放大器是放大信号功率的装置。振荡器则是产生一定频率交流信号的装置。振荡器可分自激振荡和他激振荡器两种。所谓自激振荡器,是一种不需外加控制信号,就能自动把直流电转换为交流信号的装置。根据振荡器产生的波形不同,又可分为正弦振荡和非正弦振荡器两类,而根据振荡器的组成元件不同,还可分LC和RC振荡器等。
1.LC正弦波振荡器
图5-16所示,是采用变压器作为反馈电路的LC正弦波振荡器。电路中的T、R1、Rh2、Re组成了振荡器的放大电路;L、C组成振荡选频电路,L1与C1构成反馈电路,L2及RL为输出电路,+Ucc是电源电压,C1、Ce为隔直流电容。
图5-16变压器式LC正弦波振荡器
工作原理:在直流电源开关闭合的瞬间,“扰动”在电路中引起的各种谐波,经LC选频后,只有当谐波频率等于振荡电路中的固有频率时,电路中才能产生稳定的振荡,并且振荡的幅度最大。最后,正弦波经线圈L:输出。该类振荡器由于采用了变压器,使振荡易起振而应用较多。
2.RC振荡器
LC正弦波振荡器的振荡频率一般在几十KHz至几百GHz之间。当需要低频率的正弦波时,要求振荡电路中的L、C参数值大,从而增加了振荡器的体积和重量,增加了损耗,同时使其选频特性变坏,输出波形变差。因此,振荡频率在200kHz以下的低频正弦渡振荡器,大多采用RC正弦波振荡器,电路如图5-17所示。
图5-17 RC正弦波振荡器
电路由运算放大器和RC选频电路组成。放大电路采用的是同相输入放大电路,其放大倍数取决于电阻R1和Rf,与信号频率无关;选频电路由R、C组成的串联电路组成,RC并联段的电压作为运放同相端的输入电压,构成电压正反馈。改变R和C的数值,即可改变选频电路的固有频率。理论和实验证明,只有频率为f0=1( 2πRC)的信号,才能满足正反馈,才有稳定的信号输出。该类放大器受温度的影响较大。
3.石英晶体正弦波振荡器
在现代电子设备仪器中,人们常采用的是石英晶体正弦波振荡器。该类振荡器的最大特点是振荡频率十分稳定,受温度的影响很小。其工作原理是在石英晶片上加上一交变电压,在交变电压的作用下晶片产生相应的机械振动,当外加交变电压的频率等于石英晶体固有频率时,产生谐振现象,从而为记时、自动控制、测量仪器等提供标准信号。
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