简单介绍LC振荡电路的工作原理及特点LC振荡电路,顾名思义就是用电感L和电容C组成的一个选频网络的振荡电路,这个振荡电路用来产生一种高频正弦波信号。
常见的LC振荡电路有好多种,比如变压器反馈式、电感三点式及电容三点式,它们的选频网络一般都采用LC并联谐振回路。
这种振荡电路的辐射功率跟振荡频率的四次方成正比,如果要想让这种电路向外辐射足够大的电磁波的话,就必须提高其振荡频率,而且还必须是电路具备开放的形式。
LC振荡电路之所以有振荡,是因为该电路通过运用电容跟电感的储能特性,使得电磁这两种能量在交替转化,简而言之,由于电能和磁能都有最大和最小值,所以才有了振荡。
当然,这只是一个理想情况,现实中,所有的电子元件都有一些损耗,能量在电容和电感之间转化是会被损耗或者泄露到外部,导致能量不断减小。
所以LC 振荡电路必须要有放大元件,这个放大元件可以是三极管,也可以是集成运放或者其他的东西。
有了这个放大元件,这个不断被消耗的振荡信号就会被反馈放大,从而我们会得到一个幅值跟频率都比较稳定的信号。
开机瞬间产生的电扰动经三极管V组成的放大器放大,然后由LC选频回路从众多的频率中选出谐振频率F0。
并通过线圈L1和L2之间的互感耦合把信号反馈至三极管基极。
设基极的瞬间电压极性为正。
经倒相集电压瞬时极性为负,按变压器同名端的符号可以看出,L2的上端电压极性为负,反馈回基极的电压极性为正,满足相位平衡条件,偏离F0的其它频率的信号因为附加相移而不满足相位平衡条件,只要三极管电流放大系数B和L1与L2的匝数比合适,满足振幅条件,就能产生频率F0的振荡信号。
LC振荡电路物理模型的满足条件①整个电路的电阻R=0(包括线圈、导线),从能量角度看没有其它形式的能向内能转化,即热损耗为零。
②电感线圈L集中了全部电路的电感,电容器C集中了全部电路的电容,无潜布电容存在。
③LC振荡电路在发生电磁振荡时不向外界空间辐射电磁波,是严格意义上的闭合电路,LC电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化,即便是电容器内产生的变化电场,线圈内产生的变化磁场也没有按麦克斯韦的电磁场理论激发相应的磁场和电场,向周围空间辐射电磁波。
能产生大小和方向都随周期发生变化的电流叫振荡电流。
能产生振荡电流的电路叫振荡电路。
其中最简单的振荡电路叫LC回路。
振荡电流是一种交变电流,是一种频率很高的交变电流,它无法用线圈在磁场中转动产生,只能是由振荡电路产生。
充电完毕(放电开始):电场能达到最大,磁场能为零,回路中感应电流i=0。
放电完毕(充电开始):电场能为零,磁场能达到最大,回路中感应电流达到最大。
充电过程:电场能在增加,磁场能在减小,回路中电流在减小,电容器上电量在增加。
从能量看:磁场能在向电场能转化。
放电过程:电场能在减少,磁场能在增加,回路中电流在增加,电容器上的电量在减少。
从能量看:电场能在向磁场能转化。
在振荡电路中产生振荡电流的过程中,电容器极板上的电荷,通过线圈的电流,以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化,这种现象叫电磁振荡。
LC振荡电路特点共射变压器耦合式振荡器功率增益高,容易起振,但由于共发射极电流放大系数B随工作频率的增高而急剧降低,故共振荡幅度很容易受到振荡频率大小的影响,因此常用于固定频率的振荡器。
以上就是小编为您介绍的关于LC振荡电路工作原理的相关知识,通过上述讲解,我们对该电路的组成及工作原理都有了一个深入的了解。
LC回路是所有振荡电路中最简单的一个,根据输出波形的不同,振荡电路可以分为非正弦波振荡和正弦波振荡两种,而正弦振荡电路又可分为LC振荡电路和RC振荡电路。
调频收音机原理框图振荡电路的工作原理振荡电路,简单来讲,就是指能够产生大小和方向均随着周期发生变化的振荡电流,而产生的这种振荡电流的电路我们就叫做振荡电路。
LC回路便是其中最简单的振荡电路。
振荡电流不能用线圈在磁场中转动产生,它是一种频率比较高的交变电流,只能在振荡电路中产生。
振荡电路物理模型满足的条件有以下3点:1.电感线圈L集中了全部电路的电感,电容器C集中了全部电路的电容,无潜布电容存在。
2.个电路的电阻R=0(包括线圈、导线),从能量角度看没有其它形式的能向内能转化,即热损耗为零。
3.LC振荡电路在发生电磁振荡时不向外界空间辐射电磁波,是严格意义上的闭合电路,LC电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化,即便是电容器内产生的变化电场,线圈内产生的变化磁场也没有按麦克斯韦的电磁场理论激发相应的磁场和电场,向周围空间辐射电磁波。
一般振荡电路由放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路四部分组成。
敖大电路是满足幅度平衡条件必不可少的,因为振荡过程中,必然会有能量损耗,导致振荡衰减。
通过放大电路,可以控制电源不断地向振荡系统提供能量,以维持等幅振荡,所以放大电路实质上是一个换能器,它起补充能量损耗的作用。
正反馈网络是满足相位平衡条件必不可少的,它将放大电路输出电量的一部分或全部返送到输入端,完成自激任务,实质上,它起能量控制作用。
选频网络的作用是使通过正反馈网络的反馈信号中,只有所选定的信号才能使电路满足自激振荡条件,对于其他频率的信号,由于不能满足自激振荡条件,从而受到抑制,其目的在于使电路产生单一频率的正弦波信号。
选频网络若由R、C元件组成,称RC正弦波振荡电路;若由L、C元件组成,则称LC正弦波振荡电路;若用石英晶体组成,则称石英晶体振荡电路。
稳幅电路的作用是稳定振荡信号的振幅,它可以采用热敏元件或其他限幅电路,也可以利用放大电路自身元件的非线性来完成。
为了更好地获得稳定的等幅振荡,有时还需引入负反馈网络。
在分析振荡电路的工作原理时先检查电路是否具有放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节,再检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正常工作,然后分析电路是否满足自激振荡条件,即相位平衡条件与振幅平衡条件。
振荡电路的振荡条件包括平衡条件和起振条件两部分。
振荡电路的平衡条件就是振荡电路维持等幅振荡的条件。
振荡电路的平衡条件包括幅度平衡条件和相位平衡条件两部分。
振荡电路乏所以能够在没有外加输入交流信号的情况下就有输出信号,是因为它用自身的正反馈信号作为输入信号了。
所以,为了使振荡电路维持等幅振荡,必须使它的反馈信号Vf的幅度和相位与它的净输入信号Vid相同。
振荡电路的幅度平衡条件是AF =1;振荡电路的相位平衡条件是cpA +(pf=+2n,7r(n=0,l,2,3--)。
式中,妒A表示基本放大电路的相移,9f表示正反馈网络的相移。
对于一个振荡电路来说,必须同时满是振荡电路的幅度平衡条件和相位平衡条件,振荡电路才能维持等幅振荡。
振荡电路刚开始工作时,在接通电源的瞬间,电路中便产生了电流扰动。
这些电流扰动可能是接通电源的瞬间引起的电流突变,也可能是三极管或电路内部的噪声信号。
这个电流扰动中包含了多种频率的微弱正弦波信号,这些信号就是振荡电路的初始输入信号。
在振荡电路开始工作时,如果能满足AF>1,则通过振荡电路的放大与选频作用,就能将与选频网络频率相同的正弦波信号放大并反馈到放大电路的输入端,而其他频率的信号则被选频网络抑制掉。
这样就能使振荡电路在接通电源后,从小到大的建立起振荡,直至AF =1时,振荡幅度定下来。
所以AF>1称为振荡电路的起振条件。
利用三极管的非线性或在电路中采用负反馈等措施,即可使振荡电路从AF >1过渡到AF =1,达到稳定振幅的目的。
如果把振荡电路的维持条件和起振条件结合起来,写作AF≥1,这就是振荡电路的幅度平衡条件。
也就是说,要保证振荡电路能够产生并维持等幅振荡,在满足维持条件的同时,还必须满足起振条件。
综上所述,振荡电路的振荡条件为AF≥1:(;PA +(pf=t:2n-rr(n =0,l,2,3--)o高频放大器使用高频功率放大器的目的是放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。
高频放大器的工作状态是由负载阻抗Rp、激励电压vb、供电电压VCC、VBB等4个参量决定的。
如果VCC、VBB、vb 3个参变量不变,则放大器的工作状态就由负载电阻Rp决定。
此时,放大器的电流、输出电压、功率、效率等随Rp而变化的特性,就叫做放大器的负载特性。
原理放大电路所需的通频带由输入信号的频带来确定,为了不失真地放大信号,要求放大电路的通频带应大于信号的频带。
如果放大电路的通频带小于信号的频带,由于信号的低频段或高频段的放大倍数下降过多,放大后的信号不能重现原来的形状,也就是输出信号产生了失真。
这种失真称为放大电路的频率失真,由于它是线性的电抗元件引起的,在输出信号中并不产生新的频率成分,仅是原有各频率分量的相对大小和相位发生了变化,故这种失真是一种线性失真。
高频小信号放大器的功用就是无失真的放大某一频率范围内的信号。
按其频带宽度可以为窄带和宽带放大器,而最常用的是窄带放大器,它是以各种选频电路作负载,兼具阻变换和选频滤波功能。
高频小信号放大器是通信设备中常用的功能电路,它所放大的信号频率在数百千赫至数百兆赫。
高频小信号放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大,从信号所含频谱来看,输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。
本级振荡电路本级振荡电路图本级振荡电路采用改进型晶体振荡电路(克拉伯振荡电路),振荡频率由晶振决定,为6MHz,三极管的静态工作点由RP0控制,集电极电流ICQ,一般取0.5mA~4mA,ICQ过大会产生高次谐波,导致输出波形失真。
调节RP1可使输出波形失真较小、波形较清晰,RP2用来调节本振信号的幅值,以便得到适当幅值的本振信号作为载波。
混频器工作频率混频器是多频工作器件,除指明射频信号工作频率外,还应注意本振和中频频率应用范围。
噪声系数混频器的噪声定义为:NF=Pno/Pso Pno是当输入端口噪声温度在所有频率上都是标准温度即T0=290K时,传输到输出端口的总噪声资用功率。
Pno主要包括信号源热噪声,内部损耗电阻热噪声,混频器件电流散弹噪声及本振相位噪声。
Pso为仅有有用信号输入在输出端产生的噪声资用功率。
变频损耗混频器的变频损耗定义为混频器射频输入端口的微波信号功率与中频输出端信号功率之比。
主要由电路失配损耗,二极管的固有结损耗及非线性电导净变频损耗等引起。
1dB压缩点在正常工作情况下,射频输入电平远低于本振电平,此时中频输出将随射频输入线性变化,当射频电平增加到一定程度时,中频输出随射频输入增加的速度减慢,混频器出现饱和。
当中频输出偏离线性1dB时的射频输入功率为混频器的1dB压缩点。
对于结构相同的混频器,1dB压缩点取决于本振功率大小和二极管特性,一般比本振功率低6dB。
动态范围动态范围是指混频器正常工作时的微波输入功率范围。