振蕩電路的工作原理及其特性

振蕩電路，簡單來講，就是指能夠產生大小和方向均隨著周期發(fā)生變化的振蕩電流，而產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動產生，它是一種頻率比較高的交變電流，只能在振蕩電路中產生。 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，小編將會為您詳細的介紹，希望對您的學習有所幫助！

振蕩電路物理模型需要滿足的3個條件

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、個電路的電阻R=0(包括線圈、導線)，從能量角度看沒有其它形式的能向內能轉化，即熱損耗為零。

3、LC振蕩電路在發(fā)生電磁振蕩時不向外界空間輻射電磁波，是嚴格意義上的閉合電路，LC電路內部只發(fā)生線圈磁場能與電容器電場能之間的相互轉化，即便是電容器內產生的變化電場，線圈內產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、正反饋網絡、選頻網絡和穩(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，因為振蕩過程中，必然會有能量損耗，導致振蕩衰減。 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，所以放大電路實質上是一個換能器，它起補充能量損耗的作用。

正反饋網絡

正反饋網絡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，實質上，它起能量控制作用。 選頻網絡的作用是使通過正反饋網絡的反饋信號中，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生單一頻率的正弦波信號。

選頻網絡和穩(wěn)幅電路

選頻網絡若由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，有時還需引入負反饋網絡。

如何分析振蕩電路

在分析振蕩電路的工作原理時先檢查電路是否具有放大電路、反饋網絡、選頻網絡和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，再檢查放大電路的靜態(tài)工作點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，是因為它用自身的正反饋信號作為輸入信號了。

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表示正反饋網絡的相移。 對于一個振蕩電路來說，必須同時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，在接通電源的瞬間，電路中便產生了電流擾動。 這些電流擾動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部的噪聲信號。 這個電流擾動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，如果能滿足AF>1，則通過振蕩電路的放大與選頻作用，就能將與選頻網絡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絡抑制掉。 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，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反饋等措施，即可使振蕩電路從AF >1過渡到AF =1，達到穩(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生并維持等幅振蕩，在滿足維持條件的同時，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--)。

設計時需注意的振蕩電路特性

輸出位準的穩(wěn)定度

相對于時間，溫度，電源電壓的輸出位準穩(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，失真率成為零。 在高頻率振蕩電路中，除了上述特性以外，尚要考慮到在設計時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。 頻率經過時間的變動電源ON后，隨著時間的經過，所產生的頻率變動。 特別是，在熱機(warm-up)時的變動最大。

頻率溫度系數

相對于溫度變化時的頻率變動，用ppm/℃表示。 電源電壓變化時的頻率變動，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、正反饋網絡、選頻網絡和穩(wěn)幅電路。 我們在分析振蕩電路的工作原理時，應該先檢查電路的各個環(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。 只有各個方面都檢查確認后，我們再來分析振蕩電路的共作原理就會比較容易理解了。

審核編輯：湯梓紅