概述
所謂振蕩器電路就是一種在沒有外界輸入信號的情況下能自行產(chǎn)生周期性交變信號輸出的電子電路,可以作為信號源、定時源、能量變換電路、頻譜變換電路等等,普遍應用于通信電子系統(tǒng)。振蕩器的種類很多:
按原理分:反饋振蕩器和負阻振蕩器;
按輸出頻率分:低頻、高頻、微波;
按輸出波形分:正弦波振蕩器、非正弦振蕩器。
自激振蕩
首先我們來看下自激振蕩的基本原理,對于任何一個帶限網(wǎng)絡來說,若在其通頻帶內(nèi)有增益大于0dB的頻率點,那么將這個帶限網(wǎng)絡的輸出、輸入端通過一個全通網(wǎng)絡相連,通過全通網(wǎng)絡的相位調(diào)整,使得該增益大于0dB的頻率點信號是同相相接,那么這個網(wǎng)絡就會發(fā)生自激振蕩。這時,在網(wǎng)絡的輸入不施加輸入信號,其輸出端就會有幅度、頻率都穩(wěn)定的交變信號輸出。
反饋型正弦波振蕩器
正反饋放大器框圖
放大器的輸出、輸入端通過反饋網(wǎng)絡首尾相連,構(gòu)成了一個反饋環(huán)路。那么,對于恒定幅度的輸出信號Uo,若反饋網(wǎng)絡的輸出電壓Uf和放大器的輸入電壓Ui的幅度相等、相位相同,那么對于放大器回路來說,沒有任何外加電壓,Uo也能維持穩(wěn)定的信號輸出。若Uo、Ui的相位相同,幅度不同,當Uf>Ui,那么每經(jīng)過一個反饋循環(huán),Uo信號幅度就會增加,發(fā)生增幅振蕩,但是實際電路中,Uo也不會無限增加,振蕩最終會由于電子器件的非線性、有限動態(tài)范圍而被限制于一個極值。反之,當Uf
反饋系數(shù)為:
放大系數(shù)與反饋系數(shù)的乘積:
由前文分析可知,Uf(jω)=Ui(jω)或Uf(jω)>Ui(jω),回路都可以發(fā)生自激振蕩,所以回路可以發(fā)生自激振蕩的條件就是:
A(jω)*B(jω)≥1并且ФA(ω)+ФB(ω)=ФAB(ω)=2nπ(n=0、1、2...)
分別表示起振的幅度條件和相位條件。對于正弦振蕩器,為了使得輸出信號Uo只有單一的頻率,振蕩器正反饋環(huán)路中必須要有選頻特性,使電路振蕩在設定的頻點上,還可以濾除器件因進入非線性區(qū)產(chǎn)生的諧波,提高輸出信號質(zhì)量。
實際電路設計中的選頻網(wǎng)絡常用組態(tài)有:LC選頻網(wǎng)絡、RC選頻網(wǎng)絡。LC選頻網(wǎng)絡容易達到較高的Q值,容許器件進入強非線性區(qū),但對于低頻振蕩器來說,LC器件的體積受限,因此LC振蕩器一般用于設計高頻振蕩器,RC振蕩器一般工作于低頻點。
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