【电路笔记】-LC 振荡器基础知识

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LC 振荡器基础知识

1、概述

振荡器是以精确频率生成连续周期性波形的电子电路。

LC 振荡器将直流输入（电源电压）转换为交流输出（波形）。 该输出波形可以具有多种不同的形状和频率，并且可以是复杂的形状，也可以是简单的纯正弦波，具体取决于应用。

振荡器用于许多测试设备中，产生正弦波、方波、锯齿波或三角形波形，或者只是产生一系列宽度可变或恒定的重复脉冲。 LC 振荡器因其良好的相位噪声特性且易于实现而常用于射频电路。

振荡器基本上是一个具有“正反馈”或再生反馈（同相）的放大器，电子电路设计中的许多问题之一是在试图使振荡器振荡时阻止放大器振荡。

振荡器之所以能够工作，是因为它们通过将所需频率的直流能量施加到谐振器电路中，克服了反馈谐振器电路的损耗，无论是电容器、电感器还是同一电路中两者的形式。 换句话说，振荡器是一种使用正反馈的放大器，无需使用外部施加的输入信号即可生成输出频率。

因此，振荡器是在单个正弦频率下生成周期性输出波形的自维持电路。 因此，对于任何作为振荡器运行的电子电路，它必须包含以下三个特性。

• 某种形式的放大
• 正反馈（再生）
• 频率确定反馈网络

振荡器具有一个小型信号反馈放大器，其开环增益等于或略大于振荡启动所需的开环增益，但要继续振荡，平均环路增益必须恢复为 1。 除了这些电抗元件之外，还需要运算放大器或双极晶体管等放大装置。

与放大器不同，振荡器工作不需要外部交流输入信号，因为直流电源能量由振荡器转换为所需频率的交流能量。

基本振荡器反馈电路

其中： $\beta$ 是反馈分数。

无反馈的振荡器增益

带反馈的振荡器增益

振荡器是在所需的单一频率下生成连续电压输出波形的电路。 电感器、电容器或电阻器用于形成频率选择谐振电路，该电路基本上是一个允许所需频率通过的无源带通滤波器和一个反馈网络。

反馈网络将一小部分输出信号“反馈”回输入侧，以保持电路振荡。 使用的正反馈量必须足够大以克服任何电路损耗，以便振荡可以无限期地持续。

反馈网络基本上是一个电压增益小于 1 ( $\beta <1$ ) 的衰减电路。 当 $A\beta >1$ 时，振荡开始，一旦振荡持续，则返回到单位值 ($A\beta =1$)。

LC 振荡器频率使用调谐或谐振电感/电容 (LC) 电路进行控制，所得输出频率称为振荡频率。 通过使振荡器反馈电抗网络，反馈的相位角将随着频率的函数而变化，这称为相移。<