4.1反馈振荡器的工作原理
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。
振荡器工作原理
振荡器工作原理
振荡器是一种电路，它能够产生连续的交流信号。
它的工作原理基于正反馈。
在一个简单的振荡器电路中，有三个主要的元件：电感、电容和放大器。
电感和电容构成了一个谐振回路，而放大器则用于增强信号的振荡。
振荡器的工作原理可以通过以下步骤来解释：
1. 初始状态下，电感和电容处于放电状态，没有电荷在它们之间流动。
2. 当电源连接到振荡器电路时，电荷开始从电源流向电容，并通过电感返回。
这导致电荷在电感和电容之间往返移动，形成振荡。
3. 在第一次往返时，放大器会放大电荷的幅度，并将其发送回电容。
这样，电荷将在电感和电容之间反复振荡。
4. 正反馈是振荡器的关键原理。
通过正反馈，放大器将输出的一部分信号重新输入到电感和电容中，这进一步增强了振荡。
正反馈确保了振荡信号的持续存在。
5. 最终，振荡器将产生一个稳定的、连续的交流信号，其频率由电感和电容的数值决定。
需要注意的是，振荡器电路需要满足一定的条件才能正常工作。
其中最重要的条件就是增益和相位的平衡，以保持正反馈的稳定性。
此外，振荡器的稳定性和频率稳定度也是设计中需要考虑的因素。
总结起来，振荡器是通过电感、电容和放大器构成的反馈回路来产生连续的交流信号。
正反馈是振荡器的基本原理，确保了信号的持续振荡。
振荡器在无线通信、音频产生以及其他电子设备中起着关键作用。
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：
振荡器工作原理
振荡器工作原理概述振荡器是一种能够产生连续交流信号的电路或设备。
它在许多电子产品中扮演着重要的角色，如无线通信设备、计算机、音频设备等。
振荡器的工作原理是通过提供正反馈回路来维持电路的振荡，使其能够产生特定频率的连续波形信号。
本文将详细介绍振荡器的工作原理及其常见的几种类型。
电子振荡器的工作原理电子振荡器是一种自激振荡器，其关键元件包括电感、电容和放大器。
振荡器利用回路中的正反馈来维持振荡，而不需要外部输入信号。
它通过不断反馈一部分输出信号到输入端来产生振荡。
振荡器的基本组成是一个放大器以及产生正反馈的反馈网络，它们通常被认为是一个系统。
正反馈的作用是放大一部分输出信号，并将其送回到输入端，从而使电路产生振荡。
振荡器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 初始状态下，振荡器的输入信号为零，输出信号也为零。
2. 放大器开始工作，将输入信号放大。
3. 正反馈网络将一部分输出信号反馈到放大器的输入端。
4. 经过放大的信号再次经过放大器，增加了振荡器的整体增益。
5. 这个过程会不断重复，从而使得输出信号在一定频率上产生振荡。
常见的振荡器类型根据振荡器电路的特点和振荡原理的不同，振荡器可以分为多种类型。
以下是几种常见的振荡器类型：1. LC振荡器：LC振荡器基于电感器和电容器之间的振荡原理，其中的感性元件包括线圈或变压器。
LC振荡器通常适用于较低频率的振荡。
2. RC振荡器：RC振荡器基于电容器和电阻器之间的振荡原理。
RC振荡器通常用于较低频率的振荡应用。
3. 晶体振荡器：晶体振荡器利用晶体的机械共振特性产生频率稳定的振荡信号。
晶体振荡器常用于无线通信设备中，如手机和无线网络适配器。
4. 压控振荡器（VCO）：VCO具有可调节振荡频率的特点。
通过改变控制电压，VCO可以实现广泛范围的频率输出，因此在频率合成器和调频广播等应用中被广泛使用。
总结振荡器是一种能够产生连续交流信号的电路或设备。
其工作原理基于正反馈回路，并利用反馈网络将一部分输出信号送回到输入端。
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。
振荡器原理
振荡器原理
振荡器是一种电路，可以产生周期性的信号，常用于时钟电路、发射电路等应用。
振荡器的原理是利用正反馈作用，使电路产生自激振荡的现象。
振荡器的基本构成是放大器、反馈回路和振荡电路。
放大器负责放大信号，反馈回路将一部分输出信号返回输入端，形成正反馈，振荡电路则提供信号的反馈路径。
振荡器的工作原理是在反馈回路中产生一定的相位差，使得信号在回路中反复传输，放大器对信号进行放大，不断增加信号的幅度。
当信号通过放大器和反馈回路后，其幅度达到一定值时，就会产生自激振荡，即产生周期性的信号。
振荡器的频率取决于反馈回路中的元件和振荡电路中的元件，而振荡器的稳定性则取决于反馈回路和振荡电路的参数匹配。
当反馈回路和振荡电路的元件参数不匹配时，就会产生不稳定的振荡，造成信号的失真和频率的波动。
振荡器的类型很多，常用的有晶体振荡器、LC振荡器、RC振荡器等。
晶体振荡器是最常用的一种振荡器，其工作原理是利用晶体的谐振特性，在晶体中产生周期性的振荡。
LC振荡器则利用电感和电容的谐振特性，产生周期性的振荡。
RC振荡器则利用电阻和电容的
串联或并联，产生周期性的振荡。
振荡器在电子技术中有着广泛的应用，例如在电视机、收音机、计算机等电子设备中都有振荡器的身影。
振荡器的稳定性和精度对于电子设备的正常工作有着至关重要的作用。
振荡器是一种非常重要的电路，其原理是利用正反馈作用产生自激振荡，可以产生周期性的信号。
振荡器的类型很多，应用广泛，对于电子技术的发展和应用有着重要的作用。
反馈振荡器的工作原理
稳定条件
——高频电子线路
稳定条件
才能进入平衡点 ，产生持续等幅振荡 等幅振荡。 才能进入平衡点 A，产生持续等幅振荡。 硬激励：靠外加冲击而产生振荡。 硬激励：靠外加冲击而产生振荡。 软激励：接通电源后自动进入稳定平衡状态。 软激励：接通电源后自动进入稳定平衡状态。 3. 振幅稳定条件 要使平衡点稳定， 要使平衡点稳定， (ωosc) 必须在 ViA附近具有负斜 T 率变化， 率变化，即随 Vi 增大而下降的特性： 增大而下降的特性 特性：
——高频电子线路
稳定条件
(2) 若某种原因使 ϕT (ωosc) < 0， 导致振荡频率 导致振荡频率 ω 随之增大， 滞后势必受阻 ϕ 势必受阻。 ＜原振荡频率 ωosc， T (ω)随之增大，Vi 滞后势必受阻。
两种情况都通过不断的放大和反馈， 两种情况都通过不断的放大和反馈，最后都在原 振荡频率附近 ω'osc 达到新的平衡，使ϕ(ω'osc ) = 0 。 达到新的平衡，
——高频电子线路
反馈振荡器的工作原理
1. 组成 主网络和反馈网络构成的闭合环路 构成的闭合环路。 由主网络和反馈网络构成的闭合环路。
(1) 主网络——负载为谐振回路的谐振放大器 主网络 负载为谐振回路的谐振放大器 (2) 反馈网络 反馈网络——与 L 相耦合的线圈 Lf。 与
——高频电子线路
反馈振荡器的工作原理
——高频电子线路
平衡和起振条件
一、平衡条件 将闭合环路在× 将闭合环路在×处拆 开，并按所标极性定义它 环路增益为 的环路增益为 & & & Vf Vo Vf T(jω) = = = A(jω)kf (jω) & & & Vi Vi Vo & 同相又等幅， & 若在某一频率 ωosc 上，V 与 Vi 同相又等幅，即
4.1RC正弦波振荡器
电路特点：可方便地连续改变振荡频率，便于 加负反馈稳幅，容易得到良好的振荡波形。
图4.1.2 RC串并联网络振荡器原理图
3. 双T选频网络振荡器 电路型式如图4.1.3所示。
图4.1.3 双T选频网络原理图
振荡频率:
1 f0 5RC R 起振条件: R |AF|＞1 2Байду номын сангаас电路特点: 选频特性好，调频困难，适于产生
4.1 RC正弦波振荡器
4.1.1 RC正弦波振荡器工作原理
从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信 号的带选频网络的正反馈放大器。若用R、C元 件组成选频网络，就称为RC 振荡器， 一般用 来产生1Hz～1MHz的低频信号。 1. RC移相振荡器 电路型式如图4.1.1所示,选择R＞＞Ri。
第四章
波形发生器电路
内容提要
信号发生器可以分为正弦波发生器和非正弦波 发生器。本章介绍了RC正弦波振荡器电路，LC 振荡器电路，方波和三角波发生电路，锯齿波 产生电路的电路结构与计算机仿真设计方法。 本章的重点是掌握信号发生器电路的仿真设计 与分析方法。注意正弦波发生器和非正弦波发 生器电路结构与工作原理的不同，注意振荡频 率的计算方法，注意计算值与仿真结果的差别。
单一频率的振荡。
4.1.2 双T选频网络正弦波振荡器
采用两级共射极分立元件放大器组成双T
选频网络正弦波振荡器如图4.1.4所示。
图4.1.4 双T选频网络正弦波振荡器原理图
在调试电路时应适当调节RP1(RP1)和 RP2(RP2),否则振荡器不起振。仿真结果 如图4.1.5所示。
图4.1.5 双T选频网络正弦波振荡器振荡波形
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高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
若T 具有随 f 增大而减小的特性，则可阻止上述频率的变化。 通过不断的反馈，最终回到原平衡状态。
相位稳定条件
T( f )
T f
0
f f oA
O f0A f
实际电路中T 在 f0 处的变化率主要由选频网络决定
LC回路Q值越高，相位稳定度越好，频率也越稳定
.
.
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
振幅平衡条件
T AF 1
.
.
.
T AF 1
.
.
T A F 2nπ
正反馈 相位平衡条件
振荡器稳定工作时同时满足振幅条件和相位条件。
相位平衡条件确定振荡频率。
振幅平衡条件确定振荡信号的幅值。
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
非正弦波振荡器
按原理分
按元件分
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
三、主要技术指标 1、振荡频率； 2、频率稳定度； 3、振荡幅度； 4、振荡波形；
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
第 4 章 正弦波振荡器
反馈振荡器的工作原理 LC正弦波振荡器 振荡器的频率和振幅稳定度 石英晶体振荡器 RC正弦波振荡器 负阻正弦波振荡器 特殊振荡现象 本章小结
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第 4 章 正弦波振荡器
4.1 反馈振荡器的工作原理
振荡电路的功能 在没有外加输入信号的条件下，电路自动将直流电源提供的能量 转换为具有一定频率,一定波形,一定振幅的交变振荡信号输出。
振荡电路的分类
反馈型 正弦波振荡器
RC振荡器 LC振荡器 晶体振荡器
振荡器
按波形分
负阻型(100MHz以上)
一、 振荡的平衡条件
U U f o ， A F Ui U o
Ui
放大器 Au
反馈网络 Fu
Uo
U f F U o F AU i
由 Uf Ui 定义环路增益 则得
. .
.
.
.
.
.
.
Uf
得
T 1
.
AБайду номын сангаас＝ 1 . . . . . . Uf Uf Uo T . . . . FA Ui Uo Ui
Ui
实现
Uf Ui
.输出信号大小满足要求时，要能自动稳定输出电压， .
，使电路进入稳定状态。故要有稳幅环节。
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
利用放大器件的非线性 内稳幅
稳幅
外稳幅
在反馈网络中接入非线性 器件限幅。
Uo
A
O
Ui
O
Ui
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
4.1.2 振荡的平衡条件和起振条件
如此循环,振荡电压就会增长起来,建立了振荡.
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
Pspice仿真振荡器输出波形
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4.1 反馈振荡器的工作原理
4.1.3 振荡的稳定条件
一、 振幅稳定条件
T
1
指干扰破坏原平衡状态后， 振荡器自动回到原平衡状态所需的条件
B
A
T U i
Uo
0
U i U iA
A
O
UiB
UiA
Ui
A点稳定；B点不稳定
O
Ui
O
Ui
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4.1 反馈振荡器的工作原理
二、 相位稳定条件
（ ） 0 ，反馈后的电压与原输入电压同相。 平衡时， T f oA
） 0 若某种原因使（ T f oA 压相位。
，则反馈后的电压超前于原输入电
而 / t ，因此相位超前表明振荡频率将高于 foA 。反之， （ ） 0 若某种原因使 ，即反馈电压滞后于原输入电压相位， T f oA 则振荡频率将低于 foA 。
F
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4.1 反馈振荡器的工作原理
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4.1 反馈振荡器的工作原理
振幅起振条件
起振条件 A0F＞1
物理意义是振荡为增幅振荡
A F 2n
(n=0，1，2，…，n)
相位起振条件
物理意义是振荡器闭环相 位差为零，即为正反馈。
其中，A0为当电源接通时的电压增益。
起振过程: 微小的扰动电压经放大 选频 反馈 再放大 再选频 再反馈‥‥
二、 振荡的起振条件
T AF 1
.
.
.
T AF 1
.
.
振幅起振条件
T A F 2nπ n=0,1,2…
相位起振条件
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4.1 反馈振荡器的工作原理
振荡条件讨论与小结
振荡条件：同时满足起振条件和平衡条件
引入正反馈是构成振荡器的关键。
且T必须具有随振荡电压Ui 增大而下降的特性
Ui
放大器 Au 反馈网络 Fu
无外加输入信号
Uo 振荡器由放大器、反馈网络 和选频网络组成
Uf
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4.1 反馈振荡器的工作原理
二、 反馈振荡器的工作原理
放大器 Au Ui 反馈网络 Uf Fu 稳定时要满足 U f U i Uo 起始信号来自电扰动 起振时要满足 U f U i
. . . .
平衡点
为获得这样的环路增 益特性，环路中要有非 线性环节。
为获得正弦波，振荡电 路中要有选频环节。振荡频 率通常就由选频环节确定。
O
UiA
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
例 反馈型LC振荡器 反馈型LC振荡器是由调谐放大器和正反馈网络构成
调谐放大器
A
条件 正反馈网络
①放大器必须是调谐 放大器,具有选频滤波 的功能 ②反馈网络必须 是正反馈
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4.1 反馈振荡器的工作原理
小结:
A0 F 1
起振条件
A F 2n (n 0,1,2)
平衡条件
AF 1 A F 2n (n 0,1,2)
T U i 0
U i U iA
平衡的稳定条件
T f
0
f f oA
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
4.1 反馈振荡器的工作原理
主要要求：
掌握反馈振荡器的组成和基本工作原理 理解反馈振荡器的起振条件和平衡条件， 了解其稳定条件
掌握反馈振荡器能否振荡的判断方法
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4.1 反馈振荡器的工作原理
4.1.1 反馈振荡器的组成与基本工作原理
一、 反馈振荡器的组成