振蕩器,振蕩器的分類,振蕩器的特性
振蕩器,振蕩器的分類,振蕩器的特性
振蕩器定義
振蕩器簡單地說就是一個頻率源,一般用在鎖相環中。詳細說就是一個不需要外信號激勵、自身就可以將直流電能轉化為交流電能的裝置。一般分為正反饋和負阻型兩種。所謂“振蕩”,其涵義就暗指交流,振蕩器包含了一個從不振蕩到振蕩的過程和功能。能夠完成從直流電能到交流電能的轉化,這樣的裝置就可以稱為“振蕩器”。
振蕩器的分類
振蕩器的分類
振蕩器(英文:oscillator)是用來產生重覆電子訊號(通常是正弦波或方波)的電子電路。
低頻振蕩器(low-frequency oscillator,或稱LFO)是指產生頻率在0。1赫茲到10赫茲之間交流訊號的振蕩器。這個詞通常用在音訊合成中,用來區別其他的音訊振蕩器。
振蕩器主要可以分成兩種:諧波振蕩器(harmonic oscillator)與弛張振蕩器(relaxation oscillator)。
????????????????????? 水浴振蕩器
能將直流電轉換為具有一定頻率交流電信號輸出的電子電路或裝置。種類很多,按振蕩激勵方式可分為自激振蕩器、他激振蕩器;按電路結構可分為阻容振蕩器、電感電容振蕩器、晶體振蕩器、音叉振蕩器等;按輸出波形可分為正弦波、方波、鋸齒波等振蕩器。廣泛用于電子工業、醫療、科學研究等方面。 主要適用于各大中院校、醫療、石油化工、衛生防疫、環境監測等科研部門作生物、生化、細胞、菌種等各種液態、固態化合物的振蕩培養。
自激多諧振蕩器也叫無穩態電路.兩管的集電極各有一個電容分別接到另一管子的基極,起到交流耦合作用,形成正反饋電路,當接通電源的瞬間,某個管子先通,另一只管子截止,這時,導通管子的集電集有輸出,集電極的電容將脈沖信號耦合到另一只管子的基極使另一只管子導通.這時原來導通的管子截止.這樣兩只管子輪流導通和截止,就產生了震蕩電流.
由于器件不可能參數完全一致,因此在上電的瞬間兩個三極管的狀態就發生了變化,這個變化由于正反饋的作用越來越強烈,導致到達一個暫穩態.暫穩態期間另一個三極管經電容逐步充電后導通或者截止,狀態發生翻轉,到達另一個暫穩態.這樣周而復始形成振蕩
振蕩器主要分為RC,LC振蕩器和晶體振蕩器
1.RC振蕩器采用RC網絡作為選頻移相網絡的振蕩器統稱為RC正弦振蕩器,屬音頻振蕩器。
2.LC振蕩器采用LC振蕩回路作為移相和選頻網絡的正反饋振蕩器稱為LC振蕩器。
LC振蕩器的分類:
①變壓器耦合 ?單管LC正弦振蕩器 ?差分對管LC正弦振蕩器
②三點式 ?電容三點式(考畢茲)振蕩器 ?電感三點式(哈特萊)振蕩器
③改進三點式 ?克拉潑振蕩器 ?西勒振蕩器
④差分對管振蕩器
3.晶體振蕩器
振蕩器的振蕩頻率受石英晶體控制的振蕩器。
特性:
1.物理、化學性能非常穩定。
2.具有正壓電效應和逆壓電效應, 石英晶體諧振頻率ωs
△當ω=ωs時,壓電效應最強,稱ωs為基頻
△當ω=nωs時,壓電效應也較強,稱之為泛音頻率
石英晶體振蕩器的特點
上圖是經過簡化的電路圖并表明了石英晶體振蕩器的基本組成元件。石英晶體振蕩器中
的放大器由至少一個驅動設備,偏壓電阻并且可能包含其他用來限制帶寬,阻抗匹配和增益
控制的元件組成。反饋網絡由石英晶體諧振器,和其他元件比如用來協調的可變電容等組成。
晶體振蕩器特點
?? 在振蕩頻率上,閉合回路的相移為2nπ。
?? 當開始加電時,電路中唯一的信號是噪聲。滿足振蕩相位條件的頻率噪聲分量以增
大的幅度在回路中傳輸,增大的速率由附加分量,即小信號,回路益增和晶體網絡
的帶寬決定。
?? 幅度繼續增大,直到放大器增益因有源器件(自限幅)的非線性而減小或者由于某
一自動電平控制而被減小。
?? 在穩定狀態下,閉合回路的增益為1。
振蕩與穩定度
率與電抗的關系”)。
?? 大多數振蕩器均工作在“并聯諧振”上,電抗與頻率斜率的關系dx / df ,即“逆
電容”是與晶體器件的動態電容C1 成反比的。
?? 相對于振蕩回路中的相位(電抗)波動的最高頻率穩定度來說,相位斜率(或電抗
斜率)必須最大,即C1 應當最小,而QL當最大。石英晶體器件的高Q值和高
的逆電容,決定振蕩器元件的基本頻率(或頻率穩定度)。
可調性和穩定度
要使振蕩器諧調在寬的頻率范圍內,就會降低其穩定度,因為要使振蕩器按要求進行調
諧,同時也會使振蕩器容易受不合要求的調諧因素影響。調諧范圍越寬,就越難以保持高的
穩定度。例如,如果設計OCXO 的短期穩定度在某一平均時間為1×10-12,而可調性為1×
10-7,則晶體的負載電抗在上述平均時間必須穩定在上1×10-5。要獲得這樣的穩定度使困難
的,因為影響負載電抗的因素有:寄生電容和電感、變容二極管的電容與電壓特性的穩定度,
以及加在變容二極管上的電壓的穩定度。此外,1×10-5 的負載電抗穩定度不僅必須在開始
條件下保持,而且在環境條件(溫度、振動、輻射等)變化時,也必須保持。
同時,高穩定度10 MHz 的恒溫壓控晶振的頻率調整范圍為5×10-7,老化率為2×10-8/y,
而寬調諧范圍的10 MHz 壓控晶振的調諧范圍為50 ppm,老化率為2 ppm/y。
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