什么是振蕩器？

振蕩器是一種電子元件或電路，其主要功能是將直流電能轉(zhuǎn)換為具有一定頻率的交流電能。振蕩器通常由放大電路、選頻電路和正反饋電路組成，它們相互協(xié)作以產(chǎn)生重復(fù)的電子信號(hào)，這些信號(hào)通常是正弦波或方波。

振蕩器的工作原理基于正反饋和相位條件。在振蕩器中，一部分輸出信號(hào)被反饋回輸入端，與原始輸入信號(hào)相加。如果反饋信號(hào)的相位與原始輸入信號(hào)的相位相差正好180度（即反相），并且反饋信號(hào)的幅度足夠大，那么就可以滿足振蕩的條件，使振蕩器開始產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩。

振蕩器可以分為多種類型，包括諧波振蕩器和弛張振蕩器。此外，根據(jù)振蕩激勵(lì)方式的不同，振蕩器可以分為自激振蕩器和他激振蕩器；根據(jù)電路結(jié)構(gòu)的不同，振蕩器可以分為阻容振蕩器、電感電容振蕩器、晶體振蕩器、音叉振蕩器等；根據(jù)輸出波形的不同，振蕩器可以分為正弦波振蕩器、方波振蕩器、鋸齒波振蕩器等。

振蕩器在電子設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用，如用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)以驅(qū)動(dòng)微處理器或其他數(shù)字電路，或用于無線電通信中的頻率合成器。不同類型的振蕩器具有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)具體需求選擇合適的振蕩器類型。

接下來小編給大家分享一些振蕩器電路圖，以及簡(jiǎn)單分析它們的工作原理。

振蕩器電路圖分享

1、哈特利振蕩器電路圖

眾所周知，許多電子電路和微控制器需要具有特定頻率和幅度的信號(hào)源，其范圍可能從幾赫茲到幾千兆赫。為了提供這種類型的信號(hào)，我們使用稱為振蕩器的電路。這里簡(jiǎn)單的哈特利振蕩器電路設(shè)計(jì)用于提供寬范圍的正弦輸出。

每個(gè)正弦振蕩器電路都會(huì)有儲(chǔ)能電路、放大器電路和反饋路徑，這里反饋應(yīng)該是正的，并且振蕩器電路必須獲得無阻尼輸出。這種哈特利振蕩器電路廣泛應(yīng)用于無線電通信和音頻系統(tǒng)。

Hartley 振蕩器電路具有包含兩個(gè)電感器和一個(gè)電容器的儲(chǔ)能電路，這里 BC547 晶體管在共發(fā)射極配置中充當(dāng)單晶體管放大器。輸出通過輸出耦合電容C4取自BC547晶體管的集電極端子。反饋路徑通過儲(chǔ)能電路連接在集電極和基極之間。

當(dāng)我們向該電路供電時(shí)，集電極電流開始上升并對(duì)儲(chǔ)能電路中的電容器 C 充電。當(dāng)電容器充滿電時(shí)，它會(huì)通過 L1 和 L2 電感器放電，并開始初始振蕩。因此，L1 上的感應(yīng)振蕩應(yīng)用于放大器的發(fā)射極和基極端子之間，這將被放大，然后再次應(yīng)用于反饋（儲(chǔ)能元件），此處儲(chǔ)能電路對(duì)信號(hào)產(chǎn)生 180° 相移，晶體管放大器對(duì)信號(hào)產(chǎn)生 180° 相移放大期間的信號(hào)，因此在儲(chǔ)能電路的輸入和輸出信號(hào)之間產(chǎn)生總 360° 相移。

2、考畢茲振蕩器電路圖

許多電子電路和微處理器或微控制器需要具有特定頻率和幅度的信號(hào)源，我們無法為電路中的各個(gè)元件提供多個(gè)電源，因此我們使用振蕩器電路為不同的電路元件提供不同電平的信號(hào)。這里簡(jiǎn)單的考畢茲振蕩器電路被設(shè)計(jì)為產(chǎn)生恒定的正弦輸出。

在 Colpitts 振蕩器中，儲(chǔ)能電路包含兩個(gè)串聯(lián)連接的電容器 C1 和 C2，然后電感器 L1 與抽頭電容器并聯(lián)。晶體管 BC547 充當(dāng)共發(fā)射極放大器，R1、R2 電阻器為 CB 端子和 BE 端子提供偏置。集電極和基極之間的反饋路徑在其路徑中具有儲(chǔ)能電路。

當(dāng)電源接通時(shí)，電容器 C1 和 C2 充電。然后這些電容器通過線圈L放電，從而產(chǎn)生初始振蕩。 C2 上的振蕩施加到晶體管的基極發(fā)射極結(jié)。該振蕩被放大并在集電極電路中可用。來自集電極的放大功率施加到儲(chǔ)能電路，以滿足電容器C1和C2以及電感L之間的能量轉(zhuǎn)換過程中的損耗。反饋量取決于電容C1和C2的值。晶體管放大器提供 180° 相移，電容器反饋提供另一個(gè) 180° 相移。因此，總共會(huì)出現(xiàn) 360° 的相移，從而提供正反饋。因此，會(huì)產(chǎn)生連續(xù)的無阻尼振蕩。

3、1:800振蕩器電路圖

振蕩器很常見，但這個(gè)特殊的振蕩器具有獨(dú)特的功能。其頻率可在800:1的寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，在電壓控制下工作，如果控制電壓低于約0.6V，它會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。如圖所示，頻率特性曲線（f = f（ Ue)) 近似為對(duì)數(shù)。當(dāng)輸入電壓低于0.7V時(shí)，晶體管T1和T3處于截止?fàn)顟B(tài)。在這種情況下，電容器通過 10kW 電阻器充電。振蕩電路由電容、兩個(gè)施密特觸發(fā)器和T2組成。然而，由于T3處于截止?fàn)顟B(tài)，T2無法對(duì)電容器放電。

在此電路配置中，A1 為低電平，而 A2 在其初始狀態(tài)下為高電平。當(dāng)輸入電壓升高時(shí)，T3 開始導(dǎo)通。這允許電容器通過 T2 放電，從而啟動(dòng)電路振蕩。隨著輸入電壓的進(jìn)一步增加，電容器通過 T1 和 100Ω 電阻接收額外的充電電流，導(dǎo)致振蕩器頻率上升。在輸出信號(hào)占空比不重要的應(yīng)用中（例如時(shí)鐘發(fā)生器），該電路可以用作具有寬頻率范圍和關(guān)閉能力的壓控振蕩器（VCO）。

實(shí)時(shí)時(shí)鐘的頻率是根據(jù)特定應(yīng)用定制的。廣泛采用的 32768 Hz (32.768 kHz) 頻率具有重要意義，因?yàn)樗?2 (215) 的冪，可通過 15 級(jí)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)精確的 1 秒周期（1 Hz 頻率）。

4、超低功耗32kHz振蕩器電路圖

與傳統(tǒng)的基于 CMOS 反相器的電路相比，32kHz 低功耗時(shí)鐘振蕩器具有明顯的優(yōu)勢(shì)。逆變電路遇到挑戰(zhàn)；例如，電源電流在 3V 至 6V 電源范圍內(nèi)大幅波動(dòng)，導(dǎo)致電流消耗低于 250μA 成為問題。此外，由于電源電壓的大幅變化，操作變得不可靠，并且逆變器的輸入特性容易受到制造商之間廣泛的公差和差異的影響。

該電路有效地解決了上述問題。它的工作電流僅為 13 μA，采用 3 V 電源，由單晶體管放大器/振蕩器 (T1) 和低功耗比較器/參考器件 (IC1) 組成。 T1 的基極通過 R5/R4 和 IC1 中的參考電壓偏置為 1.25V。利用 5 μA（由 R3 設(shè)置）時(shí) β 約為 100 的任何小信號(hào)晶體管，集電極電壓固定為比 Vcc 低 1 V 左右。放大器的增益標(biāo)稱約為 2 V/V。 T1周圍的反饋路徑是由石英晶體與負(fù)載電容C1和C3結(jié)合建立的，由于T1的180度相移而引起振蕩。

在MAX931內(nèi)部，比較器的1.25 V偏置電壓由通過R2的參考電壓定義。這可確保比較器的輸入擺幅準(zhǔn)確地以參考電壓為中心。在 3V 和 32kHz 下工作時(shí)，IC1 僅消耗 7μA 電流。雖然比較器輸出可分別拉出和吸收 40 mA 和 5 mA 電流，但其 500 ns 和 100 ns 的適度上升/下降時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)高速 CMOS 邏輯中產(chǎn)生更高的開關(guān)電流。為了緩解這一問題，該電路在輸出端集成了一個(gè)可選的 74HC14 施密特觸發(fā)器，僅在電源電流略有增加的情況下平衡上升/下降時(shí)間。