振蕩電路為什么能產生正弦波?
振蕩電路產生正弦波是因為在LC回路中,波形的計算公式通過建立常微分方程得到,其中含有正弦格式。
振蕩電路中發(fā)生電磁振蕩時,如果沒有能量損失,也不受其他外界的影響,這時電磁振蕩的周期和頻率,叫做振蕩電路的固有頻率和固有周期。固有周期可以用下式求得:因此,波形具有周期性。
振蕩電路的充放電符合正弦波的性質,其原理為:
充電完畢(放電開始):電場能達到最大,磁場能為零,回路中感應電流i=0。
放電完畢(充電開始):電場能為零,磁場能達到最大,回路中感應電流達到最大。
充電過程:電場能在增加,磁場能在減小,回路中電流在減小,電容器上電量在增加。從能量看:磁場能在向電場能轉化。
放電過程:電場能在減少,磁場能在增加,回路中電流在增加,電容器上的電量在減少。從能量看:電場能在向磁場能轉化。
正弦波振蕩電路的組成部分
正弦波振蕩電路由放大電路、選頻網絡、正反饋網絡和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)組成,廣泛應用于通信、測量、控制等領域。各部分功能各異,共同實現(xiàn)正弦波振蕩和穩(wěn)定輸出。實際應用中需根據需求優(yōu)化電路性能。隨技術發(fā)展,正弦波振蕩電路不斷創(chuàng)新和完善,為電子技術發(fā)展提供支持。
正弦波振蕩電路是電子電路中一種重要的電路類型,它廣泛應用于通信、測量、控制等領域。正弦波振蕩電路主要由四部分組成:放大電路、選頻網絡、正反饋網絡和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。
在沒有接入外界信號源的情況下,振蕩器電路可以產生穩(wěn)定的周期輸出信號,也就是說振蕩器的功能相當于信號發(fā)生器,可以作為吸納后源使用。
換言之,正弦波振蕩電路能夠輸出周期性正弦波信號,而正弦波信號可以直接用作測試信號或控制信號,也可以作為源信號經變換后產生方波、三角波等重要信號,高頻正弦信號還寬裕作為載波來實現(xiàn)信息的傳遞,因此正弦波振蕩電路在電子電路中應用非常廣泛。
正弦波振蕩電路的振蕩條件
能自行產生正弦波輸出的電路稱為正弦波振蕩電路,或正弦波振蕩器、正弦波發(fā)射器,其結構是個沒有輸入信號的帶選頻網絡的正反饋放大電路。
產生振蕩的原理可以用下圖來說明,圖中Xi作為外加輸入信號,Xa為基本放大器的實際輸入信號、Xo為輸出信號、Xf為反饋信號、A為基本放大增益、F為反饋網絡反饋系數。基本放大器在外加輸入信號Xi的作用下輸出穩(wěn)定的信號Xo,有Xa=Xi、Xf=FXo。如果合理選擇A和F使Xf=Xa=Xi,則就有理由認為當開關S接到反饋網絡時,電路仍能繼續(xù)工作,輸出穩(wěn)定的信號Xo,此時電路沒有接入輸入信號Xi。
綜上分析,在沒有外加輸入信號的情況下要產生持續(xù)的輸出,需要滿足關系Xf=Xa。振幅平衡條件和相位平衡條件就是正弦波振蕩電路產生持續(xù)振蕩的兩個條件。(相位平衡條件要求反饋網絡引入的是正反饋)。
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