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正弦波振荡器
概述
振荡器与放大器的区别:
◆放大器:对外加的激励信号进行不失真的放大。
◆振荡器:在没有激励信号的情况下,能自动的将直流电源能量转换为周期性交流信号输出的电子电路。振荡器的应用十分广泛,振荡器的种类也很多。
反馈振荡器 LC振荡器
◆按振荡原理分类◆按选频回路元件性能分类 RC振荡器
负阻振荡器晶体振荡器
正弦波振荡器低频振荡器
◆按振荡波形分类◆按振荡频率分类
非正弦波振荡器(多谐振荡器等) 高频振荡器
反馈振荡器:利用有源器件和选频回路,根据正反馈原理组成
负阻振荡器:把一个呈现负阻性的二端有源器件直接与谐振回路相连
应用:无线电发射机用它产生载荷信息的载波信号。无线电发射机用它产生载荷信息的载波信号。
各种电子测量设备和计时仪表用它产生频率(或时间)基准信号。工业生产部门广泛应用的高频电加热设备等。
基本构成:◆一个由储能元件构成的决定振荡频率的选频网络。
◆一个在规定频段内具有能量变换(或放大)作用的换能机构。(有源器件──放大器)
◆一个有助于补充元器件能量损耗和保证振荡器工作稳定的反馈电路。
◆一个对振荡强度具有自动调整作用的非线性元件。
事实上,在晶体管正弦振荡器中,晶体管既起着能量变换的作用,又起着调整和控制振荡强度的非线性作用。
优点:1),不需作机械转动或移动。如果用高频交流发电机,则其旋转速度必须很高,最高频率也只能达50kHz,但却需要很坚实的机械构造。
2)它产生的是“等幅振荡”,而火花发射机等产生的是“阻尼振荡”。
3)使用方便,灵活性很大,它的功率可自毫瓦级至几百千瓦,工作频率则可自极低频率(例如每分钟几个周被)至微波波段。电子振荡器的输出波形可以是正弦波,也可以是非正弦波。
LCR回路中的瞬变现象
,假设开关s先放于1的位置,使电容c最初充电到电压V,然后将s转换到2的位置,C上的电荷即经过L、R放电。由基尔霍夫定律可得:
将上式微分一次可得:
LCR自由振荡电路
=R/2L,为回路的衰减系数;=,为回路的固有角频率。解微分方程,并带入初时条件,t=0,i=0,,得:
负号的物理意义说明放电电流的方向正好与充电时相反。上式()可分成下列三种情况:(1),上式可以写为:
此时,不能产生振荡。此种情形称为过阻尼。也就是说,只太大,无法产生振荡。
(2) ,上式可以写为:
由此仍然是不振荡的。此时称为临界阻尼。因为只要只再减小,就可以进入振荡区域。
(3) ,此时,为虚数。,此时电流做周期变化,也就是说,产生了自由振荡,频率为:

(a), (b),R=0 (c),
,从左往右为减幅振荡、等幅振荡、增幅振荡
由此可知,为了获得等幅振荡,就必须设法使Lc回路中的电阻等于零。由于实际的LC回路本身总是有正电阻的,因此必须人为地引入一个负电阻,将回路本身的正电阻完全抵消,以获得等幅振荡。以后我们会知道,在电路中引入正反馈,即等效于引入一个负电阻。另一种方法是利用有源器件本身的负阻特性,使之抵消LC回路的正电阻。因此负阻振荡器与反馈振荡器两种概念是统一的。从某种意义来说,负阻的概念比正反馈的概念能决有普遍性。
当只为负值时