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什么是振荡器?工作原理是?类型有哪些?

1.振荡器的定义

振荡器是一种将直流电能穿换成具有一定频率的交流电能。可以从反馈的角度对振荡器进行理论分析,通过反馈的知识可知负反馈系统可以产生振荡,可以将振荡器理解为一个设计粗劣的反馈放大器。

振荡器

2.振荡器的工作原理

主要有由电容器和电感器组成的LC回路,通过电场能和磁场能的相互转换产程自由振荡。要维持振荡还要有具有正反馈的放大电路,LC振荡器又分为变压器耦合式和三点式振荡器,很多应用石英晶体的石英晶体振荡器,还有用集成运放组成的LC振荡器。

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。

3.振荡器的类型有哪些

通过电路结构的角度对振荡器进行划分,常用作时钟源的振荡器主要分为:晶体振荡器、LC振荡器、环形振荡器以及RC振荡器四种。

(1)晶体振荡器

亦称“石英振荡器”。利用石英晶体的压电效应来控制频率的振荡器。是一种具有高精确性的振荡元器件,在电视、计算机、手表等设备中的各种振荡回路电路中被广泛使用,在移动通信设备或无线电传输设备中用于频率基准源、信号数据处理所需的时钟信号源或基准频率信号。

晶体振荡器的工作基于压电效应原理,其振荡频率通常与所处环境有密切关系。在实际工作中,晶体会受到外界振动、离心、冲击等外力的作用,在不同的方向上产生加速度,导致其输出频率发生变化,影响电子设备的精度与准确性。而随着温度补偿晶体振荡器和恒温控制晶体振荡器的逐渐发展,温度对晶体振荡器的影响已经被限定在了一定的范围之内。

(2)LC振荡器

LC振荡器是指采用LC谐振回路作为选频网络(亦称相移网络或反馈网络)的反馈振荡器。LC振荡器可以产生频率高达100MHz以上的正弦信号。LC振荡器一般用分立元件组成,即用晶体管放大器构成。LC振荡器的反馈网络由电感L和电容C组成,由于LC回路的Q值较高,因此LC振荡器的输出波形较好小数环振荡器。

(3)环形振荡器

环形振荡器由环路中的若干增益级电路组成,其电路面积相对较小、结构较为简单、易于片内集成,因此作为片内时钟源得到了广泛地应用。

(4)RC振荡器

RC振荡器由于其面积小、成本低、便于集成,且输出频率的稳定性优于环形振荡器而被广泛地应用于一些对时钟信号的精度和稳定性要求不高的MCU中传统RC振荡器主要由比较器、SR
触发器、恒流源以及充放电回路构成。

以上梳理了振荡器的定义、工作原理及分类,希望对你有所帮助,如果你想了解更多相关内容,敬请关注三个皮匠报告行业知识栏目。

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