振荡器基本原理分析
2016-08-12张忠伟
张忠伟
(作者单位:安阳市中波转播台)
振荡器基本原理分析
张忠伟
(作者单位:安阳市中波转播台)
振荡器是一种用来产生交流信号的电路,正玄波振荡器用来产生正玄波信号。振荡器主要由放大电路、选频电路和正反馈电路三部分组成。本文简要分析了振荡器的基本原理,希望可以为初学者提供一定的帮助。
放大电路;选频电路;正反馈电路;振荡器
1 振荡器的工作原理
振荡器的组成如图1所示。
图1 振荡器组成方框图
接通电源后,放大电路获得供电开始导通,导通时电流有一个从无到有的变化过程,该变化的电流中包括有微弱的0-∞各种频率的信号,这些信号输出并送到选频电路,选频电路从中选出频率为f0的信号,f0信号经正反馈电路反馈到放大电路的输入端,放大后输出幅度较大的f0信号,f0信号又经选频电路选出,再经过正反馈电路反馈到放大电路输入端进行放大,然后输出幅度更大的f0信号,接着又选频、反馈和放大,如此反复,放大电路输出的f0信号越来越大。随着f0信号的不断增大,由于三极管非线性的原因(即三极管输入信号达到一定幅度时,放大能力会下降,幅度越大,放大能力下降越多),放大电路的放大倍数A自动不断减小。
放大电路输出的f0信号不是全部都反馈到放大电路的输入端,而是经反馈电路衰减了再送到放大电路输入端,设反馈电路反馈衰减倍数为1/F。在振荡器工作后,放大电路的放大倍数A不断减小,当放大电路的放大倍数A与反馈电路的衰减倍数1/F相等时,输出的f0信号幅度不会再增大。例如f0信号被反馈电路衰减为原来的1/10,再反馈到放大电路放大10倍,输出的f0信号不会变化,电路输出稳定的f0信号。
2 振荡器的工作条件
从前面介绍的振荡器工作原理知道,振荡器正常工作需要满足下面两个条件。
2.1 相位条件
相位条件要求电路的反馈为正反馈。振荡器没有外加信号,它是将反馈信号作为输入信号,振荡器中的信号相位会有两次改变,放大电路相位改变ΦA(又称相位ΦA)、反馈电路相位改变ΦF。振荡器相位条件要求满足ΦA+ΦF=2nπ(n=0,1,2,...)
只有满足上述条件才能保证电路的反馈为正反馈。例如放大电路将信号倒相180°(ΦA=π),那么,反馈电路必须再将信号倒相180°(ΦF=π),这样才能保证电路的反馈是正反馈。
2.2 幅度条件
幅度条件指振荡器稳定工作后,要求放大电路的放大倍数A,使其与反馈电路的衰减系数1/F相等,即A=1/F。只有这样,才能保证振荡器能输出稳定的交流信号。
在振荡器刚起振时,要求放大电路的放大倍数A大于反馈电路的1/F,即A >1/F(AF>1),这样才能让输出信号的幅度不断增大,当输出信号幅度达到一定值时,就要求A=1/F(可以通过减少放大电路的放大倍数A或增大反馈电路的1/ F来实现),这样才能让输出信号幅度达到一定值时稳定不变。
3 结语
振荡器是电子技术中一种非常重要的技术。不管在工业电器或家用电器中,其电路涉及面非常广泛,种类大致分为RC振荡器、LC振荡器、晶体振荡器三种。其电路的内部工作原理非常复杂,但其基本原理不会改变,无非在电路工作稳定程度上,加了一些辅助电路。本文简要分析了振荡电路的基本原理,复杂的振荡电路此不赘述,希望能给理论尚浅的初学者提供一定的帮助。参考文献:
[1]吴运昌.模拟电子线路基础[M].广州:华南理工大学出版社,2005.