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你说的很对,振荡电路的雏形就是反馈电路。可以说它是对反馈电路自激振荡的一种利用。我们都知道,但在设计反馈电路的时候,如果反馈深度设计不当,电路将产生自激振荡。但是如果,我们修改电路,让它按照我们所需求的目标振荡(也就是去产生一定频率的波形信号),那么就构成了振荡器了。
现在从两个方面来解答你的问题:
1、自激振荡 放大电路中引入负反馈,可以使电路的许多性能得到改善, 并且反馈深度越深,改善效果越好。但是对于多级放大电路而言, 反馈深度过深,即使放大电路的输入信号为零, 输出端也会出现具有一定频率和幅值的输出信号,这种现象称为放大电路的自激振荡,它使放大电路不能正常工作,失去了电路的稳定性。
自激振荡产生的原因�
负反馈放大电路的闭环放大倍数为 AF=A/1+AF 在中频段,由于AF>0,相角φA+φF=2nπ(n=0,1, 2,…),输入信号Xi和反馈信号Xf同相,因此净输入量是两者的差值,即Xi’ = Xi-Xf,此时电路实现负反馈功能。但是,在低频段和高频段, �AF将产生附加相移。在低频段,由于耦合电容和旁路电容的作用, �AF将产生超前相移;在高频段, 由于半导体器件存在极间电容, AF�将产生滞后相移。假设在某一频率f0下, AF的附加相移达到180°,即φA+φF=(2n+1)π.注意,此时Xi和反馈信号Xf由以前的同相,就变为了反向,此时净输入量是两者的和(减负,相当于加正了嘛),即Xi’= Xi+Xf。所以此时,输出信号将没反馈一次,就加强一次。最极端的情况就是,只是电路自身的噪声信号(没有故意加输入信号)给了个启动信号的话,就会有不断的信号输出了。此时,我们就称电路产生自激振荡了。
2、振荡电路。因我无权限附图,你可以直接参考书上的RC串并联振荡电路。它是由运放构成的正反馈放大电路,RC选频网络,还有稳幅电路3部分构成。正反馈部分,就是用来产生自激振荡的,而选频网络就是用来确定f0的, 我在1中分析了,只有当f0时, AF的附加相移才达到180°,也才能使 Xi和Xf由同相变反向,进而产生自激的。稳幅也就是通过负反馈使得输出信号的幅度不至于被一次次加大,而是维持我们需要的指标。
因此,要掌握好振荡电路,应该把负反馈的自激振荡部分和它联系起来学习。概括起来说,振荡电路,就相当于我们设计了一个按我们需要的频率做自激振荡而且又被我们控制了幅度的自激振荡吧。
关于,你提到的能量如何维持的问题,那是我们电路的直流电源供给的了,能量总是守恒的。
直流电源是给整个电路(里面的运放芯片,电阻等等)供电的,它是一直没有撤销的而且也不能撤销的了,你看见过没有电就可以一直工作的电路吗?主要你是把输入信号和直流电源混淆了哈,不是直流电源加在输入端在提供输入信号哦。这个你应该拿着电路图对照看下,是因为直流电源的存在,电路才有电流流动,是经过反馈等环节的处理而成为输入信号,进入到运放的吧。我们说到过自激振荡的时候,就是输入信号为0(相当于你所说的输入信号撤销了)但是,此时供给电路的直流电压源是始终在的呢。没有它你的整个线路中就没有能量供给了。即便有所谓的噪声启动信号,那也很快就会都消逝了,都会耗尽在导线及电阻的发热上面。
如果还不清楚的话,可以继续问,我会再给你简答的。我以前研究过这个,你的分我挣定了哦,呵呵。
振荡电路就像荡秋千,往前飞时,用脚登一下,储存了势能,往后不用再登也会飞很高。振荡电路的电容和线圈和这个道理一样,电源接通瞬间向电容充电,电容充电周期过后,再向线圈放电,线圈将电变成磁能储存,下个周期再向电容充电,周而复始。随着时间的加长,能量逐渐损耗减小,达到一定的门限时,由晶体管组成的电路再给予能量的补充,使振荡永远维持下去,这个能量的补充就是正反馈电压,这个振荡电流由晶体管放大,就是晶体管振荡电路,也是振荡原理。
我来跟用通俗点的说法解释吧
振荡器:是由于
1 。输出端的信号可以返回到输入端,即书上说的“反馈”,但是要能振荡
反馈回输入端的信号与原来的输入信号还要满足 “同相位”,从电磁能量的角度来说,“同相位”就是电磁波要可以产生 “建设性干涉”,电磁信号的波形就会加强,加强传播
如果是“反相位”,电磁波就会产生“破坏性干涉”,形成驻波,电磁传播减弱
常说的 负反馈 即 反相位,
正反馈 即 同相位, 所以为了满足振荡器的第一个条件就是 引入“正反馈”
电容 和 电感 都是引起 相位变化的元件,晶体管也能产生相位变化,
他们提供的总效果 “移相” 要引起 “正反馈”,即 “同相”。
2 。振荡器其实不需要特意的输入信号,因为在自然界存在 各个频率段的噪声
噪声就会产生微弱的电磁信号,晶体管放大,然后被 “正反馈”回去,与原来的电磁能量 产生 “建设性干涉”,然后又被晶体管放大,又被反馈。。。循环,但是噪声信号无法被无限放大:
原因一:晶体管的本身有个极限的饱和输出功率
原因二:所有振荡器的能量 来自 直流电源 和
自然界的噪声本来几乎可以忽略的微小功率
所以以上任何一个原因都会导致 ,振荡器达到一个稳定的输出信号,不会无限增强。
同时,电路里所有的导体都具有电阻性,即使一根导线的电阻也会吃能量,但是由于直流电源在振荡器工作时,在提供能量所以振荡不会减弱。
3。关于振荡器 最容易弄错的的地方,
就是搞混 振荡器 和 谐振回路 的差别,或把两者混为一谈,
xyak8899的回答 就是个例子
谐振回路的振荡,(其实说振荡不准确),你先看我的这个帖子的解释
http://zhidao.baidu.com/question/122082430.html
谐振就是共振,共振其实也是 一种建设性干涉,在共振频率处的电磁能量才能继续传播,其他频率的电磁波 无法建设性干涉无法传播,从而可以起到频率选择作用。
可以起到频率选择的作用也就是滤波,这样只有特定频率的电磁能量才会被“正反馈”,才能“建设性干涉”。
所以第三个条件 就是频率选择。
简单地说 振荡器三个因素:
正反馈,有放大器或者说负电阻特性,有频率选择元件
振荡器 与 谐振回路 的区别:谐振回路只是有频率选择作用,只是振荡器的一部分
振荡器器 无需输入,接上电源就会有输出
谐振回路 必须要有输入才有输出。
注意 建设性干涉,不是加强原来的能量只是不破坏原来的能量,(如,反射掉),他只是引起最佳的 能量传播而已和以及不同信号能量可以叠加,不要和放大器 增强能量搞混
振荡器的英文原名叫 oscillator
LC 振荡/谐振回路 英文叫 resonator
在英文原意里他们的区别是很明显的。。。。。。中文易混淆
电源当然是给放大器(晶体管)提供能量,
从而噪声信号可以被放大,也可以补充电阻引起的损耗,维持振荡
以上只是对振荡器工作物理概念解释,设计还得参照专业书籍
电容和电感其实就是在吸收了电源的能量之后,电容的充放电维持电路的震荡,电容起着关键的作用,另外至于反馈调整震荡的稳定。
上面的朋友已经说得很多了。也说得很好。其实电源是不断提供能量的地方。
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