振荡电路原理及起振的几个条件

振荡电路原理及起振的几个条件



振荡器能够输出某一指定频率的正弦波，因此闭合环路中包含选频网络。若选频网络由RC元件构成，则该振荡器称为RC振荡器，一般用来产生1赫至几兆赫范围内的低频信号；若选频网络由LC元件组成，则该振荡器称为LC振荡器，一般用来产生几百千赫以上的高频信号。若在LC振荡电路的选频网络中加入晶振元件，我们则称该电路为石英晶体振荡器，其目的是为了提高输出信号的频率稳定度。

图8.2给出了变压器耦合反馈型LC振荡电路，该电路与图8.1相对应也可分为放大电路和反馈网络两部分。图中由晶体管T构成放大电路，CB为隔直流电容，由电感L和C构成的单谐振回路是集电极负载，同时也起到选频作用。反馈网络由L和L2组成的变压器构成。电感L3的作用是把输出信号耦合下来加到输出负载上。

该电路的反馈电压Uf取自变压器次级L2两端，反馈信号通过由线圈L和L2组成的变压器从集电极反馈到基极。根据图中标注的同名端，利用瞬时极性法可知：输入信号和反馈信号同接在三极管的基极，且瞬时极性相同，所以为正反馈。



该电路的工作过程：当振荡电路接通电源时，电路中不可避免地存在种扰动。这种扰动是不规则性的，它包含着很宽的频率成分。其中绝大部分信号频率与选频网络LC频率不同，仅有某一种信号频率与选频网络LC频率相同。与选频网络LC频率不同的信号，也就是不符合振荡条件的频率分量迅速衰减直至消失，只有符合振荡条件的频率成分才能通过LC选频网络，通过放大、选频和反馈的多次循环，振荡电压就逐渐增长起来了。如图8.3中“起振”部分所示，电路产生了增幅振荡。这就是振荡电路的起振概念。



这里要强调说明的是，我们所讨论的振荡电路不需要外加输入信号，便能自行产生输出信号，但实质上该电路还是有“输入信号”的，该“输入信号”就是接通电源产生的多频率扰动信号中的某一个，而这个信号的频率必须与振荡频率一致。

起振以后，输出信号幅度在正反馈作用下越来越大，但它的振幅不会无限制地增长下去，因为该电路会由RE和CE产生自生反偏压。自生反偏压形成后，就会进入晶体管的非线性区，即进入了饱和区和截止区。iC的波形就会出现非线性失真，这样晶体管的导通角将会减小，从而导致增益降低，直至达到平衡，于是振幅便稳定于某一个恒定值了。如图8.3中“平衡”部分所示。