• 電子振蕩器

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    電子振蕩器

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    電子振蕩器是一種電子電路,其產生周期性的振蕩電子信號,通常是一個正弦波或一個矩形波。振蕩器轉換直流電從電源到(DC)的交流電(AC)信號。它們被廣泛用于許多電子設備,從最簡單的時鐘發生器到數字儀器(如計算器)以及復雜計算機和xxx設備等。振蕩器產生的信號的常見示例包括無線電廣播電視發射機、調節計算機和石英鐘的時鐘信號,以及電子蜂鳴器和電子游戲機產生的聲音。

    振蕩器通常以其輸出信號的頻率為特征

    • 甲低頻振蕩器(LFO)是產生低于約20赫茲的頻率的電子振蕩器。該術語通常在音頻合成器領域中使用,以區別于音頻振蕩器。
    • 音頻振蕩器產生的音頻范圍內的頻率約為16 Hz至20 kHz。
    • RF振蕩器會產生大約100 kHz至100 GHz?射頻(RF)范圍內的信號。

    設計為從直流電源產生大功率交流輸出的振蕩器通常稱為逆變器

    電子振蕩器

    電子振蕩器有兩種主要類型-線性或諧波振蕩器和非線性或張弛振蕩器。

    晶體振蕩器在現代電子設備中無處不在,其產生的頻率范圍為32 kHz至150 MHz以上,其中32 kHz晶體在計時中很常見,而更高頻率在時鐘生成和RF應用中很常見。

    諧波振蕩器

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    諧波或線性振蕩器產生正弦輸出。有兩種類型:

    反饋振蕩器

    線性振蕩器的最常見形式是電子放大器,例如晶體管運算放大器,它們連接在反饋環路中,其輸出通過頻率選擇電子濾波器反饋到其輸入中,以提供正反饋。首次接通放大器的電源時,電路中的電子噪聲會提供非零信號以開始振蕩。噪聲在環路中傳播,并被放大和過濾,直到非常快地以單個頻率收斂在正弦波上。

    反饋振蕩器電路可以根據它們在反饋環路中使用的頻率選擇濾波器的類型進行分類:

    • 在RC振蕩器電路中,濾波器是電阻器電容器網絡。RC振蕩器通常用于產生較低的頻率,例如在音頻范圍內。常見的RC振蕩器電路類型是相移振蕩器和Wien橋振蕩器。
    • 在LC振蕩器電路中,濾波器是一個調諧電路(通常稱為振蕩電路;調諧電路是諧振器),由連接在一起的電感器(L)和電容器(C)組成。電荷通過電感器在電容器極板之間來回流動,因此調諧電路可以存儲以其諧振頻率振蕩的電能。振蕩電路中的損耗很小,但放大器會補償這些損耗并為輸出信號供電。LC振蕩器通常用于在無線電頻率,當可調頻率源是必要的,如在信號發生器,可調無線電發射機和本地振蕩器中的無線電接收器。典型的LC振蕩器電路是Hartley、Colpitts和Clapp電路。
    • 在晶體振蕩器電路中,濾波器是壓電晶體(通常是石英晶體)。晶體作為諧振器機械振動,其振動頻率決定了振動頻率。晶體具有很高的Q因子,并且比調諧電路具有更好的溫度穩定性,因此晶體振蕩器的頻率穩定性要比LC或RC振蕩器好得多。晶體振蕩器是最常見的線性振蕩器類型,用于穩定大多數無線電發射器的頻率,并在計算機和石英時鐘中生成時鐘信號。晶體振蕩器通常使用與LC振蕩器相同的電路,用晶體代替調諧電路。皮爾斯振蕩器電路也是常用的。石英晶體通常限于30 MHz或更低的頻率。其他類型的諧振器,介電諧振器和表面聲波(SAW)器件用于控制直到微波范圍的高頻振蕩器。例如,SAW振蕩器用于在手機中生成無線電信號。

    負阻振蕩器

    在負電阻振蕩器中,諧振電路(例如LC電路、晶體或空腔諧振器)跨接在具有負差分電阻的器件兩端,并施加DC偏置電壓以提供能量。諧振電路本身“幾乎”是一個振蕩器。如果被激發,它可以電子振蕩的形式存儲能量,但是由于它具有電阻和其他損耗,因此振蕩被衰減并衰減到零。有源器件的負電阻抵消了諧振器中的(正)內部損耗電阻,實際上創建了一個無阻尼的諧振器,該諧振器在其諧振頻率處產生了自發的連續振蕩。

    負電阻振蕩器模型不僅限于二極管等單端口器件,它還適用于單端器件。具有兩端口放大器件(例如晶體管和電子管)的反饋振蕩器電路也具有負電阻。在高頻下,晶體管和FET不需要反饋環路,但是在某些端口上施加某些負載時,另一端口上的負載可能變得不穩定,并由于內部反饋而顯示出負電阻,從而導致它們擺動。通常使用負電阻技術設計高頻振蕩器。

    下面列出了許多諧波振蕩器電路中的一些:

    • 阿姆斯特朗振蕩器,又名邁斯納振蕩器
    • 克拉普振蕩器
    • 科爾皮茲振蕩器
    • 交叉耦合振蕩器
    • 動力振蕩器
    • 哈特利振蕩器
    • 光電振蕩器
    • 皮爾斯振蕩器
    • 相移振蕩器
    • 魯濱遜振蕩器
    • 三重振子
    • 瓦克振蕩器
    • 維恩橋振蕩器

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    1. 電子振蕩器
    2. 諧波振蕩器
    3. 反饋振蕩器
    4. 負阻振蕩器

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