在放大電路中,為了改善電路性能,通常引入負(fù)反饋(中頻區(qū))。當(dāng)電路附加相移(高頻區(qū)或低頻區(qū))改變了反饋信號(hào)的極性時(shí),電路中的負(fù)反饋就會(huì)變成正反饋。此時(shí),若反饋環(huán)路增益滿足一定條件,電路就會(huì)產(chǎn)生自激振蕩。這是有害的,應(yīng)當(dāng)消除。
在振蕩電路中,人為地引入正反饋,并使反饋環(huán)路增益滿足一定的條件,那么,電路在沒(méi)有外部激勵(lì)的情況下會(huì)產(chǎn)生輸出信號(hào),即產(chǎn)生自激振蕩。無(wú)論在放大電路還是在振蕩電路中,自激振蕩的本質(zhì)是相同的。即振蕩時(shí)電路中的反饋一定是正反饋,并且反饋環(huán)路增益必須滿足一定的條件。
1.產(chǎn)生正弦波自激振蕩的條件
產(chǎn)生正弦波自激振蕩的平衡條件為:
實(shí)質(zhì)上,只要電路中的反饋是正反饋,相位平衡條件就一定滿足,這是由電路結(jié)構(gòu)決定的,而幅度平衡條件則由電路參數(shù)決定,當(dāng)環(huán)路增益af=1時(shí),電路產(chǎn)生等幅振蕩;af<1時(shí)電路產(chǎn)生減幅振蕩;af>1時(shí),電路產(chǎn)生增幅振蕩。所以自激振蕩的起振條件為:
2.選頻特性
在振蕩電路中,當(dāng)放大電路或正反饋網(wǎng)絡(luò)具有選頻特性時(shí),電路才能輸出所需頻率的正弦信號(hào)。也就是說(shuō),在電路的選頻特性作用下,只有頻率為的正弦信號(hào)才能滿足振蕩條件。
3.穩(wěn)幅措施
如果振蕩電路滿足起振條件,在接通直流電源后,它的輸出信號(hào)將隨時(shí)間的推移逐漸增大。當(dāng)輸出信號(hào)幅值達(dá)到一定程度后,放大環(huán)節(jié)的非線性器件接近甚至進(jìn)入飽和或截止區(qū),這時(shí)放大電路的增益a將會(huì)逐漸下降,直到滿足幅度平衡條件af=1,輸出信號(hào)將不會(huì)再增大,從而形成等幅振蕩。這就是利用放大電路中的非線性器件穩(wěn)幅的原理。由于放大電路進(jìn)入非線性區(qū)后,信號(hào)幅度才能穩(wěn)定,所以輸出信號(hào)必然會(huì)產(chǎn)生非線性失真(削波)。為了改善輸出信號(hào)的非線性失真,常常在放大電路中設(shè)置非線性負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)(如,熱敏電阻、半導(dǎo)體二極管、鎢絲燈泡等),使放大電路未進(jìn)入非線性區(qū)時(shí),電路滿足幅度平衡條件(),維持等幅振蕩輸出。這是一種比較好的穩(wěn)幅措施。
4.正弦波信號(hào)發(fā)生器的電路組成
正弦波信號(hào)發(fā)生器一般由放大電路、正反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)組成。其中選頻網(wǎng)絡(luò)既可以包含在放大電路內(nèi),也可以包含在正反饋網(wǎng)絡(luò)之中。穩(wěn)幅環(huán)節(jié)一般由放大電路中的非線性元件或增加非線性負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。