振蕩電路的定義

         一個(ge) 放大電路，在輸入端加上輸入信號的情況下，輸出端才有輸出信號。如果輸入端無外加輸入信號，輸出端仍有一定頻率和幅度的信號輸出，這種現象稱為(wei) 放大電路的自激振蕩。振蕩電路就是在沒有外加輸入信號的情況下，依靠電路自激振蕩而產(chan) 生正弦波輸出電壓的電路。它廣泛應用於(yu) 遙控、通信、自動控製、測量等設備中，也作為(wei) 模擬電子電路的測試信號。

     振蕩電路的工作原理

　　1、產(chan) 生正弦波振蕩的條件

　　圖1所示的正弦波振蕩電路是一個(ge) 未加輸入信號的正反饋閉環電路。

　　圖1 正弦波振蕩電路的框圖

　　2、正弦波振蕩的建立和穩定

　　一個(ge) 實際的正弦波振蕩電路的初始信號是由電路內(nei) 部噪聲和瞬態過程的擾動引起的。通常這些噪聲和擾動的頻譜很寬而幅度很小。為(wei) 了最終能得到一個(ge) 穩定的正弦信號，首先，必須用一個(ge) 選頻環節把所需頻率的分量從(cong) 噪聲或擾動信號中挑選出來使其滿足相位平衡條件，而使其他頻率分量不滿足相位平衡條件。其次，為(wei) 了能使振蕩能夠從(cong) 小到大建立起來，要求滿足

　　|AF|》1（4）

　　式（4）稱為(wei) 正弦波振蕩的起振條件。

　　從(cong) 式（4）可以看到，振蕩建立起來後，信號由小到大不斷增長，不能得到一個(ge) 穩定的正弦波。實際上，信號的幅度最終要受到放大電路非線性的限製，即當幅度逐漸增大時，|A|將逐漸減小，最終使|AF|=1達到幅度平衡條件，從(cong) 而使正弦波振蕩穩定。

　　3、正弦波振蕩電路的組成

　　從(cong) 上述分析可知，正弦波振蕩電路從(cong) 組成上看必須有以下四個(ge) 基本環節。

　　（1）放大電路：保證電路能夠由從(cong) 起振到動態平衡的過程，是電路獲得一定幅值的輸出量，實現能量的控製。

　　（2）選頻網絡：確定電路的振蕩頻率，使電路產(chan) 生單一頻率的振蕩，即保證電路產(chan) 生正弦波振蕩。

　　（3）正反饋網絡：引入正反饋，使放大電路的輸入信號等於(yu) 反饋信號。

　　（4）穩幅環節：也就是非線性環節，作用是使輸出信號幅值穩定。

　　在不少實用電路中，常將選頻網絡和正反饋網絡“合二為(wei) 一”；而且，對於(yu) 分立元件放大電路，也不再另加穩幅環節，而依靠晶體(ti) 管特性的非線性起到穩幅作用。

　　正弦波振蕩電路常根據選頻網絡所用元件來命名，分為(wei) RC正弦波振蕩電路、LC正弦波振蕩電路和石英晶體(ti) 正弦波振蕩電路3種類型。RC正弦波振蕩電路振蕩頻率較低，一般在1MHz以下；LC正弦波振蕩電路振蕩頻率較高，一般在1MHz以上；石英晶體(ti) 正弦波振蕩電路也可以等效為(wei) LC正弦波振蕩電路，其特點是振蕩頻率非常穩定。

     振蕩電路經典設計

　　RC振蕩器

　　采用RC元件組成的電路作選頻網絡的正弦波振蕩電路，稱為(wei) RC振蕩器。按反饋網絡的結構特點，RC振蕩電路可分為(wei) RC移相式、RC橋式和雙T式選頻網絡的振蕩電路。其中RC橋式振蕩電路采用RC串並聯電路作選頻網絡，故又稱RC串並聯振蕩電路，如圖1-29所示。

　　這 個(ge) 電路由兩(liang) 部分組成，即放大器Au和選頻網絡Fuo Au為(wei) 集成運算放大器所組成的電壓串聯負反饋放大器，而Fu則由Zl、Z2組成，同時兼作正反饋網絡。Zl、Z2和Rl、R2正好形成一個(ge) 四臂電橋，放大 電路的輸入端和輸出端分別接到電橋的兩(liang) 個(ge) 對角線上，因此這種RC振蕩電路又稱RC橋式振蕩器。

　　RC移相式正弦波振蕩電路

　　RC移相式正弦波振蕩電路是把RC移相網絡作為(wei) 正弦波振蕩電路的反饋環節，如圖l-30所示。該振蕩電路的RC移相網絡提供180°解的相移， 而放大器采用反相輸入比例放大電路，故φa=-180。，φa+φf=0°滿足振蕩的相位條件，隻要調節熱敏電阻Rf，使放大倍數足以補償(chang) 反饋網絡引起的 信號幅度衰減，就可以產(chan) 生正弦波振蕩信號。

　　變壓器反饋式LC振蕩器

　　反饋網絡采用變壓器，利用變壓器的一次繞組與(yu) 電容並聯組成振蕩回路作選頻網絡，代替晶體(ti) 管集電極電阻Rc，從(cong) 變壓器的二次繞組引回反饋電壓並將其加到放大電路的輸入端，電路如圖1-31所示。

　　變壓器反饋式LC振蕩電路的特點是振蕩頻率調節方便，容易實現阻抗匹配和達到起振要求，輸出波形一般，頻率穩定度不高，產(chan) 生正弦波信號的頻率為(wei) 幾千赫至幾十兆赫，一般適用於(yu) 要求不高的設備。

　　電感三點式振蕩器

　　電感三點式振蕩器的典型電路如圖1-32所示。在LC振蕩回路中，電感有一個(ge) 抽頭使線圈分成兩(liang) 部分即線圈L1和線圈L2，線圈L1的3端接到晶 體(ti) 管的基極B，線圈L2的1端接晶體(ti) 管的集電極C，中間抽頭2接發射極E。也就是說電感線圈的三端分別接晶體(ti) 管的三極，所以叫電感三點式振蕩器，又稱哈特 萊振蕩器。

　　在該電路中L1兼作反饋網絡，通過耦合電容Cl將Ll反饋電壓加在晶體(ti) 管的輸入端，經放大後，在LC振蕩回路中得到高頻振蕩信號，隻要適當選擇電感線圈抽頭的位置．使反饋信號大於(yu) 輸入信號，就可以在LC回路中獲得不衰減的等幅振蕩。

　　其振蕩頻率可由下式求得：

　　式中，Ll、L2為(wei) 線圈抽頭兩(liang) 邊的自感係數；M為(wei) 兩(liang) 段電感線圈的瓦感係數；C為(wei) 振蕩電容；？o為(wei) 振蕩頻率。

　　電容三點式振蕩器

　　圖1-33是電容三點式振蕩器的典型電路圖。其結構與(yu) 電感三點式振蕩器相似，隻是將L、C互換了位置。LC振蕩回路中采用兩(liang) 個(ge) 電容串聯成電容支路，兩(liang) 電容中間有一引出端，通過引出端從(cong) LC振蕩回路的電容支路上取一部分電壓反饋到放大電路的輸入端，由於(yu) 電容支路三個(ge) 端點分別接於(yu) 晶體(ti) 管的三極上，所以把這 種電路稱為(wei) 電容三點式LC振蕩器，又稱為(wei) 柯爾皮茲(zi) 振蕩器。