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低频振荡器

来源：泰然健康网时间：2024年12月22日 01:03

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20赫～20千赫正弦波信号的振荡器 [1]（有的定义为产生频率在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。

振荡电路是一种能量转换装置，它无需外加信号，就能自动地把直流电转换成具有一定频率、一定振幅和一定波形的交流信号。可作为各种信号源及调幅或调频的载波信号等。 [2]

振荡器可分为两大类：一类是正弦波振荡器，其输出波形是正弦波，用途极为广泛。如各种频率的正弦波信号发生器，本振、载波振荡器等。另一类是非正弦波振荡器，其输出波形明显不是正弦波，而是包含丰富的谐波。如方波、尖顶脉冲、锯齿波、三角形波等。它们广泛地用于计数、计时及RC振荡电路和晶体振荡器中。 [2]

振荡电路的方框图如图1所示。如果从输出电压uo中取出与输入电压ui同相位的正反馈电压uf，且uf=ui，则就可用反馈的信号代替输入信号。这样放大电路不要输入信号也能够保持输出电压uo。这时正反馈放大电路就变成了自激振荡器。由此可见，一个放大电路产生振荡的条件是： [2]

(1)　相位条件　振荡电路中必须有一个由放大器和正反馈网络构成的反馈环，要保证反馈到放大电路输入端的电压相位与原输入电压相位一致，形成正反馈。

(2) 幅度条件　为了持续振荡，稳定输出，反馈到放大电路输入端的电压不得低于原输入电压。

另外，为了输出某一特定频率，还需要有选频网络。

图1　振荡器的方框图

电路如图2所示，其中C、L作为选频网络，电路类似于调谐放大器，但无需外加输入信号，而是通过变压器耦合把输出信号反馈到输入端。一般满足幅度起振平衡条件是没问题的，关键是相位平衡条件，即要求是正反馈。从图中标的瞬时极性可知，满足正反馈要求，可以产生振荡。 [2]

(1)　电感三端式振荡器

又称哈特莱振荡器，是一种应用比较广泛的振荡电路，如图3所示。其瞬时极性满足相位平衡条件，振荡频率为

电感三端式振荡器振荡频率

电感三端式振荡器电路图

(2) 电容三端式振荡器

又称考毕兹振荡器，电路如图4所示。三极管三端分别接一个电感或电容，因此叫三端式振荡器。

电容三端式振荡器电路图

(3)　RC振荡器

LC振荡器一般用于要求振荡频率较高的电子设备中，若要求产生的频率较低，如几十千赫以下，LC振荡器所需要的电感和电容值都比较大，因此低频振荡器一般用RC振荡器。关键是要满足相位平衡条件，一级RC相移网络如图5所示。

RC相移网络

一级RC电路产生的相移在0°～90°之间，若用RC串、并联组成如图6所示相移网络，则其相移为-90°～+90°。

RC串、并联相移网络电路图