5.1 振荡器的基础知识

5.1.1 振荡器的组成

振荡器是一种用来产生交流信号的电器。正弦波振荡器用来产生正弦波信号。振荡器主要由放大电路、选频电路和正反馈电路三部分组成。振荡器的组成框图如图5-1所示。

振荡器的工作原理说明如下：

接通电源后，放大电路获得供电开始导通，导通时电流有一个从无到有的变化过程，该变化的电流中包含有微弱的0～∞Hz的各种频率信号，这些信号输出并送到选频电路，选频电路从中选出频率为f_o的信号，f_o信号经正反馈电路反馈到放大电路的输入端，放大后输出幅值较大的f_o信号，f_o信号又经选频电路选出，再通过正反馈电路反馈到放大电路的输入端进行放大，然后输出幅值更大的f_o信号，接着又选频、反馈和放大，如此反复，放大电路输出的f_o信号越来越大，随着f_o信号的不断增大，由于晶体管非线性原因（即晶体管输入信号达到一定幅值时，放大能力会下降，幅值越大，放大能力下降越多），放大电路的放大倍数A自动不断减小。

图5-1 振荡器的组成框图

放大电路输出的f_o信号不是全部都反馈到放大电路的输入端，而是经反馈电路衰减了再送到放大电路的输入端，设反馈电路的反馈衰减倍数为1/F。在振荡器工作后，放大电路的放大倍数A不断减小，当放大电路的放大倍数A与反馈电路的衰减倍数1/F相等时，输出的f_o信号幅值不会再增大。例如f_o信号被反馈电路衰减了10倍，再反馈到放大电路放大10倍，输出的f_o信号不会变化，电路输出稳定的f_o信号。

5.1.2 振荡器的工作条件

从前面振荡器的工作原理知道，振荡器正常工作需要满足下面两个条件：

（1）相位条件

相位条件要求电路的反馈为正反馈。

振荡器没有外加信号，它是将反馈信号作为输入信号，振荡器中的信号相位会有两次改变，放大电路相位改变Φ_A（又称相移Φ_A），反馈电路相位改变Φ_F，振荡器的相位条件要求满足：

Φ_A+Φ_F=2nπ（n=0，1，2，…）

只有满足了上述条件才能保证电路的反馈为正反馈。例如放大电路将信号倒相180°（Φ_A=π），那么反馈电路必须再将信号倒相180°（Φ_F=π），这样才能保证电路的反馈是正反馈。

（2）幅值条件

幅值条件指振荡器稳定工作后，要求放大电路的放大倍数A与反馈电路的衰减倍数相等，即

只有这样才能保证振荡器能输出稳定的交流信号。

在振荡器刚起振时，要求放大电路的放大倍数A大于反馈电路的衰减倍数1/F，即A>1/F（AF>1），这样才能让输出信号的幅值不断增大，当输出信号的幅值达到一定值时，就要求A=1/F（可以通过减小放大电路的放大倍数A或增大反馈电路的衰减倍数来实现），这样才能让输出信号的幅值达到一定值时稳定不变。