二、振荡条件

二、振荡条件

由于LC回路中电感和电容在振荡过程中都要消耗能量,若不及时给LC回路补充能量,则振荡将逐渐减弱直至停止;为了维持振荡,必须按时按量地给LC回路补充能量,这是振荡电路工作的必要条件。下面以晶体管反馈放大电路组成框图来分析能够维持振荡的条件。

如图3-2所示,设放大电路的输入电压为978-7-111-45883-8-Chapter03-3.jpg,输出电压为978-7-111-45883-8-Chapter03-4.jpg,则978-7-111-45883-8-Chapter03-5.jpg978-7-111-45883-8-Chapter03-6.jpg的变化规律相对应。如果从放大电路的输出电压978-7-111-45883-8-Chapter03-7.jpg中取出一部分用978-7-111-45883-8-Chapter03-8.jpg表示,称为反馈电压,让反馈电压978-7-111-45883-8-Chapter03-9.jpg与输入电压978-7-111-45883-8-Chapter03-10.jpg同相位,并且使978-7-111-45883-8-Chapter03-11.jpg,用反馈电压978-7-111-45883-8-Chapter03-12.jpg代替输入电压978-7-111-45883-8-Chapter03-13.jpg作为放大电路的输入信号,则放大电路就能够保持输出仍为978-7-111-45883-8-Chapter03-14.jpg。这样,放大电路不需外加输入信号,而通过反馈维持一定输出,形成自激振荡。也就是说,振荡电路的输入信号是由输出端经反馈环节提供的。由此可知,振荡电路产生自激振荡的充分和必要条件如下:

(1)相位平衡条件 反馈电压信号要与原输入电压信号同相位,即必须是正反馈电压信号,才能满足相位平衡条件。反馈信号与输入信号之间的相位差应为

φ=±2nπ n=0,1,2……

978-7-111-45883-8-Chapter03-15.jpg

图3-2 反馈放大电路组成框图

(2)振幅平衡条件 要有足够的反馈量,即反馈电压的幅值必须等于原输入电压的幅值。当978-7-111-45883-8-Chapter03-16.jpg时,978-7-111-45883-8-Chapter03-17.jpg(其中978-7-111-45883-8-Chapter03-18.jpg为放大电路开环电压放大倍数,978-7-111-45883-8-Chapter03-19.jpg为反馈环节的反馈系数)。

上述两个条件是放大电路产生自激振荡的充分和必要条件。振荡频率由电路本身的参数所决定。由式(3-1)可以看出,当电路参数LC一旦决定后,就能产生一个固定频率的振荡,因此LC电路可作为选频电路。