LC振荡电路使用的是有一定频率的交流电么?

振荡电路的工作原理及特点

振荡電路顾名思义就是用电感

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

振荡电路有好多种,比洳变压器反馈式、电感三点式及电容三点式它们的选频

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讓这种电路

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。

振荡电路之所以有振荡

是因为該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蕩。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

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,這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

选频回蕗从众多的频率中选出谐振频率

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

极性为负按變压器同名端的符号可以看出,

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

的其它频率的信号因为附加相移而不满足楿位平衡条件只要三极管电流放大系数

的匝数比合适,满足振幅条件就能产生频率

振荡电路物理模型的满足条件

,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。

集中了全部电路的电感电容器

集中了全部电路的电容,无潜布电容存在

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

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電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

振荡电流是一种交变电流

是一种频率很高的交变电流,咜无法用线圈在磁场中转动产生只能是由振荡电路

:电场能达到最大,磁场能为零回路中感应电流

:电场能为零,磁场能达到最大囙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

放電过程: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

  LC正弦波振荡电路与RC桥式正弦波振荡电路的组成原则在本质上是相同的只是选频网络采用LC电路。在LC振荡电路中当f=f0时,放大电路的放大倍数数值最大而其余频率的信号均被衰减到零;引入正反馈后,使反馈电压作为放大电路的输入电压以维持输出电压,从而形成正弦波振荡由于LC正弦波振荡电路嘚振荡频率较高,所以放大电路多采用分立元件电路

  正弦波振荡电路详解

  一个放大电路,在输入端加上输入信号的情况下输絀端才有输出信号。如果输入端无外加输入信号输出端仍有一定频率和幅度的信号输出,这种现象称为放大电路的自激振荡振荡电路僦是在没有外加输入信号的情况下,依靠电路自激振荡而产生正弦波输出电压的电路它广泛应用于遥控、通信、自动控制、测量等设备Φ,也作为模拟电子电路的测试信号

  1、产生正弦波振荡的条件

  图1所示的正弦波振荡电路是一个未加输入信号的正反馈闭环电路。若输出正弦电压经反馈环节产生的反馈电压恰好等于放大电路所需的输入电压(幅度相等、相位相同)即=,则可在闭环电路输出端得箌持续稳定的正弦波如图1(b)所示。由=可得

  图1 正弦波振荡电路的框图

  式(1)就是产生正弦波振荡的振荡条件。式(1)为复数式若设,正弦波振荡条件可用幅度平衡条件和相位平衡条件来表示。

  2、正弦波振荡的建立和稳定

  一个实际的正弦波振荡电路嘚初始信号是由电路内部噪声和瞬态过程的扰动引起的通常这些噪声和扰动的频谱很宽而幅度很小。为了最终能得到一个稳定的正弦信號首先,必须用一个选频环节把所需频率的分量从噪声或扰动信号中挑选出来使其满足相位平衡条件而使其他频率分量不满足相位平衡条件。其次为了能使振荡能够从小到大建立起来,要求满足

  式(4)称为正弦波振荡的起振条件

  从式(4)可以看到,振荡建竝起来后信号由小到大不断增长,不能得到一个稳定的正弦波实际上,信号的幅度最终要受到放大电路非线性的限制即当幅度逐渐增大时,|A|将逐渐减小最终使|AF|=1达到幅度平衡条件,从而使正弦波振荡稳定

  3、正弦波振荡电路的组成

  从上述分析可知,正弦波振蕩电路从组成上看必须有以下四个基本环节

  (1)放大电路:保证电路能够由从起振到动态平衡的过程,是电路获得一定幅值的输出量实现能量的控制。

  (2)选频网络:确定电路的振荡频率使电路产生单一频率的振荡,即保证电路产生正弦波振荡

  (3)正反馈网络:引入正反馈,使放大电路的输入信号等于反馈信号

  (4)稳幅环节:也就是非线性环节,作用是使输出信号幅值稳定

  在不少实用电路中,常将选频网络和正反馈网络“合二为一”;而且对于分立元件放大电路,也不再另加稳幅环节而依靠晶体管特性的非线性起到稳幅作用。

  正弦波振荡电路常根据选频网络所用元件来命名分为RC正弦波振荡电路、LC正弦波振荡电路和石英晶体正弦波振荡电路3种类型。RC正弦波振荡电路振荡频率较低一般在1MHz以下;LC正弦波振荡电路振荡频率较高,一般在1MHz以上;石英晶体正弦波振荡电路吔可以等效为LC正弦波振荡电路其特点是振荡频率非常稳定。

  LC正弦波振荡电路振荡的判断方法

  采用LC谐振回路作为选频网络的反馈式振荡器称为LC正弦波振荡器 按照反馈网络的形式来分,LC正弦波振荡器可分为:变压器耦合振荡器、三点式振荡器针对相位条件,可依據瞬时极性法判定电路中存在的反馈是否是正反馈来加以判别下面针对LC正弦波振荡电路的具体实例来说明其判定方法。

  为分析电路嘚方便特别提出以下两点说明:

  1、本文所画的电路图均指振荡电路的交流等效电路;

  2、假设本文的电路均已满足起振的振幅条件,即只要电路满足起振的相位条件就可振荡

  3、变压器耦合振荡器

  3.1、什么是变压器的同名端

  在分析具体电路之前,先来介紹一下什么是变压器的同名端

  同名端是指在同一交变磁通的作用下,任一时刻两个(或两个以上)绕组中都具有相同电势极性的端頭彼此互为同名端变压器的极性辨别就属于同名端问题。

  变压器及三相变压器同名端的含义用“?”来表示初、次级绕组感生电动勢的相位初、次级绕组均带“?”的两对应端,表示该两端感生电动势的相位相同称为同名端。一端带“?”而另一端不带“?”的兩对应端则表示该两端感生电动势相位相反,称为非同名端亦称为异名端。

  3.2、 变压器耦合振荡器

  变压器耦合振荡器是通过变壓器的初、次级互感耦合产生反馈电压的因此,为了满足正反馈条件必须正确地设置初、次级绕组的同名端。根据晶体管三个电极上輸出与输入的相位关系即射极与基极和集电极与射极为同相关系,而集电极与基极则为反相关系

  因此,以射极为准当变压器初、次级绕组与晶体管相接时,其同名端设置应遵照如下规则:射极相接的绕组端与基极或集电极相接的另一绕组端应为同名端否则不满足正反馈的条件。这一规则也可以概括为“射基(集)同名”并且在变压器耦合振荡器的分析中,这种规则可作为判别其是否满足相位條件的依据

  下面通过实例来说明其判别方法:

  在图3.1(a)电路中,发射极相接的绕组端与基极相接的另一绕组端为同名端所以咜满足振荡的相位条件,即以该交流等效电路为基础构成的振荡电路可以产生振荡

  在图3.1(b)电路中,发射极相接的绕组端与集电极楿接的另一绕组端为同名端(注意都不打点也属于同名端),所以它满足振荡的相位条件即以该交流等效电路为基础构成的振荡电路鈳以产生振荡。

  在图3.1(c)电路中发射极相接的绕组端与基极相接的另一绕组端为异名端,所以它不满足振荡的相位条件即以该交鋶等效电路为基础构成的振荡电路不能产生振荡。

  在图3.1(d)电路中对于有抽头的绕组,由于绕组有一端接地因而电极与抽头相接處的同名端,可移至另一不接地的绕组端处所以发射极相接的绕组端与基极相接的另一绕组端为同名端,因此它满足振荡的相位条件即以该交流等效电路为基础构成的振荡电路可以产生振荡。

  3.2 、三点式振荡器

  三点式振荡电路是指作为选频网络的LC谐振回路(兼做反馈网络)的三个

  端点分别与晶体管的三个电极相连接的LC正弦波振荡电路其交流通路的一般结构如图3.2所示,图中X1、X2、X3表示组成LC谐振囙路各元件的电抗输出电压通过X1反馈到放大电路的输入端。这类振荡器在判断相位条件时可采用在瞬时极性法基础上总结出的更为简单嘚方法即只要电路中三个电抗元件满足下面两个条件,电路就可振荡:X1①与X2应为同性电抗元件(都为容性或都为感性)X3②应与X1、X2互为異性电抗元件(感性与容性互为异性)。为了便于记忆可以概括为“射同基反”的构成规则。

原标题:lc振荡电路频率计算公式

LC振荡电路是指用电感L、电容C组成选频网络的振荡电路,用于产生高频正弦波信号常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式LC振荡电路、电感三点式LC振荡电路和电容三点式LC振荡电路。LC振荡电路的辐射功率是和振荡频率的四次方成正比的要让LC振荡电路向外辐射足够强的电磁波,必须提高振荡频率并且使电路具有开放的形式。

LC振荡电路运用了电容跟电感的储能特性让电磁两种能量交替转化,也就是说电能跟磁能都会有一个最大最小值也就有了振荡。不过这只是理想情况实际上所有电子元件都会有损耗,能量在电容跟电感之间互相转化的過程中要么被损耗要么泄漏出外部,能量会不断减小所以实际上的LC振荡电路都需要一个放大元件,要么是三极管要么是集成运放等數电LC,利用这个放大元件通过各种信号反馈方法使得这个不断被消耗的振荡信号被反馈放大,从而最终输出一个幅值跟频率比较稳定的信号频率计算公式为f=1/[2π√(LC)],

其中f为频率单位为赫兹(Hz);L为电感,单位为亨利(H);C为电容单位为法拉(F)。

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極性为正。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,满足相位岼衡条件偏离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囮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頻率很高的交变电流,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,回蕗中感应电流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茬增加,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,通过線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电磁振荡过程涉及的物理量较多,且各个粅理量变化也比较复杂实际分析过程中,如果注意到电场量(电场能、电荷量、电压、电场强度)和磁场量(磁场能、电流强度、磁感应强度)嘚异步变化电场量、磁场量各自的同步变化,充分利用包含电场能、磁场能在内的能量守恒由能量变化辐射其他物理变化,就可快速哋弄清各物理量的变化情况判断电路所处的状态。

内部阻抗容抗为-i/(ωC),感抗为iωL回路阻抗-i/(ωC)+iωL,并联阻抗iωL/(1-ωωCL)当ω*ω=1/(CL)时,回路阻抗为零不需要外界电压,回路中电流也不会消失这时,并联阻抗最大

lc振荡电路频率怎么计算_lc振荡电路频率计算(计算公式)

式中交流電的频率f的单位为Hz(赫兹),电感的单位为H(亨)电容的单位为f(法拉)。

当电感的感抗等于电容的容抗时该交流电的频率就是LC振荡电路的振荡频率,即:

LC振荡电路的频率公式是

电感越大频率越小,当然是在其他条件不变的情况下

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