LC振盪電路設計原理

概述


振盪電路(Oscillating circuit) 也稱之爲信號發生電路,這是很多電子電路中經常使用的電路。
例如,爲數字電路提供時鐘的就是這種電路,將無線電波等各種信號傳送到遠方的載波信號也是由振盪電路產生的。
電路硬件技術人員在進行電路實驗時,使用的信號發生器、頻率發生器等也都是這種電路。

設計振盪電路時,其輸出的波形是需要考慮的非常重要的因素 ,原因是電路方式由振盪波形決定。基本波形一般爲正弦波和方波。

現今電路設計中,低頻振盪電路幾乎都採用RC振盪方式。當然低頻振盪電路用的定時元件也可以使用LC(電感電容),但低頻時若採用LC方案,電感量要求很大(導致電感現狀一般會很大),從要求小型化、輕量、低成本來看,這是不希望的。

現今高頻振盪電路中多采用LC元件。然而,有時也會超過集成電路使用的頻段。因此,現在仍採用與晶體管組合的電路。


LC振盪的原理


振盪電流 是一種大小和方向都隨週期發生變化的電流,能產生振盪電流的電路就叫做振盪電路 。其中最簡單的振盪電路叫LC迴路。

振盪電流是一種交變電流,是一種頻率很高的交變電流,它無法用線圈在磁場中轉動產生,只能由振盪電路產生

  • 振盪電路物理模型(即理想振盪電路)的滿足條件
    • ①整個電路的電阻R=0(包括線圈、導線),從能量角度看沒有其它形式的能向內能轉化,即熱損耗爲零。
    • ②電感線圈L集中了全部電路的電感,電容器C集中了全部電路的電容,無潛布電容存在。
    • ③LC振盪電路在發生電磁振盪時不向外界空間輻射電磁波,是嚴格意義上的閉合電路,LC電路內部只發生線圈磁場能與電容器電場能之間的相互轉化,即便是電容器內產生的變化電場,線圈內產生的變化磁場也沒有按麥克斯韋的電磁場理論激發相應的磁場和電場,向周圍空間輻射電磁波。

LC振盪電路的工作原理


常見LC振盪電路如下圖所示:一般由BJT、FET等放大器件與頻率選擇性電路(一般爲LC並聯諧振電路)構成。
常見晶體管LC振盪電路



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                                   2019.08.14                    

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