩(wěn)定度不高。
在正弦波振蕩器中，主要有LC振蕩電路、石英晶體振蕩電路和RC振蕩電路等幾種。這幾種電路，以石英晶體振蕩器的頻率最穩(wěn)定，LC電路次之，RC電路最差。RC振蕩器的工作頻率較低，頻率穩(wěn)定度不高，但電路簡(jiǎn)單，頻率變化范圍大，常在低頻段中應(yīng)用。 在通信、廣播、電視等設(shè)備中，振蕩器正逐步實(shí)現(xiàn)集成化，這些集成化正弦波振蕩器的工作原理、電路分析、設(shè)計(jì)方法等原則上與分立元件振蕩電路相一致。由于集成電路的集成度愈來愈高，并在向系統(tǒng)功能發(fā)展，其內(nèi)部電路日趨復(fù)雜，如果不從系統(tǒng)組成和單元電路原理這兩方面同時(shí)著手，那是很難弄清某一集成芯片的，振蕩器也不例外。
基本的振蕩電路：
5.1.最簡(jiǎn)單的振蕩器
這種振蕩器特點(diǎn)是：T≈（1.4～2.3）R*C
電源波動(dòng)將使頻率不穩(wěn)定，適合小于100KHz的低頻振蕩情況。
5.2.加補(bǔ)償電阻的振蕩
T≈（1.4～2.2）R*C，電源對(duì)頻率的影響減小，頻率穩(wěn)定度可控制在5%。
5.3.環(huán)行振蕩器
5.4.采用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的振蕩器
5.5.采用兩三極管構(gòu)成的振蕩器
