振蕩電路的工作原理及其特性介紹

振蕩電路，簡單來講，就是指能夠產(chǎn)生大小和方向均隨著周期發(fā)生變化的振蕩電流，而產(chǎn)生的這種振蕩電流的電路我們就叫做振蕩電路。

LC回路便是其中最簡單的振蕩電路。振蕩電流不能用線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生，它是一種頻率比較高的交變電流，只能在振蕩電路中產(chǎn)生。那么振蕩電路的工作原理具體是什么呢？在接下來的文章中，小編將會(huì)為您詳細(xì)的介紹，希望對您的學(xué)習(xí)有所幫助！

振蕩電路物理模型需要滿足的3個(gè)條件

1. 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。
2. 個(gè)電路的電阻R=0(包括線圈、導(dǎo)線)，從能量角度看沒有其它形式的能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，即熱損耗為零。
3. LC振蕩電路在發(fā)生電磁振蕩時(shí)不向外界空間輻射電磁波，是嚴(yán)格意義上的閉合電路，LC電路內(nèi)部只發(fā)生線圈磁場能與電容器電場能之間的相互轉(zhuǎn)化，即便是電容器內(nèi)產(chǎn)生的變化電場，線圈內(nèi)產(chǎn)生的變化磁場也沒有按麥克斯韋的電磁場理論激發(fā)相應(yīng)的磁場和電場，向周圍空間輻射電磁波。

振蕩電路組成部分

放大電路

一般振蕩電路由放大電路、正反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅電路四部分組成。放大電路是滿足幅度平衡條件必不可少的，因?yàn)檎袷庍^程中，必然會(huì)有能量損耗，導(dǎo)致振蕩衰減。通過放大電路，可以控制電源不斷地向振蕩系統(tǒng)提供能量，以維持等幅振蕩，所以放大電路實(shí)質(zhì)上是一個(gè)換能器，它起補(bǔ)充能量損耗的作用。

正反饋網(wǎng)絡(luò)

正反饋網(wǎng)絡(luò)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(wù)，實(shí)質(zhì)上，它起能量控制作用。選頻網(wǎng)絡(luò)的作用是使通過正反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋信號中，只有所選定的信號才能使電路滿足自激振蕩條件，對于其他頻率的信號，由于不能滿足自激振蕩條件，從而受到抑制，其目的在于使電路產(chǎn)生單一頻率的正弦波信號。

選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅電路

選頻網(wǎng)絡(luò)若由R、C元件組成，稱RC正弦波振蕩電路；若由L、C元件組成，則稱LC正弦波振蕩電路；若用石英晶體組成，則稱石英晶體振蕩電路。穩(wěn)幅電路的作用是穩(wěn)定振蕩信號的振幅，它可以采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(wěn)定的等幅振蕩，有時(shí)還需引入負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。

如何分析振蕩電路

在分析振蕩電路的工作原理時(shí)先檢查電路是否具有放大電路、反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，再檢查放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)是否能保證放大電路正常工作，然后分析電路是否滿足自激振蕩條件，即相位平衡條件與振幅平衡條件。

振蕩條件

振蕩電路的振蕩條件包括平衡條件和起振條件兩部分。振蕩電路的平衡條件就是振蕩電路維持等幅振蕩的條件。振蕩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。振蕩電路乏所以能夠在沒有外加輸入交流信號的情況下就有輸出信號，是因?yàn)樗米陨淼恼答佇盘栕鳛檩斎胄盘柫恕?/p>

所以，為了使振蕩電路維持等幅振蕩，必須使它的反饋信號Vf的幅度和相位與它的凈輸入信號Vid相同。振蕩電路的幅度平衡條件是AF =1；振蕩電路的相位平衡條件是cpA + (pf=+2n，7r(n=0，l，2，3--)。

式中，cpA表示基本放大電路的相移，pf表示正反饋網(wǎng)絡(luò)的相移。對于一個(gè)振蕩電路來說，必須同時(shí)滿是振蕩電路的幅度平衡條件和相位平衡條件，振蕩電路才能維持等幅振蕩。

振蕩電路是如何工作的

振蕩電路剛開始工作時(shí)，在接通電源的瞬間，電路中便產(chǎn)生了電流擾動(dòng)。這些電流擾動(dòng)可能是接通電源的瞬間引起的電流突變，也可能是三極管或電路內(nèi)部的噪聲信號。這個(gè)電流擾動(dòng)中包含了多種頻率的微弱正弦波信號，這些信號就是振蕩電路的初始輸入信號。

在振蕩電路開始工作時(shí)，如果能滿足AF》1，則通過振蕩電路的放大與選頻作用，就能將與選頻網(wǎng)絡(luò)頻率相同的正弦波信號放大并反饋到放大電路的輸入端，而其他頻率的信號則被選頻網(wǎng)絡(luò)抑制掉。這樣就能使振蕩電路在接通電源后，從小到大的建立起振蕩，直至AF =1時(shí)，振蕩幅度定下來。所以AF》1稱為振蕩電路的起振條件。

利用三極管的非線性或在電路中采用負(fù)反饋等措施，即可使振蕩電路從AF 》1過渡到AF =1，達(dá)到穩(wěn)定振幅的目的。

如果把振蕩電路的維持條件和起振條件結(jié)合起來，寫作AF≥1，這就是振蕩電路的幅度平衡條件。也就是說，要保證振蕩電路能夠產(chǎn)生并維持等幅振蕩，在滿足維持條件的同時(shí)，還必須滿足起振條件。綜上所述，振蕩電路的振蕩條件為AF≥1：(;PA +(pf=t:2n-rr(n =0，l，2，3--)。

設(shè)計(jì)時(shí)需注意的振蕩電路特性

輸出位準(zhǔn)的穩(wěn)定度

相對于時(shí)間，溫度，電源電壓的輸出位準(zhǔn)穩(wěn)定度。

振蕩波形失真

此為正弦波輸出的失真率表示。如果為純粹的正弦波時(shí)，失真率成為零。在高頻率振蕩電路中，除了上述特性以外，尚要考慮到在設(shè)計(jì)時(shí)的頻率可變范圍以及振蕩頻率范圍。

頻率穩(wěn)定度

振蕩電路特性的良否，是由頻率穩(wěn)定度決定的，此為振蕩器的重要特性。頻率經(jīng)過時(shí)間的變動(dòng)電源ON后，隨著時(shí)間的經(jīng)過，所產(chǎn)生的頻率變動(dòng)。特別是，在熱機(jī)(warm-up)時(shí)的變動(dòng)最大。

頻率溫度系數(shù)

相對于溫度變化時(shí)的頻率變動(dòng)，用ppm/℃表示。電源電壓變化時(shí)的頻率變動(dòng)，用%/V表示。

我們知道振蕩電路由四部分組成，分別是放大電路、正反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅電路。我們在分析振蕩電路的工作原理時(shí)，應(yīng)該先檢查電路的各個(gè)環(huán)節(jié)是否完善，其次還要檢查放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)是否正確，放大電路能否正常工作，然后分析電路是否滿足自激振蕩條件。只有各個(gè)方面都檢查確認(rèn)后，我們再來分析振蕩電路的共作原理就會(huì)比較容易理解了。