反馈型振荡器的工作原理
振荡器的工作原理
振荡器的工作原理
振荡器是一种电子电路，它能够产生一种稳定的振荡信号。
其工作原理如下：
1. 反馈回路：振荡器中必须包含一个反馈回路。
反馈回路将输出信号的一部分重新引入到输入端，形成一个正反馈环路。
这样，输出信号经过放大和反馈后，再次输入到放大器的输入端，形成持续的正反馈，从而维持和放大振荡信号。
2. 幅度和相位条件：为了保持振荡器的稳定性，反馈回路中的放大器必须提供足够的增益，并且相移必须是正确的。
相位条件是保证正反馈形成的关键。
当输出信号经过反馈回路后，相位移动一周，即360度。
如果相位移动少于或多于360度，振荡器将无法保持稳定。
3. 动态平衡：振荡器中的反馈回路会引入一些损耗，导致输出信号的幅度随时间逐渐衰减。
为了保持振荡器的稳定，必须在回路中引入一些手段来抵消损耗，以保持幅度的恒定。
这通常通过添加倍增器或补偿电路来实现。
4. 激励：振荡器需要一些形式的激励来启动振荡过程。
激励可以是外部电压源，也可以是器件本身的噪声源。
一旦启动，正反馈回路将持续地提供所需的能量和相位移，使振荡器持续工作。
总的来说，振荡器的工作原理可以归结为利用正反馈回路来维
持和放大输出信号，同时满足幅度、相位和稳定性条件。
这样，振荡器就能产生稳定而连续的振荡信号。
第8讲高频反馈振荡器工作原理
第3章 正弦波振荡器
正弦波反馈振荡器的电路组成
正弦波反馈振荡器主要由三个部分构成:
1 有源器件:非线性有源器件,具有一 定的功率增益 , 能维持振荡回路不 可避免的功率损耗。
电源 有源器件 选频网络
2 选频回路:决定振荡器的工作 频率,并能保证振荡相位的稳 定。
反馈网络
3 反馈网络:实现正反馈,一般可以 通过互感(变压器),电感及电容等获 得正反馈电压。
A ( j ) Ae 又由于 F ( j ) Fe
j
A
j F
相位平衡（正反馈）判断
所以振荡平衡条件的约束方程可以分为两个方程:
AF 1 1， 2 ) A F 2n ( n 0，
ui 晶体管
Y
ic1
LC Z 选频网络 uc1
ic
Cb
C
ib
+
uo L1
+
反馈网络 M + Lf
VT
uf
-
Rb1
Rb2 - Re
ui
Ce
EC
可见起振初期是一个增幅的振荡过程
甲 类 甲 乙 类 乙 类 丙 类 状 态
第八讲 反馈振荡器的工作原理
振荡器起振过程
3/17/2019 1:55 PM
7
第3章 正弦波振荡器
第八讲 反馈振荡器的工作原理
2
O
z
ωo
ω
2
当 0 0 u f 落后ui 周期
第八讲 反馈振荡器的工作原理 3/17/2019 1:55 PM 13
第3章 正弦波振荡器
总结：
保证振动器正常工作的三个条件：
反馈振荡器的工作原理
3.1 反馈振荡器的工作原理3.1.1 振荡器的组成任何一种反馈式正弦波振荡器，至少应包括以下三个组成部分。
1. 放大电路。
自激振荡器不但要对外输出功率，而且还要通过反馈网络，供给自身的输入激励信号功率。
因此，必须有功率增益。
当然，能量的来源与放大器一样，是由直流电源供给的。
2. 反馈、选频网络。
自激振荡器必须工作在某一固定的频率上。
一般在放大器的输出端接有一个决定频率的网络，即只有在指定的频率上，通过输出网络及反馈网络，才有闭环0360相移的正反馈，其它频率不满足正反馈的条件。
3. 稳幅环节。
自激振荡器必须能自行起振，即在接通电源后，振荡器能从最初的暂态过度到最后的稳态，并保持一定幅度的波形。
正弦波振荡器电路组成如图3–1所示。
图中oX 为输出正弦波电压，f X 为反馈网络形成的反馈电压，也就是放大电路的输入电压。
高频电子技术中主要通过以下三个指标来衡量正弦波振荡电路的优劣。
（1）振荡频率高频电子技术研究无线电波的产生、发射、变换和接收，所涉及的振荡频率都比较高，例如在获得广泛应用的甚高频至特高频段，无线电波的频率在30MHz 至3000MHz 之间，某种振荡电路能否获得应用，决定于这个电路能否产生如此高频的正弦波电压输出，因此振荡电路的振荡频率自然就成为电路的重要特性指标。
（2）振荡频率的稳定度无线收发系统对于振荡频率的稳定性有很高的要求。
假如收发系统所使用的无线电波频率为433.0MHz ，将发射电路和接收电路的频率都调整到433.0MHz ，这样收发系统能正常地工作。
现在，由于发射电路环境温度升高了20℃（例如从海面进入沙漠），如果发射电路中振荡电路的频率稳定性很差，受温度变化的影响，发射电路振荡频率升高了0.1%，即从433.0MHz 变化到433.4MHz ，这时接收电路仍调谐于433.0MHz ，接收电路可能根本无法接收无线电信号，即使能接收到，由于频率偏移，接收灵敏度下降，信号质量将很差，收发系统的工作就不正常。
反馈振荡器的工作原理
反馈振荡器的工作原理
振荡器的工作原理是通过反馈回路产生持续的周期性信号。
它主要由一个放大器和一个反馈网络组成。
在振荡器中，放大器将一个小的输入信号放大到足够的幅度，并提供足够的增益以抵消反馈网络的衰减。
反馈网络将一部分输出信号反馈到放大器的输入端，形成一个循环。
通过适当选择放大器的增益和反馈网络的参数，可以使得反馈信号与输入信号保持一致，并且持续不断地在放大器中产生，从而产生一个稳定的振荡信号。
振荡器的工作原理可大致分为以下几个步骤：
1. 初始激励：在振荡器开始工作前，假设放大器没有输出信号。
此时，通过外部激励或主动元件施加一个微弱的信号到放大器。
2. 放大器增益：放大器将输入信号放大，使其具有足够的幅度以抵消反馈网络的衰减。
放大器可以是放大电路、运算放大器等。
3. 反馈回路：反馈网络将一部分输出信号反馈到放大器的输入端，形成一个正反馈回路。
这意味着输出信号将被放大并重新送回到放大器。
反馈网络可以是电容、电感、晶体管等。
4. 生成振荡信号：通过适当选择反馈网络的参数，使得反馈信号与输入信号保持一致，并且持续不断地在放大器中产生。
这
导致放大器输出的信号不断振荡，并生成一个稳定的周期性信号。
5. 整定和稳定：通过调整放大器和反馈网络的参数，使得振荡器的输出信号具有所需的频率、幅度和波形。
同时，保持反馈回路稳定并避免过度放大，以确保振荡器的正常工作。
振荡器的工作原理
振荡器的工作原理振荡器是一种产生周期性信号的电子设备或电路。
它在电子领域中广泛应用于通信系统、计算机、电子乐器等各种领域。
本文将介绍振荡器的工作原理，并详细解释其主要组成和工作过程。
一、引言振荡器是一种电子设备，它能够产生一种周期性的振荡信号。
这种信号可以是电压、电流或频率的定期变化。
振荡器在通信、计算机和电子乐器等领域被广泛应用，因此了解振荡器的工作原理是很重要的。
二、振荡器的组成1. 反馈回路：振荡器的核心组成部分是一个反馈回路。
反馈回路将输出信号重新输入到输入端，形成一个正反馈的环路。
正反馈使得输入信号增强，并且产生振荡现象。
2. 放大器：振荡器中的放大器被用来增加反馈回路中的信号强度。
它可以是放大电压或增加电流。
放大器通常由一个放大管件、一个电容和几个电阻器组成。
3. 频率决定器：振荡器必须有一个频率决定器来决定输出信号的频率。
频率决定器可以是一个电容、一个电感、一个晶体谐振器或其他的元件。
它们能够使振荡器产生一定频率的输出信号。
三、振荡器的工作原理振荡器的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 开始：当振荡器通电后，系统处于不稳定状态。
没有振荡信号产生。
2. 起振：由于放大器中的正反馈作用，放大的信号进一步激励电容、电感、晶体谐振器等振荡器的频率决定器。
这个过程可以看作是起振过程。
3. 增强和表达：在起振后，振荡信号被放大器进一步增强。
当振荡信号的幅度达到一定阈值后，它会被输出到外部电路或装置，如扬声器、天线等。
4. 维持：为了保持振荡的稳定性，振荡器必须维持能量的耗散。
为了达到这个目的，振荡器的功耗会等于信号输出电路和反馈回路组件中的能量损耗。
四、常见类型的振荡器在实际应用中，有多种不同类型的振荡器被使用。
下面列举一些常见的振荡器类型：1. RC 振荡器：RC 振荡器使用了电容和电阻器来控制输出信号的频率。
它简单、成本低廉，常用于简单的低频振荡器。
2. LC 振荡器：LC 振荡器使用了电感和电容来控制输出信号的频率。
振荡器的工作原理
振荡器的工作原理
振荡器是一种能够产生连续交变信号的电路或装置。
其工作原理基于正反馈的作用，通过将一部分输出信号回馈到输入端，使得输入信号不断增强和维持。
一个常见的振荡器电路包含了一个放大器、一个电容和一个感应器（例如线圈或电容）。
当电路中的电压或电流发生微小偏移时，放大器将输入信号放大。
这个偏移信号经过电容或感应器后再次回到放大器的输入端。
由于放大器提供了正反馈，原始的微小偏移将被放大，从而形成一个连续的振荡信号。
在振荡器中，需要满足幅值增益大于1以维持振荡的持续性。
当幅值增益等于1时，振荡器达到了稳定的平衡状态，产生的输出信号将保持不变。
若幅值增益小于1，则振荡器会逐渐衰减而停止振荡。
不同类型的振荡器存在于电子电路的各个领域，例如射频振荡器、音频振荡器、时钟振荡器等。
每种类型的振荡器都有适用的工作频率范围和特定的电路结构。
总的来说，振荡器通过正反馈效应不断放大微小偏移信号，并通过回馈机制使其保持持续振荡，从而产生连续交变信号。
这种工作原理是振荡器能够被广泛应用于电子通信、媒体设备、天线等领域的基础。
振荡器工作原理
振荡器工作原理振荡器是一种电子设备，能够产生特定频率的交流信号。
在电子领域中，振荡器被广泛应用于无线通信、音频设备、计算机、测量仪器等多个领域。
本文将介绍振荡器的工作原理，以及一些常见的振荡器类型和应用。
振荡器的基本工作原理是通过反馈回路使得放大器产生自激振荡。
为了更好地理解振荡器的工作原理，让我们首先了解一下反馈回路的概念。
反馈回路是指将放大器的输出信号再次输入到放大器的输入端，从而改变放大器的增益或相位。
根据反馈方式的不同，反馈回路可以分为正反馈和负反馈两种。
在振荡器中，我们主要关注的是正反馈回路。
正反馈回路具有放大器输出信号和输入信号具有相同增益和相同相位的特点。
当正反馈回路的增益达到或超过1时，放大器将输出一个持续增大的信号，从而形成振荡。
常见的振荡器类型包括LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器。
LC振荡器是一种基于电感（L）和电容（C）的振荡器。
它的工作原理基于LC谐振电路。
LC振荡器由一个放大器、一个反馈网络和一个LC谐振电路组成。
放大器将信号放大后输入到谐振电路，而反馈网络将一部分输出信号再次输入到放大器的输入端。
通过调节电感和电容的数值，可以控制振荡器的频率。
RC振荡器是一种基于电阻（R）和电容（C）的振荡器。
它的工作原理类似于LC振荡器，只是将电感换成了电阻。
RC振荡器由一个放大器、一个反馈网络和一个RC谐振电路组成。
与LC振荡器相比，RC振荡器形成的振荡频率相对较低。
晶体振荡器是一种基于晶体的振荡器。
晶体振荡器使用晶体的特性来产生特定频率的信号。
振荡器中的晶体通常是石英晶体。
晶体振荡器具有非常高的频率稳定性和较低的噪声水平，因此在无线通信和计算机领域得到广泛应用。
振荡器的应用非常广泛。
在无线通信中，振荡器被用于产生特定频率的载波信号。
在音频设备中，振荡器被用于产生声音的基准频率。
在计算机中，振荡器被用于各种时钟信号的产生。
在测量仪器中，振荡器被用于产生高精度的频率参考信号。
总结起来，振荡器是电子设备中不可或缺的部分，它能够产生特定频率的信号。
振荡器的工作原理
振荡器的工作原理
振荡器是一种使物体产生周期性运动的装置，它利用力学原理可以将其他能量转换为动能。
它的工作原理是通过一种反作用力，使物体在给定的振动频率下来回振动。
振荡器的工作原理主要是基于物理学中的动力学原理，其中包括了牛顿第二定律，即物体受到外力作用时，会受到一个反作用力，这个力会使物体在周期性变换方向的运动中保持平衡。
振荡器的动力学原理可以分为三部分：惯性，弹性和摩擦力。
惯性说的是物体的运动在外力作用下会继续保持，而弹性说的是物体在受到一个外力作用时，会产生一个相反的力，使物体回到原来的位置，而摩擦力则可以抑制物体的运动，使其保持在一定的状态。
振荡器的工作原理是基于这三种力的相互作用，当外力作用在物体上时，惯性使物体保持原有的运动方向，弹性使物体产生反作用力，并回到原来的位置，而摩擦力可以使物体保持在一定的振动频率下，从而产生一种周期性的运动。
振荡器的工作原理主要是由它的外力，惯性，弹性和摩擦力的相互作用而实现的，这些力的作用是交错的，因此使得物体能够在一定的振动频率下不断的运动。
振荡器的工作原理可以应用到多种领域，它可以用于控制器件，比如定时器，它可以用来控制机器的运行，也可以用于激发物理系统，如音乐振荡器，以及电子产品中的震动器等，因此可以说振荡器可
以用于控制和激发各种物理系统。
总之，振荡器的工作原理是一种反作用力，它基于物理学中的动力学原理，由惯性，弹性和摩擦力的相互作用产生的。
振荡器可以用于实现各种物理系统的控制和激发，并在各种领域得到广泛的应用。
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T ~
0
越陡，即
T
越大，稳定性越好
T
0
z
0 2Q (arctg 2Qe ) e 0 0
结论：选频回路的 Q 值越高，振荡器的频率稳定性越好 外界扰动使电路参数变化
射频通信电路
小结：
一、分析反馈型振荡器时，首先要抓住以下几个要点： （1）包含一个合适偏置的可变增益放大器。 （2）闭合环路是正反馈
起始点 曲线A
T 1 ——自动起振
软激励
0 ——稳定
平衡点
T 1
T 且 Vi
平衡点
曲线B
起始点
T 1 —— 不能起振
T 1 但 Vi T 1 且 Vi
平衡点
硬激励
0 0
平衡点M ： T
不稳定
平衡点N ： T
平衡点
稳定
射频通信电路
2. 相位稳定条件
讨论相位稳定前应明确两点： （1）正弦振荡 v(t ) Vm cos t 频率和相位的关系
射频通信电路
7.1.2
起振条件
振荡如何产生？ 为了保证输出信号从无到有 幅度不断增长 ，起振时要求： 反馈电压
VF
输入电压
Vi
同相，且
VF Vi
（1）振幅条件
环路增益T = AF大于1 V F T ( j ) A( j ) F ( j ) 1 Vi 增益越大越易起振
N2 n N1
振荡器的环路增益
T ( j) A （j) F ( j) gmZ ( j) F
射频通信电路
由环路增益表达式 环路总相移应满足：
（j ) F ( j ) A ( j ) g ( j ) F mZ T
T ( j ) g 0 z ( j ) F
e
晶体管进入非线性区
b
、 i
正负半周不对称
平均分量
I e I eQ 、Ib IbQ
Q
（ VBE Eb I b Rb I e Re ）
结果：工作点左移——管子趋于截止
——增益A下降——AF=1平衡 ——称为自偏置效应
VBEQ
射频通信电路
带自偏置效应的振荡器的特点
① 起振过程有直流负反馈 ② 利用管子趋于截止而不是饱和使增益下降 使选频回路Q不受影响——选频特性好 ③ 振荡器的环路增益 T 随 V i 的 变化曲线比等偏置电路更陡
带反馈的放大电路 ( j )V A V
o
i
F ( j )V V F o
V V V i s F
反馈放大器的增益:
V A o Af F Vs 1 A
射频通信电路
V A o Af F Vs 1 A
i
射频通信电路
初始平衡时 外界扰动使频率
振荡频率 osc
与V 输入 V i 循环一周，V 同相（或2π） F
i
osc
即 T
osc
2
新的频率
此时，输入 V i 循环一周，如果系统使
相位比 V 超前 V F i 相位比 V 滞后 V F i
osc
射频通信电路
第七章 振荡器
射频通信电路
概述
缓冲 高频振荡 倍频 高频放大
声音
话筒
音频放大
fo–fs=fi
高 传输线 频 高功放 （直流电源未画） 电 路
调制
fs
高频放大
fs fo
混频
中频放大
fiБайду номын сангаас
检波
F
低频放大
F
本地振荡
射频通信电路
概述
振荡器功能：不需要输入信号控制就能自动的将直流电源的能量 转变为特定频率和振幅的交变能量的电路 频率——频率的准确度与稳定度 振幅——振幅的大小与稳定性
i
振荡平衡时,在频率 osc 处有: T ( josc ) 1——平衡条件
射频通信电路
——平衡条件 振荡平衡时,在频率 osc 处有: T ( josc ) 1
( j ) F ( j ) A ( j ) 1 振幅平衡条件： T osc osc osc
射频通信电路
带选频放大器的 反馈型正弦波振荡器
带选频反馈支路的 反馈型正弦波振荡器
构成振荡器的三个条件
平衡条件 起振条件 稳定条件
射频通信电路
2. 平衡条件
在
处断开；
考虑放大器的输入阻抗对反馈网络的影响（放大器 的输入阻抗作为反馈网络的负载阻抗） V ( j ) F ( j ) F A ( j ) 反馈振荡器的环路增益为： T V
（由增到稳）
射频通信电路
③ 从起振的AF > 1
？ 平衡时的 AF = 1
环路中一定有一个非线性器件
参数随信号大小变化而变化
非线性器件是晶体管
晶体管
大信号 非线性
增益压缩
A 下降
选频回路
反馈变压器
T=AF>1 下降
AF =1 平衡
注意： 区分起振和平衡时放大器的不同状态
射频通信电路
④ 晶体管大信号工作给振荡器带来的问题及解决方法 非线性 出现谐波 需选频滤波 饱和 大信号工作 截止 晶体管输出阻抗影响选频回路Q值 减少晶体管的非线性 采取措施
osc 0？
g
m
什么时候 osc 0
和
F
都很小，
而且几乎不随
而变化
射频通信电路
当管子的特征频率选得合适时： g
m
0
是 本电路反馈系数 F
变压器的匝数比 n ，
F 0
T ( j ) g z ( j ) F
m
T Z
即 T 2
新的频率
dT osc dt d T osc osc dt
T
平衡点
0
稳定
不稳定
结论：为使相位稳定，振荡器的环路增益的相位～频率特性
T ~
在平衡点处必须是负斜率的。
射频通信电路
相位稳定条件分析 环路增益的相位： T
gm F Z
保证了：
振荡电路的 合理性
（3）有选频回路
（4）环路增益T的相频特性为负斜率 进一步计算： （1）环路增益 T ( j ) 是否大于1？
（2）按照相位平衡条件计算振荡频率。 二、构成振荡器的三个条件 平衡条件 起振条件 稳定条件
m
放大器跨导相移
LC谐振回路相移
0 0
反馈网络相移
( g 即： z ( j ) ？ m
LC回路相频特性
F )
什么频率值时能满足此条件？ 交点
z ( j ) arctg2Q
交点—— T ( j ) 0 ——相位平衡
相位平衡点的频率值 即振荡频率 osc 问题：为什么
T gm F z z
因为 g m 和 F 几乎不随频率而变 并联谐振回路的相频特性
0 z arctan2Qe 0
曲线
Z ~
是负斜率的，
所以，振荡器是相位稳定的
射频通信电路
相位稳定性——频率稳定性的优劣
射频通信电路
振荡器的稳定条件 不稳定？ 振荡器的平衡 稳定？ 1. 振幅稳定条件
7.1.3
稳定——经过外界扰动，系统能 自动恢复（靠近）到原平衡位置
初始平衡时，输入
扰动使 V
i
V i ，环路增益
T=1，反馈 VF T Vi Vi
Vi
T Vi ，离开平衡点。则 VF
osc 0
结论： 决定了 ① 相位平衡条件 振荡频率 当管子和反馈网络引入的相移可以忽略时， 振荡频率等于选频回路的中心频率 ② 环路增益的相频特性
主要取决于
选频回路的相频特性
回路Q越大，相频特性的斜率越陡，选频、滤波特性越好
射频通信电路
7.1.2
起振条件
振荡电路是单口网络，无须输入信号就能起振，起振的信号 源来自何处？ 接通电源瞬间引起的电压、电流突变，电路器件内部噪声等。
环路增益的模为1 相位平衡条件： T ( j
o sc)
A ( j ) F ( j ) 2n o sc o sc
(n=0,1,2……)
与V 环路增益的相移为0，即 V 同相，满足正反馈条件 F i
射频通信电路
相位平衡条件分析
① 如何保证正反馈？
变压器的同名端必须正确
② 相位平衡条件的应用 ？ ——可用来求振荡器的振荡频率 为求相移 T ( j )
( j ) 求T
A( j )
F ( j )
注意
Vi Vo
V o ( j ) mZ g 放大器的增益为： A( j ) V i
gm
Z ( j )
反馈系数为：
V F ( j ) F n V o
振荡器的指标：
振荡器的分类 本章主要内容
波形及波形的失真 输出功率——能带动一定阻抗的负载 反馈型振荡器 按电路原理分 负阻型振荡器
按输出波形分——正弦波、方波、三角波等 反馈型正弦波振荡器电路原理及性能 电压控制频率振荡器原理
射频通信电路
7.1 反馈型振荡器的基本原理
7.1.1 反馈型振荡器的基本组成与平衡条件 1. 基本组成 反馈型振荡器——基于放大与反馈的机理
交流通路
Vcc Eb Rb 2 Rb1 Rb 2
带偏置的完整电路
直流偏置电阻 Rb1 、Rb 2、R E 交流旁路电容 CE