振荡电路的工作原理

振荡电路的工作原理

一般振荡电路由放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路四部分组成，如图6 - 29所示。放大电路是满足幅度平衡条件必不可少的，因为振荡过程中，必然会有能量损耗，导致振荡衰减。通过放大电路，可以控制电源不断地向振荡系统提供能量，以维持等幅振荡，所以放大电路实质上是一个换能器，它起补充能量损耗的作用。正反馈网络是满足相位平衡条件必不可少的，它将放大电路输出电量的一部分或全部返送到输入端，完成自激任务，实质上，它起能量控制作用。选频网络的作用是使通过正反馈网络的反馈信号中，只有所选定的信号才能使电路满足自激振荡条件，对于其他频率的信号，由于不能满足自激振荡条件，从而受到抑制，其目的在于使电路产生单一频率的正弦波信号。选频网络若由R、C元件组成，称RC正弦波振荡电路；若由L、C元件组成，则称LC正弦波振荡电路；若用石英晶体组成，则称石英晶体振荡电路。稳幅电路的作用是稳定振荡信号的振幅，它可以采用热敏元件或其他限幅电路，也可以利用放大电路自身元件的非线性来完成。为了更好地获得稳定的等幅振荡，有时还需引入负反馈网络。

在分析振荡电路的工作原理时先检查电路是否具有放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节，再检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正常工作，然后分析电路是否满足自激振荡条件，即相位平衡条件与振幅平衡条件。

振荡电路的振荡条件包括平衡条件和起振条件两部分。

振荡电路的平衡条件就是振荡电路维持等幅振荡的条件。振荡电路的平衡条件包括幅度平衡条件和相位平衡条件两部分。从图6 -29可以看出，振荡电路乏所以能够在没有外加输入交流信号的情况下就有输出信号，是因为它用自身的正反馈信号作为输入信号了。所以，为了使振荡电路维持等幅振荡，必须使它的反馈信号Vf的幅度和相位与它的净输入信号Vid相同。振荡电路的幅度平衡条件是AF =1；振荡电路的相位平衡条件是cpA +(pf=+2n,7r(n=0，l，2，3--)。式中，如A表示基本放大电路的相移，9f表示正反馈网络的相移。对于一个振荡电路来说，必须同时满是振荡电路的幅度平衡条件和相位平衡条件，振荡电路才能维持等幅振荡。

振荡电路刚开始工作时，在接通电源的瞬间，电路中便产生了电流扰动。这些电流扰动可能是接通电源的瞬间引起的电流突变，也可能是三极管或电路内部的噪声信号。这个电流扰动中包含了多种频率的微弱正弦波信号，这些信号就是振荡电路的初始输入信号。在振荡电路开始工作时，如果能满足AF>1，则通过振荡电路的放大与选频作用，就能将与选频网络频率相同的正弦波信号放大并反馈到放大电路的输入端，而其他频率的信号则被选频网络抑制掉。这样就能使振荡电路在接通电源后，从小到大的建立起振荡，直至AF =1时，振荡幅度定下来。所以AF>1称为振荡电路的起振条件。

利用三极管的非线性或在电路中采用负反馈等措施，即可使振荡电路从AF >1过渡到AF =1，达到稳定振幅的目的。

如果把振荡电路的维持条件和起振条件结合起来，写作AF≥1，这就是振荡电路的幅度平衡条件。也就是说，要保证振荡电路能够产生并维持等幅振荡，在满足维持条件的同时，还必须满足起振条件。综上所述，振荡电路的振荡条件为AF≥1：(;PA +(pf=t:2n-rr(n =0,l,2,3--)o LC振荡电路-基本定义

LC振荡电路，是指用电感L、电容C组成选频网络的振荡电路，用于产生高频正弦波信号，常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式LC振荡电路、电感三点式LC振荡电路和电容三点式LC振荡电路。LC振荡电路的辐射功率是和振荡频率的四次方成正比的，要让LC振荡

电路向外辐射足够强的电磁波，必须提高振荡频率，并且使电路具有开放的形式。

LC振荡电路物理模型的满足条件

①整个电路的电阻R=0（包括线圈、导线），从能量角度看没有其它形式的能向内能转化，即热损耗为零。

②电感线圈L集中了全部电路的电感，电容器C集中了全部电路的电容，无潜布电容存在。

③LC振荡电路在发生电磁振荡时不向外界空间辐射电磁波，是严格意义上的闭合电路，LC电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化，即便是电容器内产生的变化电场，线圈内产生的变化磁场也没有按麦克斯韦的电磁场理论激发相应的磁场和电场，向周围空间辐射电磁波。

能产生大小和方向都随周期发生变化的电流叫振荡电流。能产生振荡电流的电路叫振荡电路。其中最简单的振荡电路叫LC回路。

振荡电流是一种交变电流,是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。

充电完毕（放电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0。

放电完毕（充电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。

充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。

放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化。

在振荡电路中产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化，这种现象叫电磁振荡。