? ? ? ? ?什么是LC振蕩電路
LC振蕩電路,是指用電感L、電容C組成選頻網(wǎng)絡的振蕩電路,用于產(chǎn)生高頻正弦波信號,常見的LC正弦波振蕩電路有變壓器反饋式LC振蕩電路、電感三點式LC振蕩電路和電容三點式LC振蕩電路。LC振蕩電路的輻射功率是和振蕩頻率的四次方成正比的,要讓LC振蕩電路向外輻射足夠強的電磁波,必須提高振蕩頻率,并且使電路具有開放的形式。
LC振蕩電路運用了電容跟電感的儲能特性,讓電磁兩種能量交替轉(zhuǎn)化,也就是說電能跟磁能都會有一個最大最小值,也就有了振蕩。不過這只是理想情況,實際上所有電子元件都會有損耗,能量在電容跟電感之間互相轉(zhuǎn)化的過程中要么被損耗,要么泄漏出外部,能量會不斷減小,所以實際上的LC振蕩電路都需要一個放大元件,要么是三極管,要么是集成運放等數(shù)電LC,利用這個放大元件,通過各種信號反饋方法使得這個不斷被消耗的振蕩信號被反饋放大,從而最終輸出一個幅值跟頻率比較穩(wěn)定的信號。
頻率計算公式為f=1/[2π√(LC)],其中f為頻率,
單位為赫茲(Hz);L為電感,單位為亨利(H);C為電容,單位為法拉(F)。
? ? ? ? lc振蕩電路的應用有哪些
用有延遲的元器件接在正反饋放大器輸入的和輸出端,就能產(chǎn)生輸出往復變化。
這個振蕩周期的穩(wěn)定性就取決于這個延遲的元器件的固有振蕩頻率的穩(wěn)定性。
例如在遙遠的過去用汞延遲器、串行寄存器、彈簧延遲器都能產(chǎn)生正弦振蕩。
現(xiàn)在常見的RC延遲環(huán)節(jié)在低頻的時候延遲不足就要三節(jié)串聯(lián)起來產(chǎn)生大的相位延遲。
石英晶體就是穩(wěn)定的延遲元件。
如果放大器的輸入--輸出傳遞函數(shù)是線性的,延遲元件也是能以線性傳遞正弦信號,再有完善的起振沖擊、振幅穩(wěn)定控制,就能產(chǎn)生穩(wěn)定的正弦波振蕩輸出,這是最難的,如果控制不好,同一個電路就可能產(chǎn)生三角波振蕩輸出、方波振蕩輸出。
如果用電壓比較器、施密特電壓比較器串聯(lián)在延遲環(huán)節(jié)中,就產(chǎn)生三角波振蕩輸出、方波振蕩輸出,例如常見的LM555型號集成電路,用與非門產(chǎn)生的振蕩電路。
方波振蕩輸出最容易,在固定振蕩頻率的條件下,就用電容構(gòu)成的低通濾波器將方波變成正弦波;在振蕩頻率變化的時候,可以用可變數(shù)字濾波器來動態(tài)濾波。
LC 振蕩器常見電路
LC 振蕩器的選頻網(wǎng)絡是LC 諧振電路。它們的振蕩頻率都比較高,常見電路有3 種。
(1 )變壓器反饋LC 振蕩電路
圖 1 ( a )是變壓器反饋 LC 振蕩電路。晶體管 VT 是共發(fā)射極放大器。變壓器 T 的初級是起選頻作用的 LC 諧振電路,變壓器 T 的次級向放大器輸入提供正反饋信號。接通電源時, LC 回路中出現(xiàn)微弱的瞬變電流,但是只有頻率和回路諧振頻率 f 0 相同的電流才能在回路兩端產(chǎn)生較高的電壓,這個電壓通過變壓器初次級 L1 、 L2 的耦合又送回到晶體管 V 的基極。從圖 1 ( b )看到,只要接法沒有錯誤,這個反饋信號電壓是和輸入信號電壓相位相同的,也就是說,它是正反饋。因此電路的振蕩迅速加強并最后穩(wěn)定下來。
變壓器反饋 LC 振蕩電路的特點是:頻率范圍寬、容易起振,但頻率穩(wěn)定度不高。它的振蕩頻率是: f 0 =1 / 2π LC 。常用于產(chǎn)生幾十千赫到幾十兆赫的正弦波信號。
( 2 )電感三點式振蕩電路
圖 2 ( a )是另一種常用的電感三點式振蕩電路。圖中電感 L1 、 L2 和電容 C 組成起選頻作用的諧振電路。從L2 上取出反饋電壓加到晶體管 VT 的基極。從圖 2 ( b )看到,晶體管的輸入電壓和反饋電壓是同相的,滿足相位平衡條件的,因此電路能起振。由于晶體管的 3 個極是分別接在電感的 3 個點上的,因此被稱為電感三點式振蕩電路。
電感三點式振蕩電路的特點是:頻率范圍寬、容易起振,但輸出含有較多高次調(diào)波,波形較差。它的振蕩頻率是: f 0 =1/2π LC ,其中 L=L1 + L2 + 2M 。常用于產(chǎn)生幾十兆赫以下的正弦波信號。
( 3 )電容三點式振蕩電路
還有一種常用的振蕩電路是電容三點式振蕩電路,見圖 3( a )。圖中電感 L 和電容 C1 、 C2 組成起選頻作用的諧振電路,從電容 C2 上取出反饋電壓加到晶體管 VT 的基極。從圖 3 ( b )看到,晶體管的輸入電壓和反饋電壓同相,滿足相位平衡條件,因此電路能起振。由于電路中晶體管的 3 個極分別接在電容 C1 、 C2 的 3 個點上,因此被稱為電容三點式振蕩電路。 電容三點式振蕩電路的特點是:頻率穩(wěn)定度較高,輸出波形好,頻率可以高達 100 兆赫以上,但頻率調(diào)節(jié)范圍較小,因此適合于作固定頻率的振蕩器。它的振蕩頻率是: f 0 =1/2π LC ,其中 C= C 1 C 2 C 1 +C 2
上面 3 種振蕩電路中的放大器都是用的共發(fā)射極電路。共發(fā)射極接法的振蕩器增益較高,容易起振。也可以把振蕩電路中的放大器接成共基極電路形式。共基極接法的振蕩器振蕩頻率比較高,而且頻率穩(wěn)定性好。
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