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振荡器,振荡器的分类,振荡器的特性

2010年03月08日 17:46 www.hzfubeitong.com 作者：佚名 用户评论（0）

振荡器,振荡器的分类,振荡器的特性

振荡器定义
振荡器简单地说就是一个频率源，一般用在锁相环中。详细说就是一个不需要外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的装置。一般分为正反馈和负阻型两种。所谓“振荡”，其涵义就暗指交流，振荡器包含了一个从不振荡到振荡的过程和功能。能够完成从直流电能到交流电能的转化，这样的装置就可以称为“振荡器”。

振荡器的分类

振荡器的分类

振荡器（英文：oscillator）是用来产生重覆电子讯号（通常是正弦波或方波）的电子电路。
　　低频振荡器（low-frequency oscillator，或称LFO）是指产生频率在0。1赫兹到10赫兹之间交流讯号的振荡器。这个词通常用在音讯合成中，用来区别其他的音讯振荡器。
　　振荡器主要可以分成两种：谐波振荡器（harmonic oscillator）与弛张振荡器（relaxation oscillator）。

                      水浴振荡器


　　能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。种类很多，按振荡激励方式可分为自激振荡器、他激振荡器；按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等；按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。 主要适用于各大中院校、医疗、石油化工、卫生防疫、环境监测等科研部门作生物、生化、细胞、菌种等各种液态、固态化合物的振荡培养。
　　自激多谐振荡器也叫无稳态电路.两管的集电极各有一个电容分别接到另一管子的基极,起到交流耦合作用,形成正反馈电路,当接通电源的瞬间,某个管子先通,另一只管子截止,这时,导通管子的集电集有输出,集电极的电容将脉冲信号耦合到另一只管子的基极使另一只管子导通.这时原来导通的管子截止.这样两只管子轮流导通和截止,就产生了震荡电流.
　　由于器件不可能参数完全一致,因此在上电的瞬间两个三极管的状态就发生了变化,这个变化由于正反馈的作用越来越强烈,导致到达一个暂稳态.暂稳态期间另一个三极管经电容逐步充电后导通或者截止,状态发生翻转,到达另一个暂稳态.这样周而复始形成振荡


振荡器主要分为RC，LC振荡器和晶体振荡器

1．RC振荡器采用RC网络作为选频移相网络的振荡器统称为RC正弦振荡器,属音频振荡器。

2．LC振荡器采用LC振荡回路作为移相和选频网络的正反馈振荡器称为LC振荡器。

LC振荡器的分类:

①变压器耦合 •单管LC正弦振荡器 •差分对管LC正弦振荡器

②三点式 •电容三点式(考毕兹)振荡器 •电感三点式(哈特莱)振荡器

③改进三点式 •克拉泼振荡器 •西勒振荡器

④差分对管振荡器

3．晶体振荡器

振荡器的振荡频率受石英晶体控制的振荡器。

特性：

1．物理、化学性能非常稳定。

2．具有正压电效应和逆压电效应, 石英晶体谐振频率ωs

△当ω=ωs时,压电效应最强,称ωs为基频

△当ω=nωs时,压电效应也较强，称之为泛音频率

石英晶体振荡器的特点

上图是经过简化的电路图并表明了石英晶体振荡器的基本组成元件。石英晶体振荡器中
的放大器由至少一个驱动设备，偏压电阻并且可能包含其他用来限制带宽，阻抗匹配和增益
控制的元件组成。反馈网络由石英晶体谐振器，和其他元件比如用来协调的可变电容等组成。

晶体振荡器特点
􀁺 在振荡频率上，闭合回路的相移为2nπ。
􀁺 当开始加电时，电路中唯一的信号是噪声。满足振荡相位条件的频率噪声分量以增
大的幅度在回路中传输，增大的速率由附加分量，即小信号，回路益增和晶体网络
的带宽决定。
􀁺 幅度继续增大，直到放大器增益因有源器件（自限幅）的非线性而减小或者由于某
一自动电平控制而被减小。
􀁺 在稳定状态下，闭合回路的增益为1。

振荡与稳定度

率与电抗的关系”）。
􀁺 大多数振荡器均工作在“并联谐振”上，电抗与频率斜率的关系dx / df ，即“逆
电容”是与晶体器件的动态电容C1 成反比的。
􀁺 相对于振荡回路中的相位（电抗）波动的最高频率稳定度来说，相位斜率（或电抗
斜率）必须最大，即C1 应当最小，而QL当最大。石英晶体器件的高Q值和高
的逆电容，决定振荡器元件的基本频率（或频率稳定度）。

可调性和稳定度
要使振荡器谐调在宽的频率范围内，就会降低其稳定度，因为要使振荡器按要求进行调
谐，同时也会使振荡器容易受不合要求的调谐因素影响。调谐范围越宽，就越难以保持高的
稳定度。例如，如果设计OCXO 的短期稳定度在某一平均时间为1×10-12，而可调性为1×
10-7，则晶体的负载电抗在上述平均时间必须稳定在上1×10-5。要获得这样的稳定度使困难
的，因为影响负载电抗的因素有：寄生电容和电感、变容二极管的电容与电压特性的稳定度，
以及加在变容二极管上的电压的稳定度。此外，1×10-5 的负载电抗稳定度不仅必须在开始
条件下保持，而且在环境条件（温度、振动、辐射等）变化时，也必须保持。
同时，高稳定度10 MHz 的恒温压控晶振的频率调整范围为5×10-7，老化率为2×10-8/y，
而宽调谐范围的10 MHz 压控晶振的调谐范围为50 ppm，老化率为2 ppm/y。


 

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