产生自激振荡的条件

产生自激振荡的条件

假设图示电路中：先通过输入一个正弦波

信号，产生一个输出信号，此时，以极快的速度

使输出信号，通过反馈网络送到输入端，且使

反馈信号与原输入信号“一模一样”，同时切断原输入信号，

由于放大器本身不能识别此时

的输入究竟来自信号源，还是来自本身的输出，既然切换前后

的输入信号“一模一样”

，放 大器就一视同仁地给予放大，形成：

输出T 反馈T 输入T 放大T 输出T 反馈T

这是一个循环往复的过程，放大器就构成了一个“自给自足”

的自激振荡器。

上述假设指出：只有反馈到输入端的信号与原输入信号“一模

一样”

。才能产生自激振

荡，“一模一样”就是自激振荡的条件一一亦称平衡条件。

■■■是正弦波，而描述正弦波的三要素是：振幅、频率和相位。

振幅相等；相位相同(若相位总相同，则频率和初相一定都相

等)

因为自激振荡是一个正反馈放大器，故可用反馈的概念来描述

振荡条件。

_F uAu U^__ A 厂u A u

U i

■ ■

A u F u

由于Au 和Fu 都是复数

代二 A u e j A F u 二 F u e j F

U 5 二U i

U 5 =Ui U f

------- 二 1

U i

j( -A - -F )

此式要成立，则必有AuFu " , \ > =2( n =0.1.2…)「A u F u =仁振幅平衡条件

b A+件=2 n冗

(n = 0.1.2…)相位平衡条件(正反馈相移为0、2兀……)

要维持自激振荡必须满足这两个条件:

（可以用荡秋千为例说明两个条件） -一要“顺势”（相位平衡条件）

二要用力足够（振幅平衡条件）

保证两个条件，秋千才能等幅摆动。其中“顺势” （更重要，顺势才能省力）

*回过来再看负反馈放大器中产生自激的情况：

负反馈放大器中，为了改善电路的性能，引入的是负反馈，即 U i = （U f U i ）

®A +申卩=±(2n +1)n (n = 0.1.2…)

这种情况是要设法避免的。

但我们若要使放大器产生振荡时，就要有意识地将电路接成正反馈。

*振荡的建立与稳定

实际上，振荡不需要上述假设就可建立起来。

接通电源的瞬间，总会有通电瞬间的电冲击、 电干扰、晶体管的热噪声等， 尽管这些噪 声很微弱，也不是单一频率的正弦波，但却是由许多不同频率的正弦波叠加组合而成的。

在

不断放大T 反馈T 选频T 放大T 反馈T 选频…的过程中，

振荡就可以自行建立起来。 这个过 程可简述为；

电干扰T 放大T 选频T 正反馈T 放大T 选频T 正反馈T …

显然，建立过程中，每一次反馈回来的信号都比前一次大。那么，

振荡输出会不会无休 止的增长呢? U i'二U i -U f =o

（深度负反馈的条件）

一旦在多级放大电路的低频或高频段上，附加相移 A F =(2 n 1)二(n =1.12 )

（深度负反馈条件下的自激条件）（Af A 1 AF 中的 1 AF =0)

负反馈变成了正反馈

晶体管是一个非线性元件，只有在线性区才会有放大作用。开始振荡时，信号较小，工

作在线性区，A正常值，正反馈，使AuFu 1；当信号增大到进入非线性区时，输出信号产生削波失真，在信号的一个周期的部分时间内才有放大作用，平均放大量要减小，A U F U也

随之下降，当降到AuFu"时，输出和反馈的振幅不再增长，振荡就稳定下来了，可见，稳幅的关键在于晶体管的非线性特性，所以：

起振条件代F u 1稳定条件（平衡条件）A U F U二1