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振荡器的基本工作原理

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:选频网络决定了振荡器的振荡频率,有时可由反馈网络兼作选频网络。稳幅网络可使振荡器的输出电压幅度稳定,一般由电路中起负反馈作用的网络构成。振荡器并不需要外加输入信号,但放大器需要直流电源供电才能正常工作。

振荡器的基本工作原理

1.振荡器的电路组成

振荡器一般由直流电源、放大器、选频网络、反馈网络和稳幅网络等部分组成。

直流电源为放大器提供正常工作(放大功能)的条件。选频网络决定了振荡器的振荡频率,有时可由反馈网络兼作选频网络。反馈网络将放大器输出的电压信号反馈到输出端,形成正反馈。稳幅网络可使振荡器的输出电压幅度稳定,一般由电路中起负反馈作用的网络构成。

2.振荡的建立过程

用图5-12来说明振荡的建立过程。振荡器并不需要外加输入信号,但放大器需要直流电源供电才能正常工作。当电路接通直流电源的瞬间,电路受到冲击。由于各元器件中存在噪声(如电阻中存在热噪声、晶体管存在散粒噪声和热噪声等),以及电路中各部分电压和电流的响应等原因,在放大器的输入端会产生各种频率的微弱激励信号,由于振荡器电路中加有选频网络,所以只能有某一个频率(设为f0)的信号(图中虚框内的978-7-111-51891-4-Chapter05-25.jpg)通过放大器后被放大,由于振荡器在频率为f0处存在正反馈,所以输出信号经过反馈网络回到输入端后加强了输入信号,再经过放大和反馈,如此循环下去,就在输出端产生了较大幅度的交流输出信号。振荡器中含有稳幅措施,输出端的交流振荡信号不会趋于无穷大,最终输出电压的幅度会稳定在一定的电平上,形成比较稳定的交流输出信号。

978-7-111-51891-4-Chapter05-26.jpg

图5-12 振荡建立过程的原理框图

3.起振条件

设放大器的电压放大倍数978-7-111-51891-4-Chapter05-27.jpg,则978-7-111-51891-4-Chapter05-28.jpg。反馈网络的反馈系数978-7-111-51891-4-Chapter05-29.jpgϕF,则978-7-111-51891-4-Chapter05-30.jpg。于是

978-7-111-51891-4-Chapter05-31.jpg(www.xing528.com)

在振荡器起振的过程中,反馈信号978-7-111-51891-4-Chapter05-32.jpg的大小必须大于放大器输入端原来信号978-7-111-51891-4-Chapter05-33.jpg的大小,并且是正反馈(978-7-111-51891-4-Chapter05-34.jpg978-7-111-51891-4-Chapter05-35.jpg同相),即978-7-111-51891-4-Chapter05-36.jpg,式(5-4)相当于978-7-111-51891-4-Chapter05-37.jpg,于是得到

振幅起振条件

AuFu≥1 (5-5)

相位起振条件

ϕA+ϕF=2kπ(k为整数) (5-6)

4.平衡条件

显然振荡器达到振荡平衡时,反馈信号978-7-111-51891-4-Chapter05-38.jpg与放大器输入端原来信号978-7-111-51891-4-Chapter05-39.jpg大小相等、相位相同,即978-7-111-51891-4-Chapter05-40.jpg。于是得到振幅平衡条件

AuFu=1 (5-7)

相位平衡条件同式(5-6)。

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