📜  正弦振荡器-基本概念

📅  最后修改于: 2020-11-23 01:06:24             🧑  作者: Mango


具有正反馈的放大器产生的输出与输入同相,并增强了信号的强度。正反馈也称为退化反馈直接反馈。这种反馈使反馈放大器成为振荡器。

正反馈的使用导致反馈放大器的闭环增益大于开环增益。它导致不稳定,并作为振荡电路工作。振荡电路提供任何所需频率的不断变化的放大输出信号。

振荡电路

振荡电路产生期望频率的电振荡。它们也被称为储能电路

一个简单的振荡电路包括一个电感器L和一个电容器C,两者共同决定电路的振荡频率。

为了理解振荡电路的概念,让我们考虑以下电路。该电路中的电容器已经使用直流电源充电。在这种情况下,电容器的上极板有过多的电子,而下极板则有电子不足。电容器保持一些静电能,电容器两端存在电压。

坦克电路

当开关S闭合时,电容器放电并且电流流过电感器。由于感应效应,电流会逐渐累积到最大值。电容器完全放电后,线圈周围的磁场最大。

感应效应

现在,让我们进入下一个阶段。一旦电容器完全放电,磁场便开始崩溃,并根据伦茨定律产生反电动势。现在,电容器在上板上带正电荷,在下板上带负电荷。

磁场

电容器充满电后,就会开始放电,以在线圈周围建立磁场,如下图所示。

唯一电容器

充电和放电的这种连续性导致电子或振荡电流的交替运动。 L和C之间的能量交换产生连续的振荡

在没有损耗的理想电路中,振荡将无限期继续。在实际的振荡电路中,会发生损耗,例如线圈中的电阻辐射损耗以及电容器中的介电损耗。这些损失导致阻尼振荡。

振荡频率

由振荡电路产生的振荡的频率由振荡电路的分量LC确定。振荡的实际频率是振荡电路的谐振频率(或固有频率),由下式给出:

$$ f_r = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} $$

电容器电容

振荡频率f o与电容器电容的平方根成反比。因此,如果所用电容器的值较大,则充电和放电时间段将较大。因此,频率将更低。

从数学上讲,频率

$$ f_o \ propto 1 \ sqrt {C} $$

线圈的自感

振荡频率f o与线圈自感的平方根成正比。如果电感值较大,则对电流变化的抵抗力会更大,因此完成每个周期所需的时间会更长,这意味着时间周期会更长,频率会更低。

从数学上讲,频率

$$ f_o \ propto 1 \ sqrt {L} $$

结合以上两个方程,

$$ f_o \ propto \ frac {1} {\ sqrt {LC}} $$

$$ f_o = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} $$

上面的等式虽然表示输出频率,但与振荡电路的固有频率谐振频率匹配。