正弦波振荡器 - 基本概念

具有正反馈的放大器使其输出与输入同相，并增强信号强度。正反馈也称为**退化反馈**或**直接反馈**。这种反馈使反馈放大器成为振荡器。

使用正反馈会导致反馈放大器的闭环增益大于开环增益。这会导致**不稳定**并作为振荡电路工作。振荡电路提供任何所需频率的不断变化的放大输出信号。

振荡电路

振荡电路产生所需频率的电振荡。它们也称为**谐振电路**。

一个简单的谐振电路包括一个电感器L和一个电容器C，它们共同决定电路的振荡频率。

为了理解振荡电路的概念，让我们考虑以下电路。该电路中的电容器已使用直流电源充电。在这种情况下，电容器的上极板有电子过剩，而下极板有电子不足。电容器存储一些静电能，并且电容器两端存在电压。

当开关S闭合时，电容器放电，电流流过电感器。由于电感作用，电流缓慢上升到最大值。一旦电容器完全放电，线圈周围的磁场达到最大值。

现在，让我们继续下一阶段。一旦电容器完全放电，磁场开始崩溃并根据楞次定律产生反电动势。电容器现在在上极板上带正电，在下极板上带负电。

一旦电容器完全充电，它就开始放电以在线圈周围建立磁场，如下面的电路图所示。

这种充电和放电的持续导致电子的交替运动或**振荡电流**。L和C之间能量的交换产生连续的**振荡**。

在理想电路中，如果没有损耗，振荡将无限期地持续下去。在实际的谐振电路中，会发生损耗，例如线圈中的**电阻**和**辐射损耗**以及电容器中的**介电损耗**。这些损耗会导致阻尼振荡。

谐振电路产生的振荡频率由谐振电路的元件**L**和**C**决定。振荡的实际频率是谐振电路的**谐振频率**（或固有频率），由以下公式给出

$$f_r = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}}$$

振荡频率f_o与电容器电容的平方根成反比。因此，如果使用的电容器值较大，则充放电时间将较长。因此频率会降低。

在数学上，频率为：

$$f_o \propto 1\sqrt{C}$$

振荡频率f_o与线圈自感的平方根成正比。如果电感值较大，则电流变化的阻力更大，因此完成每个循环所需的时间更长，这意味着周期更长，频率更低。

在数学上，频率为：

$$f_o \propto 1\sqrt{L}$$

结合以上两个方程，

$$f_o \propto \frac{1}{\sqrt{LC}}$$

$$f_o = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}}$$

以上公式虽然指出了输出频率，但也与谐振电路的**固有频率**或**谐振频率**相匹配。

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