科百科
当前位置: 首页 范文大全

振荡电路为什么叫振荡(振荡电路的用途和振荡条件)

时间:2023-05-22 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 范文大全

放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。因此电路的振荡迅速加强并最后稳定下来。常用于产生几十千赫到几十兆赫的正弦波信号。由于晶体管的3个极是分别接在电感的3个点上的,因此被称为电感三点式振荡电路。共发射极接法的振荡器增益较高,容易起振。R1C1、R2C2、Rt和RE1分别是电桥的4个臂,放大器的输入和输出分别接在电桥的两个对角线上,所以被称为RC桥式振荡电路。

不需要外加信号就能自动地把直流电能转换成具有一定振幅和一定频率的交流信号的电路就称为振荡电路或振荡器。这种现象也叫做自激振荡。或者说,能够产生交流信号的电路就叫做振荡电路。

一个振荡器必须包括三部分:放大器、正反馈电路和选频网络。放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的,只有这样才能使振荡维持下去。选频网络则只允许某个特定频率f0能通过,使振荡器产生单一频率的输出。

振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的;一个是反馈电压uf和输入电压Ui要相等,这是振幅平衡条件。二是uf和ui必须相位相同,这是相位平衡条件,也就是说必须保证是正反馈。一般情况下,振幅平衡条件往往容易做到,所以在判断一个振荡电路能否振荡,主要是看它的相位平衡条件是否成立。

振荡器按振荡频率的高低可分成超低频(20赫以下)、低频(20赫~200千赫)、高频(200千赫~30兆赫)和超高频(10兆赫~350兆赫)等几种。按振荡波形可分成正弦波振荡和非正弦波振荡两类。

正弦波振荡器按照选频网络所用的元件可以分成LC振荡器、RC振荡器和石英晶体振荡器三种。石英晶体振荡器有很高的频率稳定度,只在要求很高的场合使用。在一般家用电器中,大量使用着各种LC振荡器和RC振荡器。

LC 振荡器

LC振荡器的选频网络是LC谐振电路。它们的振荡频率都比较高,常见电路有3种。

(1)变压器反馈LC振荡电路

图1(a)是变压器反馈LC振荡电路。晶体管VT是共发射极放大器。变压器T的初级是起选频作用的LC谐振电路,变压器T的次级向放大器输入提供正反馈信号。接通电源时,LC回路中出现微弱的瞬变电流,但是只有频率和回路谐振频率f0相同的电流才能在回路两端产生较高的电压,这个电压通过变压器初次级L1、L2的耦合又送回到晶体管V的基极。从图1(b)看到,只要接法没有错误,这个反馈信号电压是和输入信号电压相位相同的,也就是说,它是正反馈。因此电路的振荡迅速加强并最后稳定下来。

变压器反馈LC振荡电路的特点是:频率范围宽、容易起振,但频率稳定度不高。它的振荡频率是:f0=1/2πLC。常用于产生几十千赫到几十兆赫的正弦波信号。

(2)电感三点式振荡电路

图2(a)是另一种常用的电感三点式振荡电路。图中电感L1、L2和电容C组成起选频作用的谐振电路。从L2上取出反馈电压加到晶体管VT的基极。从图2(b)看到,晶体管的输入电压和反馈电压是同相的,满足相位平衡条件的,因此电路能起振。由于晶体管的3个极是分别接在电感的3个点上的,因此被称为电感三点式振荡电路。

电感三点式振荡电路的特点是:频率范围宽、容易起振,但输出含有较多高次调波,波形较差。它的振荡频率是:f0=1/2πLC,其中L=L1+L2+2M。常用于产生几十兆赫以下的正弦波信号。

(3)电容三点式振荡电路

还有一种常用的振荡电路是电容三点式振荡电路,见图3(a)。图中电感L和电容C1、C2组成起选频作用的谐振电路,从电容C2上取出反馈电压加到晶体管VT的基极。从图3(b)看到,晶体管的输入电压和反馈电压同相,满足相位平衡条件,因此电路能起振。由于电路中晶体管的3个极分别接在电容C1、C2的3个点上,因此被称为电容三点式振荡电路。

电容三点式振荡电路的特点是:频率稳定度较高,输出波形好,频率可以高达100兆赫以上,但频率调节范围较小,因此适合于作固定频率的振荡器。它的振荡频率是:f0=1/2πLC,其中C=C1C2C1 C2。

上面3种振荡电路中的放大器都是用的共发射极电路。共发射极接法的振荡器增益较高,容易起振。也可以把振荡电路中的放大器接成共基极电路形式。共基极接法的振荡器振荡频率比较高,而且频率稳定性好。

RC 振荡器

RC振荡器的选频网络是RC电路,它们的振荡频率比较低。常用的电路有两种。

(1)RC相移振荡电路

图4(a)是RC相移振荡电路。电路中的3节RC网络同时起到选频和正反馈的作用。从图4(b)的交流等效电路看到:因为是单级共发射极放大电路,晶体管VT的输出电压Uo与输出电压Ui在相位上是相差180°。当输出电压经过RC网络后,变成反馈电压Uf又送到输入端时,由于RC网络只对某个特定频率f0的电压产生180°的相移,所以只有频率为f0的信号电压才是正反馈而使电路起振。可见RC网络既是选频网络,又是正反馈电路的一部分。

RC相移振荡电路的特点是:电路简单、经济,但稳定性不高,而且调节不方便。一般都用作固定频率振荡器和要求不太高的场合。它的振荡频率是:当3节RC。

网络的参数相同时:f0=12π6RC。频率一般为几十千赫。

(2)RC桥式振荡电路

图5(a)是一种常见的RC桥式振荡电路。图中左侧的R1C1和R2C2串并联电路就是它的选频网络。这个选频网络又是正反馈电路的一部分。这个选频网络对某个特定频率为f0的信号电压没有相移(相移为0°),其它频率的电压都有大小不等的相移。由于放大器有2级,从V2输出端取出的反馈电压Uf是和放大器输入电压同相的(2级相移360°=0°)。因此反馈电压经选频网络送回到VT1的输入端时,只有某个特定频率为f0的电压才能满足相位平衡条件而起振。可见RC串并联电路同时起到了选频和正反馈的作用。

实际上为了提高振荡器的工作质量,电路中还加有由Rt和RE1组成的串联电压负反馈电路。其中Rt是一个有负温度系数的热敏电阻,它对电路能起到稳定振荡幅度和减小非线性失真的作用。从图5(b)的等效电路看到,这个振荡电路是一个桥形电路。R1C1、R2C2、Rt和RE1分别是电桥的4个臂,放大器的输入和输出分别接在电桥的两个对角线上,所以被称为RC桥式振荡电路。

RC桥式振荡电路的性能比RC相移振荡电路好。它的稳定性高、非线性失真小,频率调节方便。它的振荡频率是:当R1=R2=R、C1=C2=C时f0=12πRC。它的频率范围从1赫~1兆赫。

调幅和检波电路

广播和无线电通信是利用调制技术把低频声音信号加到高频信号上发射出去的。在接收机中还原的过程叫解调。其中低频信号叫做调制信号,高频信号则叫载波。常见的连续波调制方法有调幅和调频两种,对应的解调方法就叫检波和鉴频。

下面我们先介绍调幅和检波电路。

(1)调幅电路

调幅是使载波信号的幅度随着调制信号的幅度变化,载波的频率和相应不变。能够完成调幅功能的电路就叫调幅电路或调幅器。

调幅是一个非线性频率变换过程,所以它的关键是必须使用二极管、三极管等非线性器件。根据调制过程在哪个回路里进行可以把三极管调幅电路分成集电极调幅、基极调幅和发射极调幅3种。下面举集电极调幅电路为例。

图6是集电极调幅电路,由高频载波振荡器产生的等幅载波经T1加到晶体管基极。低频调制信号则通过T3耦合到集电极中。C1、C2、C3是高频旁路电容,R1、R2是偏置电阻。集电极的LC并联回路谐振在载波频率上。如果把三极管的静态工作点选在特性曲线的弯曲部分,三极管就是一个非线性器件。因为晶体管的集电极电流是随着调制电压变化的,所以集电极中的2个信号就因非线性作用而实现了调幅。由于LC谐振回路是调谐在载波的基频上,因此在T2的次级就可得到调幅波输出。

(2)检波电路

检波电路或检波器的作用是从调幅波中取出低频信号。它的工作过程正好和调幅相反。检波过程也是一个频率变换过程,也要使用非线性元器件。常用的有二极管和三极管。另外为了取出低频有用信号,还必须使用滤波器滤除高频分量,所以检波电路通常包含非线性元器件和滤波器两部分。下面举二极管检波器为例说明它的工作。

图7是一个二极管检波电路。VD是检波元件,C和R是低通滤波器。当输入的已调波信号较大时,二极管VD是断续工作的。正半周时,二极管导通,对C充电;负半周和输入电压较小时,二极管截止,C对R放电。在R两端得到的电压包含的频率成分很多,经过电容C滤除了高频部分,再经过隔直流电容C0的隔直流作用,在输出端就可得到还原的低频信号。

调频和鉴频电路

调频是使载波频率随调制信号的幅度变化,而振幅则保持不变。鉴频则是从调频波中解调出原来的低频信号,它的过程和调频正好相反。

(1)调频电路

能够完成调频功能的电路就叫调频器或调频电路。常用的调频方法是直接调频法,也就是用调制信号直接改变载波振荡器频率的方法。图8画出了它的大意,图中用一个可变电抗元件并联在谐振回路上。用低频调制信号控制可变电抗元件参数的变化,使载波振荡器的频率发生变化。

(2)鉴频电路

能够完成鉴频功能的电路叫鉴频器或鉴频电路,有时也叫频率检波器。鉴频的方法通常分二步,第一步先将等幅的调频波变成幅度随频率变化的调频—调幅波,第二步再用一般的检波器检出幅度变化,还原成低频信号。常用的鉴频器有相位鉴频器、比例鉴频器等。

    推荐阅读
  • 被城市禁止养的五大狗有哪些(这几种大狗在城市中放心养)

    养狗有一定的规定,很多人都会喜欢养大狗,但是很多大狗却已经被禁养了,如果养了就是属于违法的,下面所说的几种大狗,其实在城市中也是可以放心养的,因为它们没有被禁养,即使是养了也不会担心被警察抓了!

  • 在路口斑马线上可以掉头吗(斑马线处能掉头吗)

    法律相关条例《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第四十九条规定:机动车在有禁止掉头或者禁止左转弯标志、标线的地点以及在铁路道口、人行横道、桥梁、急弯、陡坡、隧道或者容易发生危险的路段,不得掉头。我们看到,交通法规中明确规定几种情况下不允许掉头,这其中就包括“人行横道”不得掉头。根据相关法规规定,违者将被处以150元的罚款。

  • 我的世界最强皮肤教程(我的世界皮肤越简单)

    一款专属于自己的皮肤。毕竟身为社畜还是能省吃俭用去购买国际版的使用资格。但GW相信选择红色的玩家一定多。毕竟要用种群数量来评估的话,村民的确遍布主世界各地,对主世界的把控力度也是最强的。但自1.17之后,主世界迎来了新王潜声守卫。因为有许多条件并未在问题中体现出来。在GW眼里,每个mc玩家心目中或许都希望自己能成为这样的人,有着他的技术,有着他旗下千万级别粉丝的拥护。

  • 结婚都需要准备什么东西(结婚都需要准备的东西)

    食品部分:喜糖、红糖、花生、桂圆、莲子、其他各色干果、白酒、红酒、啤酒、啤酒、饮料、茶叶。

  • 影视世界有猎场和流金岁月的小说(独家重生之名流巨星导演赵小溪)

    在2015年还获得了金鸡奖最佳中小成本故事片提名。虽然业内一致看好这部影片,但是不可否认的是《我不是王毛》的票房并不是非常的乐观,仅有266万元。截至目前,该剧仅播出了两集,在腾讯视频上却已经创下了16377万的播放量。令人深感意外的是,它的导演同样是赵小溪。无论是在作品的人物设定中还是在对待作品的态度上,赵小溪都希望能够全情投入打动观众。

  • nft市场前景(NFT营销还可以做吗)

    持有者不需要担心作品的真伪,原创者也能更好地保护自己的知识产权不受侵害。据悉,这并不是可口可乐在NFT领域的首次尝试,去年可口可乐曾推出NFT赞助元宇宙Decentraland活动以庆祝世界友谊日。通过这样做,NCL利用围绕在NFT的热议为自己的产品带来了轰动效应。此外,NFT还允许品牌通过独家内容更好地激励他们的受众,以将重点转移到社区建设上。节日、事件营销NFT为参与品牌活动的消费者创造情感体验与独家记忆。

  • 区块链和数字货币的关系(区块链数字货币交易所全球排行榜)

    火币集团是一家具有全球竞争力与影响力的数字资产综合服务商,为超过130个国家百万级用户提供优质服务。在技术平台、产品支线、安全风控体系、运营及客户服务体系等方面,火币集团在全球均处于领先地位。币安始终坚持将用户利益放在第一位,致力于提供安全、公平、开放、高效的区块链数字资产交易环境。集团的旗舰平台是行业领先的数字资产国际站ZB.com。ZB集团还拥有全球创新加密货币国际站ZBG、全球首个基于矿池的国际站BW.com。

  • 孙悟空多肉怎么样(如何种植)

    下面内容希望能帮助到你,我们来一起看看吧!孙悟空多肉怎么样孙悟空多肉挺好种植的,多肉植物孙悟空实际就是黑兔耳,别名巧克力兔耳。巧克力兔需要阳光充足和凉爽、干燥的环境,耐半阴,怕水涝,忌闷热潮湿。具有冷凉季节生长,夏季高温休眠的习性。每年的9月至第二年的6月为植株的生长期,若光照不足植株容易徒长,叶与叶之间的上下距离会拉的更长,使得株型松散,茎变的很脆弱,叶片也会拉长,颜色也会变淡。

  • 如何正确选择数据线(选数据线的学问你造吗)

    可别小看这一根线,它在出厂之前也是要经过严格测试与检查的。就这一个情况相信不少朋友遇到过。所以说,选好数据线也不是一件小事。在上文我们说到数据线的品牌问题,分为原厂原装、国产品牌与国产无牌的。最典型的就是苹果手机数据线。LightningtoUSB连接线苹果官网报价149元某品牌LightningtoUSB连接线苹果官网报价149元其次在国产品牌数据线中,也有不同做工,不同价格的区分。

  • 大摆空城计的主人公是谁(大摆空城计的主人公是诸葛亮吗)

    大摆空城计的主人公是谁大摆空城计的主人公是诸葛亮。众人听到司马懿带兵前来的消息都大惊失色,只有诸葛亮非常淡定。布置好后,诸葛亮自己带领两个小书童,拿上一把琴登上了城楼,凭栏而坐,慢慢地弹起琴来。司马懿的军队来到城下后,看到这个场景,觉得非常的奇怪,回去禀告了司马懿。司马懿前来看到这个情形后,认为诸葛亮必有埋伏,于是就下令全军撤退。