能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路。一般由电阻、电感、电容等元件和电子器件所组成。由电感线圈l和电容器c相连而成的lc电路是最简单的一种振荡电路,其固有频率为f=[sx(]1[]2πlc。
振荡电流产生电磁波。因此,振荡电路是产生电磁波的条件。
振荡电路如何分析
正弦波振荡器在量测、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有着广泛的应用。例如调整放大器时,我们用一个正弦波信号发生器和生一个频率和振幅均可以调整的正弦信号,作为放大器的输入电压,以便观察放大器输出电压的波形有没有失真,并且量测放大器的电压放大倍数和频率特性。这种正弦信号发生器就是一个正弦波振荡器。它在各种放大电路的调整测试中是一种基本的实验仪器。在无线电的发送和接收机中,经常用高频正弦信号作为音频信号的载波,对信号进行调制变换,以便于进行远距离的传输。高频振荡还可以直接作为加工的能源,例如焊接半导体器件引脚时使用的超声波压焊机,就是利用60KHz左右的正弦波(即超声波)作为焊接的能源。
那么一个正弦波振荡器为什么能够自己产生一个正弦波的振荡呢?它产生的正弦振荡又怎么能够满足我们所提出来一定频率和振幅的要求呢?最后,这个正弦振荡在外界干扰之下又怎么能够维持其确定的振荡频率和振幅呢?这些就是下面我们要讨论的基本问题。放大电路是典型的两端口网络,振荡电路是一个典型的单端口网络,只有一个射频信号的输出端口。从能量转化的角度来看射频放大电路和射频振荡电路都是直流电的能量转换到特定频率射频信号的能量。两者的区别就在于振荡电路没有射频信号的输入而放大电路必须有射频信号的输入。振荡电路的技术指标包括:出射频信号频率的准确度和稳定度;②输出射频信号振幅的准确性和稳定度;③输出射频信号的波形失真度;④射频信号输出端口的阻抗和最大输出功率。对于射频振荡电路的设计都需要按照上述技术指标进行。通常在射频信号源的参数中也可以找到上述技术指标。
振荡器通常可以分为反馈型振荡电路和负阻型振荡电路。
反馈型振荡电路是由含有两端口的射频晶体管两端口网络和一个反馈网络构成。如使用双极型晶体管或者场效应管构成的振荡电路采用在射频放大电路中引入正反馈网络和频率选择网络形成振荡电路。
负阻型振荡电路由射频负阻有源器件和频率选择网络构成,如使用雪崩二极管﹑隧道二极管﹑耿氏二极管等构成射频信号源。在负阻型振荡电路中通常不出现反馈网络,而反馈型振荡电路必须包含正反馈网络。因此,反馈网络是区分两种类型振荡电路的标志。通常反馈型振荡电路的工作频率为射频的中低端频段,负阻振荡电路的工作频率为射频的高端频段。负阻振荡电路更适合于工作在微波﹑毫米波等频率更高的频段。
首先找出振荡器的三个组成部分,即放大环节、反馈网络和选频网络。一般怍为放大环节的有源器件可以是晶体管、场效应管、差分对管、线性集成电路、电子管等;作为反馈网络可以是变压器、耦合电路、电感分压电路、电容分压电路等;作为选频网络的可以是Lc谐振回路、RC移相(或选频)电路、石英晶体谐振器等。 其次检查放大环节的偏置电路和静态工作点是否能使放大器正常工作。可画出直流等效电路看静态工作点是否合适。对于晶体管来说一般静态工作点选择靠近截止区,然后分析是否满足相位和振幅条件。不同振荡电路,其相位和振幅条件不同。一般振幅条件较易满足。相位条件可以用瞬时极性法去分析。不同电路具体方法亦不完全相同,实际上就是判断通过反馈网络是否引入了正反馈。我们以最常见的三点式振荡器为例分析如何判断电路是否能振荡。 图1为三点式振荡器的交流等效电路。如XBE与XEC的电抗性质相同,XBC与之电抗性质相反,则这时的电路满足相位平衡条件。如XBE、XEC显感性则为电感三点式振荡器,如显容性则为电容三点式振荡器。实际分析画出交流等效电路时要特别注意电路中的电容和电感的参数不同所起的作用不同,具体要视振荡电路的频率而定。耦合电容和旁路电容比振荡回路的电容容量大,应看成短路,振荡回路的电容和电感应照原位置画出。与振荡回路并联的电阻一般讲只改变电路的品质因数和振荡频率以及影响主回路的增益,它不影响相位条件;与振荡回路电容、电感串联的电阻将使电路损耗增大,不容易振荡,即振荡条件不易满足,有它还将产生桕移,使相位条件也不易满足。一般讲,并联电阻的阻值越大,串联的电阻阻值越小,对电路的影响就越小。