振盪電路的工作原理

2022-02-28 09:47:14 字數 2295 閱讀 7064

一般振盪電路由放大電路、正反饋網路、選頻網路和穩幅電路四部分組成,如圖6 - 29所示。放大電路是滿足幅度平衡條件必不可少的,因為振盪過程中,必然會有能量損耗,導致振盪衰減。通過放大電路,可以控制電源不斷地向振盪系統提供能量,以維持等幅振盪,所以放大電路實質上是乙個換能器,它起補充能量損耗的作用。

正反饋網路是滿足相位平衡條件必不可少的,它將放大電路輸出電量的一部分或全部返送到輸入端,完成自激任務,實質上,它起能量控制作用。選頻網路的作用是使通過正反饋網路的反饋訊號中,只有所選定的訊號才能使電路滿足自激振盪條件,對於其他頻率的訊號,由於不能滿足自激振盪條件,從而受到抑制,其目的在於使電路產生單一頻率的正弦波訊號。選頻網路若由r、c元件組成,稱rc正弦波振盪電路;若由l、c元件組成,則稱lc正弦波振盪電路;若用石英晶體組成,則稱石英晶體振盪電路。

穩幅電路的作用是穩定振盪訊號的振幅,它可以採用熱敏元件或其他限幅電路,也可以利用放大電路自身元件的非線性來完成。為了更好地獲得穩定的等幅振盪,有時還需引入負反饋網路。

在分析振盪電路的工作原理時先檢查電路是否具有放大電路、反饋網路、選頻網路和穩幅環節,再檢查放大電路的靜態工作點是否能保證放大電路正常工作,然後分析電路是否滿足自激振盪條件,即相位平衡條件與振幅平衡條件。

振盪電路的振盪條件包括平衡條件和起振條件兩部分。

振盪電路的平衡條件就是振盪電路維持等幅振盪的條件。振盪電路的平衡條件包括幅度平衡條件和相位平衡條件兩部分。從圖6 -29可以看出,振盪電路乏所以能夠在沒有外加輸入交流訊號的情況下就有輸出訊號,是因為它用自身的正反饋訊號作為輸入訊號了。

所以,為了使振盪電路維持等幅振盪,必須使它的反饋訊號vf的幅度和相位與它的淨輸入訊號vid相同。振盪電路的幅度平衡條件是af =1;振盪電路的相位平衡條件是cpa +(pf=+2n,7r(n=0,l,2,3--)。式中,如a表示基本放大電路的相移,9f表示正反饋網路的相移。

對於乙個振盪電路來說,必須同時滿是振盪電路的幅度平衡條件和相位平衡條件,振盪電路才能維持等幅振盪。

振盪電路剛開始工作時,在接通電源的瞬間,電路中便產生了電流擾動。這些電流擾動可能是接通電源的瞬間引起的電流突變,也可能是三極體或電路內部的雜訊訊號。這個電流擾動中包含了多種頻率的微弱正弦波訊號,這些訊號就是振盪電路的初始輸入訊號。

在振盪電路開始工作時,如果能滿足af>1,則通過振盪電路的放大與選頻作用,就能將與選頻網路頻率相同的正弦波訊號放大並反饋到放大電路的輸入端,而其他頻率的訊號則被選頻網路抑制掉。這樣就能使振盪電路在接通電源後,從小到大的建立起振盪,直至af =1時,振盪幅度定下來。所以af>1稱為振盪電路的起振條件。

利用三極體的非線性或在電路中採用負反饋等措施,即可使振盪電路從af >1過渡到af =1,達到穩定振幅的目的。

如果把振盪電路的維持條件和起振條件結合起來,寫作af≥1,這就是振盪電路的幅度平衡條件。也就是說,要保證振盪電路能夠產生並維持等幅振盪,在滿足維持條件的同時,還必須滿足起振條件。綜上所述,振盪電路的振盪條件為af≥1:

(;pa +(pf=t:2n-rr(n =0,l,2,3--)o

lc振盪電路-基本定義

lc振盪電路,是指用電感l、電容c組成選頻網路的振盪電路,用於產生高頻正弦波訊號,常見的lc正弦波振盪電路有變壓器反饋式lc振盪電路、電感三點式lc振盪電路和電容三點式lc振盪電路。lc振盪電路的輻射功率是和振盪頻率的四次方成正比的,要讓lc振盪電路向外輻射足夠強的電磁波,必須提高振盪頻率,並且使電路具有開放的形式。

①整個電路的電阻r=0(包括線圈、導線),從能量角度看沒有其它形式的能向內能轉化,即熱損耗為零。

②電感線圈l集中了全部電路的電感,電容器c集中了全部電路的電容,無潛布電容存在。

③lc振盪電路在發生電磁振盪時不向外界空間輻射電磁波,是嚴格意義上的閉合電路,lc電路內部只發生線圈磁場能與電容器電場能之間的相互轉化,即便是電容器內產生的變化電場,線圈內產生的變化磁場也沒有按麥克斯韋的電磁場理論激發相應的磁場和電場,向周圍空間輻射電磁波。

能產生大小和方向都隨週期發生變化的電流叫振盪電流。能產生振盪電流的電路叫振盪電路。其中最簡單的振盪電路叫lc迴路。

振盪電流是一種交變電流,是一種頻率很高的交變電流,它無法用線圈在磁場中轉動產生,只能是由振盪電路產生。

充電完畢(放電開始):電場能達到最大,磁場能為零,迴路中感應電流i=0。

放電完畢(充電開始):電場能為零,磁場能達到最大,迴路中感應電流達到最大。

充電過程:電場能在增加,磁場能在減小,迴路中電流在減小,電容器上電量在增加。從能量看:磁場能在向電場能轉化。

放電過程:電場能在減少,磁場能在增加,迴路中電流在增加,電容器上的電量在減少。從能量看:電場能在向磁場能轉化。

在振盪電路中產生振盪電流的過程中,電容器極板上的電荷,通過線圈的電流,以及跟電流和電荷相聯絡的磁場和電場都發生週期性變化,這種現象叫電磁振盪。

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