Oscillator振荡器定义

振荡器基本上是一个信号发生器，产生某个特定频率的正弦或非正弦信号。振荡器有其各种应用，因为这些是任何电气和电子电路的基本组件。连续振荡是振荡器工作的基础。有时，振荡器被称为具有正反馈的放大器。或者更具体地说，是开环增益等于或略大于1的反馈放大器。

在定义时，我们可以把振荡器比作发电机。但更具体地说，振荡器是将直流能量转换为等效交流能量的能量转换器。振荡器输出端交流信号的频率范围从几赫兹到几千兆赫不等。

我们已经知道放大器需要交流输入信号，该信号在放大器的输出端被放大和实现。然而，振荡器只需要直流电压即可产生所需频率的交流信号。

在实际应用中，我们通常通过其输出端产生的信号类型为晶体振荡器分类：

1、正弦波：在振荡器输出端获得的信号显示连续的正弦变化作为时间的函数。

2、非正弦波：在这种情况下，振荡器输出端的信号在不同电压电平下显示快速上升和下降。从而产生波形，如方波，削峰正弦波等。

正如我们之前所讨论的，振荡器只不过是放大器和正反馈电路的组合，下图显示了振荡器的基本电路原理图：

Oscillator振荡器振荡电路原理

从根本上来看，放大器是将电源提供的直流电压转换为交流电源。交流信号通过反馈电路提供给谐振电路，进而将振荡信号送达至放大器。由于施加了直流电压，放大器就实现了对振荡信号的放大。反馈为振荡电路提供一部分输出，使其处于正确的相位，以便具有持续的振荡。

下图显示了基本的振荡器反馈电路：

假设Vi是施加在具有增益A的放大器端的输入。此外，还使用了反馈网络。此反馈网络具有β反馈分数。放大器的输出是Vo，反馈网络的输出是Vf。

这里β基本上定义了作为输入反馈提供的输出部分。

最初，Vi施加在放大器的端子上，增益为A。因此，在放大器的输出端，我们得到：

然后将该电压提供给反馈网络，该反馈网络基本上是一个谐振电路，以便在某个频率下具有最高的反馈。

因此，反馈放大器的输出端获得的信号如下：

因为，Vf = βVo，Vo = AVi

如果放大器和反馈电路引入0°相移。然后，两个反馈信号以及输入信号将彼此同相。

现在，当反馈电路的输出与输入一起提供给放大器时。

然后，放大器输出端的信号将给出为：

所以，我们可以写出，荡器的闭环增益与反馈，

假设，我们只在放大器的输入端提供反馈电路的输出，并删除最初应用的输入信号。

除去Vi后，振荡器的环路增益则负责持续振荡。

• 如果开环增益小于1，即Aβ<1。然后，经过一段时间后输出将消失。之所以如此，是因为在这里AβVi作为放大器的输入，因此这将小于Vi，Aβ将小于单位。因此每次通过环路后信号的幅度都会减小。结果振荡将消失。

• 如果环路增益大于一，即Aβ>1。然后，它会导致输出建立起来。因此每次通过环路时，都会注意到振荡幅度的增加。

• 现在，如果环路增益等于1，即Aβ = 1。然后它导致Vf等于Vi。因此，在输出端信号将是连续的正弦波形。通过这种方式，输入本身由电路提供，从而实现正弦输出。

这里需要注意的是，最初环路增益总是大于1，以建立振荡。但是，一旦信号达到某个电压，环路增益现在就变为1。这是由于反馈放大器电路的非线性行为造成的。